基于MCGS油管热洗监控系统设计

　　1.引 言

　　九十年代初，国内绝大多数油田对从井筒内取出的油管采取直接在现场用锅炉车产生高温蒸汽清洗的办法来清洗油管内外壁，这种办法一方面会造成环境污染，另一方面清洗效果也不理想。随着油田生产的规模化、专业化，大多油田成立了油管修复单位，定点、定员、定设备进行油管的清洗、检测、修复工序。清洗环节国内油田主要采用三种方式：高压旋转水射流、中频加热清洗和高温热洗。

　　可编程控制器(PLC)以其高可靠性、适应工业过程现场、强大的联网功能等特点，现已广泛应用于生产工艺过程。在目前的很多自控系统中，常选用PLC作为现场的控制设备，用于数据采集、状态控制和输出控制，而在系统上位机(通常为工控机)上利用工控组态软件来完成工业流程及控制参数的显示，以实现监控和管理功能。这种控制系统充分利用了微型机和PLC的各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。

　　根据川中矿区油管修复中心的实际情况，设计了以研华Pentium D工控机、Mitsubishi FX2N型PLC为硬件核心，以昆仑通态MCGS6.2为软件平台的计算机监控系统，对油管进行高温热洗操作。系统总体设计如图1。

　　下面从硬件和软件两方面对油管高温热洗工艺进行分析。

　　2.硬件构成

　　利用现有一台2T锅炉通过旁管对热洗池内清洗液(主要成分为清水，含适量比例的氢氧化钠和金属表面活性剂配剂)进行加热。考虑油管体积、质量较大，人工搬运不便，且热洗间处于高温危险环境，故采用机械滚轮传输、气缸举升和机械式链提升装置，并由磁敏、光电或机械式行程开关对油管进行限位或控制滚轮、气缸的动作。

　　整个工艺系统设计采用Mitsubishi FX2N-128型PLC作为控制核心。本身具有128个数字量I/O点，完全可以满足设计需要，同时为了以后扩充还留有余量。为了现场能对进行处理，将PLC编程口保留，而在PLC上增加一个FX2N-485-BD与工控机相连，与MCGS软件结合，实现计算机监控操作功能。硬件构成简图如图2。

图2：FIX32在本仿真系统中的应用架构

(2)过程数据库:它是FIX32的核心。由流程控制逻辑回路组成。描述形式是块(Block)和链(Chain)。一个块是一组被编码能实现具体任务的控制指令。一个链是一串连接在一起能创建控制回路的“块”序列。在FIX32中可通过FIX32提供的数据库建立程序功能模块(Database Builder)来创建块。用户创建一个新的块，需输入块名，规定块接收值来源，块输出值去向，报警优先权，对临界值或一般数据值的改变怎样反应等来完成一个块的创建过程。然后，把创建的块连接起来构成链，每个链实现流程规定的操作。创建链之后，SAC程序就会在规定时间内处理每个块里的指令。假如你想从输入输出设备读数据，经过计算后写回到该输入输出设备，则执行这一策略的链可以是模拟输入块(AI)、计算块(CA)一模拟输出块(AO)。