基于PLC的电保温自动控制装置的制作方法

本实用新型基于PLC的电保温自动控制装置属于采油机械维护领域。

背景技术：

在采油作业中，电力消耗主要体现在电机和井口冬季保温上。井口电保温是采油厂冬季井口的主要保温方式，而井口电保温在冬季消耗的电量较小，往往被忽视，实际电保温所消耗的电量在节能降耗上还有很大的挖潜空间。传统电保温供给方式是连续供电，电热带长期处于工作状态，浪费了大量的电能，增加了生产成本，给管理带来了很大的难度，不适合精细管理的需要。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于PLC的电保温自动控制装置，该装置可以根据设定的温度范围自动切换主电热带和副电热带的工作状态，节约电能。

本实用新型的目的是这样实现的：

基于PLC的电保温自动控制装置，包括PLC控制器、控制装置壳体、传感器单元、显示单元、电源和保温控制单元,所述的PLC控制器和显示单元设置在控制装置壳体内，所述的PLC控制器电性连接传感器单元、显示单元和保温控制单元；

所述的传感器单元包括环境温度传感器、产液流量传感器和产液温度传感器，所述的显示单元包括状态显示屏、功能触控屏和驱动电路，所述的保温控制单元包括继电器、主电热带和副电热带；

所述的传感器单元和保温控制单元安装在油井井口管线位置。

上述的PLC控制器逻辑控制过程是这样实现的：

S1、工作人员根据管线内产液的各项指标确定加热温度范围Tmin~Tmax后，PLC控制器根据采集到的产液温度数据T，与输入的加热温度范围Tmin~Tmax进行比较，如果：

T<Tmin，主电热带工作，延时后返回步骤S1，

T>Tmax，主电热带、副电热带全部停止加热，延时后返回步骤S1，

Tmin<T<Tmax，主电热带停止加热，副电热带进入工作状态，进入步骤S2，

S2、判断标准温度Ts与产液温度T的大小，如果：

T<Ts，副电热带工作，延时后返回S2，

T>Ts，副电热带停止工作，结束。

上述的环境温度传感器安装在管线外，产液流量传感器和产液温度传感器安装在管线内部，主电热带与副电热带包裹管线。

上述的主电热带的功率大于副电热带，且主加热带与副加热带分别与继电器构成独立回路。

上述的保温控制单元外层设置有防水隔热层，内层设置有防水层，主电热带与副电热带之间设置有硅胶层，控制装置壳体内部灌注防水胶。

有益效果：本实用新型基于PLC的电保温自动控制装置，可根据传感器单元采集到的现场环境温度、油井产液量，产液温度、原油物性等综合指标，综合现场的原油凝固点，由工作人员确定加热温度范围，进而控制电热带的工作状态，即能保证正常生产，又能达到节约电能的要求；设置状态显示屏对传感器单元监测到的数据进行实时显示；设置功能触控屏对工作运行温度范围进行设定，并对装置的开启与关闭进行控制；PLC控制器输出的开关信号经继电器对主电热带回路和副电热带回路进行控制，达到精细自动控温的目的。

整个装置采用防水设计，可保证操作人员的人身安全。

附图说明

图1是本实用新型基于PLC的电保温自动控制装置的系统结构示意图。

图2是本实用新型基于PLC的电保温自动控制装置的程序流程图。

图3是本实用新型基于PLC的电保温自动控制装置的外设安装示意图。

图中，1 PLC控制器、2传感器单元、21环境温度传感器、22产液流量传感器、23产液温度传感器、3显示单元、31状态显示屏、32功能触控屏、33驱动电路、4电源、5保温控制单元、51继电器、52主电热带、53副电热带、6控制装置壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例的基于PLC的电保温自动控制装置，本实施例适用于图1，包括PLC控制器1、传感器单元2、显示单元3、电源4、保温控制单元5和控制装置壳体6，所述的PLC控制器1和显示单元3设置在控制装置壳体6内，所述的PLC控制器1电性连接传感器单元2、显示单元3和保温控制单元5；

所述的传感器单元2包括环境温度传感器21、产液流量传感器22、产液温度传感器23，所述的显示单元3包括状态显示屏31、功能触控屏32和驱动电路33，所述的保温控制单元5包括继电器51、主电热带52和副电热带53；

所述的传感器单元2和保温控制单元4安装在油井井口管线位置。

该装置可根据传感器单元采集到的现场环境温度、油井产液量，产液温度、原油物性等综合指标，综合现场的原油凝固点，由工作人员确定加热温度范围，进而控制电热带的工作状态，即能保证正常生产，又能达到节约电能的要求；设置状态显示屏31对传感器单元2监测到的数据进行实时显示；设置功能触控屏32对工作运行温度范围进行设定，并对装置的开启与关闭进行控制；PLC控制器1输出的开关信号经继电器51对主电热带52回路和副电热带53回路进行控制，达到自控控温的目的。

整个装置采用防水设计，内部用防水胶灌注，可保证操作人员的人身安全。

具体实施例二

本实施例的基于PLC的电保温自动控制装置，PLC控制器逻辑控制信号流程适用于图2，该控制过程是这样实现的：

S1、工作人员根据管线内产液的各项指标确定加热温度范围Tmin~Tmax后，PLC控制器1根据采集到的产液温度数据T，与输入的加热温度范围Tmin~Tmax进行比较，如果：

T<Tmin，主电热带52工作，延时后返回步骤S1，

T>Tmax，主电热带52、副电热带53全部停止加热，延时后返回步骤S1，

Tmin<T<Tmax，主电热带52停止加热，副电热带53进入工作状态，进入步骤S2，

S2、判断标准温度Ts与产液温度T的大小，如果：

T<Ts，副电热带53工作，延时后返回S2，

T>Ts，副电热带53停止工作，结束。

按照上述流程，可实现对管线内产液温度的精细控制。

具体实施例三

本实施例的基于PLC的电保温自动控制装置，装置外设分布情况适用于图3，在具体实施例一的基础上，进一步限定环境温度传感器21安装在管线外，产液流量传感器22和产液温度传感器23安装在管线内部，主电热带52与副电热带53包裹管线。传感器单元2和保温控制单元5作为本实用新型基于PLC的电保温自动控制装置的外设部分，本领域工作人员可根据现场情况对安装位置进行调整。

具体实施例四

本实施例的基于PLC的电保温自动控制装置，在具体实施例一、具体实施例三的基础上，进一步限定主电热带52的功率大于副电热带53，且主电热带52与副电热带53分别与继电器51构成独立回路。在产液温度与设定温度偏差不大的情况下，利用小功率的副电热带53能够做到对加热温度的精细控制，独立回路的设计能够使PLC控制器对主电热带52与副电热带53分别进行控制。

具体实施例五

本实施例的基于PLC的电保温自动控制装置，在具体实施例一、具体实施例三和具体实施例四的基础上，进一步限定保温控制单元5外层设置有防水隔热层，内层设置有防水层，主电热带52与副电热带53之间设置有硅胶层，控制装置壳体6内部灌注防水胶。设置防水隔热层、防水胶和防水层能够保证操作人员的安全，设置硅胶层能够使主电热带52与副电热带53之间更好的进行热传导。