一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统，其包括电气单元、机械单元、气路单元和油路单元；电气单元包括PLC控制器，与PLC控制器通讯的伺服驱动器；机械单元包括与伺服驱动器通讯的伺服电机，与伺服电机连接的滚筒，与滚筒连接的采样泵，采样泵连接储油罐；气路单元包括空压机，与空压机连接的第一电磁阀，与第一电磁阀连接的采样泵和回油泵；油路单元包括与采样泵连接的第二电磁阀，与第二电磁阀其中一出口通过第一油管连接的采样池；第一油管上设有流量传感器，流量传感器输出的电流信号输入PLC控制器，第二电磁阀另一出油口通过第二油管连接一残油池，残油池通过一回油泵连接储油罐。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统
本技术涉及属于油田储油罐油样采集领域，尤其涉及一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统。
技术介绍
油田所采原油中含有水分。如果油液中含水量超过规定，会造成经济损失和安全事故。故需对原油进行脱水处理。为了监控储油罐对原油脱水的处理效果，保证储油罐正常运行，正常情况下，当班员工必须定时对储油罐原油进行溢流口采样、探油水界面、探乳化层厚度以及探测油温操作。目前上述工序均由人工上罐操作完成。但是，人工上罐采样过程存在以下缺陷和风险：量油孔打开后，罐口及整个罐顶区域弥漫着原油挥发出的油气，成分主要包含静电火花等诱因甲烷、硫化氢、一氧化碳以及其他混合烃类，对操作员工的身体健康影响较大，浓度含量大时易造成人员中毒事故；人工登罐采样劳动强度大，上、下罐携带物品多，员工采样上下罐过程有高空坠落的风险，且大风、雨雪等恶劣天气无法上罐采样；采样器下尺读数目前采用的都是用采样绳一米一打结的粗糙计数方法，在读数方面全是估读，误差大，不精确。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统。旨在解决现今人工登罐采样时因量油孔打开后挥发油气引起的人员中毒；采样工人从罐顶坠落；采样工作受天气局限大；人工测量、读数存在较大不准确性，油样代表性差的问题。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：本技术包括电气单元、机械单元、气路单元和油路单元；所述电气单元包括PLC控制器，与所述PLC控制器通讯的伺服驱动器；所述PLC控制器(1)控制各单元工作的接触器、继电器，所述机械单元包括与所述伺服驱动器通讯的伺服电机，与所述伺服电机连接的滚筒，与所述滚筒连接的采样泵，所述采样泵连接储油罐；所述气路单元包括空压机，与所述空压机连接的第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的采样泵和回油泵；所述油路单元包括与所述采样泵连接的第二电磁阀，与所述第二电磁阀其中一出口通过第一油管连接的采样池；所述第一油管上设有流量传感器，所述流量传感器输出的电流信号输入所述PLC控制器，所述第二电磁阀另一出油口通过第二油管连接一残油池，所述残油池通过一回油泵连接所述储油罐。优选的，所述控制电路还包括用以向PLC控制器输入采样信息的触摸屏和按钮开关；所述PLC控制器通过各接触器、继电器实现对各单元的控制；所述触摸屏通过以太网与所述PLC控制器通讯；所述按钮开关通过数字量形式与所述PLC控制器通讯。优选的，所述伺服电机的输出端连接一减速机，所述减速机连接所述滚筒。优选的，所述减速机通过传送带连接所述滚筒，所述滚筒包括辊筒件和辊筒导绳器，所述辊筒件的输出端连接一辊筒导绳器，所述辊筒导绳器连接所述采样泵。优选的，所述流量传感器通过信号线连接所述PLC控制器；所述信号线采用屏蔽线。优选的，所述采样泵为气动隔膜泵。优选的，所述第一电磁阀为两位三通气阀。优选的，第二电磁阀为两位三通油阀。本技术的有益效果在于：本技术是一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统，与现有技术相比，本技术具有如下优点：1、本系统通过PLC控制器与各元件的通讯，实现储油罐油样采集过程的自动化，避免了人工上罐操作中存在的一系列不安全与采样不准确因素，提高了储油罐样本采集的实时性与可靠性。2、本系统的操作具有方便良好的人机界面，用户可以预先设定电机转速、要采集油样的位置高度和需采集油液体积。整套系统具有操作简便、可靠性好，成本低、自动化程度高等优点，可以节省大量的人力、物力和财力，获得了很好的经济效益。3、该系统通过手动或自动方式控制采样泵达到指定的位置采集指定的油液体积，而且不需开启储油罐顶部的取样口，罐内油液的伴生气体不会排放到大气。附图说明图1是基于PLC控制器控制的储油罐油样采集系统总体设计框图；图2是本技术的所述电气单元的主电路的原理框图；图3是本技术的所述电气单元的主电路的电路示意图；图4是本技术电气单元的控制电路的原理图；图5是本技术电气单元的自动控制的电路示意图；图6是本技术手动控制的电路图；图7是本技术的机械单元的传动的示意图；图8是本技术的机械单元的传动的另一角度的示意图；图9是本技术的气路单元简图；图10是油路单元的结构框图；图11是本系统的采样泵部分工作原理图；图12是本技术气动隔膜泵的结构示意图。图中：1-PLC控制器；2-伺服驱动器；3-伺服电机；4-辊筒导绳器；5-采样泵；6-储油罐；7-空压机；8-第一电磁阀；9-第二电磁阀；10-采样池；11-流量传感器；12-残油池；13-回油泵；14-触摸屏；15-减速机；16-辊筒件；17-排出管、18-球阀、19-球阀座、20-联接杆、21-配气阀、22-隔膜、23-进料管。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如附图1所示，本技术实施例中基于PLC控制的储油罐油样采集系统，包括电气单元、机械单元、气路单元和油路单元；所述电气单元包括PLC控制器1；与所述PLC控制器1通讯的伺服驱动器2；所述机械单元包括与所述伺服驱动器2通讯的伺服电机3；与所述伺服电机3连接的滚筒；与所述滚筒连接的采样泵5；所述采样泵5连接储油罐6；所述气路单元包括空压机7；与所述空压机7连接的第一电磁阀8；与所述第一电磁阀8连接的采样泵5和回油泵13；所述油路单元包括与所述采样泵5连接的第二电磁阀9；与所述第二电磁阀9其中一出口通过第一油管连接的采样池10；所述第一油管上设有流量传感器11，所述流量传感器11输出的电流信号输入所述PLC控制器1，所述第二电磁阀9另一出油口通过第二油管连接一残油池12，所述残油池12通过一回油泵13连接所述储油罐6。该系统采用所述PLC控制器1作为控制核心。开始采样时，PLC控制器1向所述伺服驱动器2发出控制正转脉冲，驱动所述伺服电机3动作，进而带动所述滚筒4转动，带动所述采样泵5在所述储油罐6中上下运动，到达设定采样位置后，PLC控制器1控制所述伺服电机3停止转动。所述PLC控制器1控制所述空气压缩机7启动，产生压缩空气，PLC控制器1控制所述第一电磁阀8向所述采样泵5输送压缩空气的工作位打开，压缩空气作为动力源进入所述采样泵5，所述采样泵5工作，所述储油罐6中的油液被吸入采样泵5中；所述PLC控制器1控制所述第二电磁阀9向所述采样池10输送油液的工作位打开，油液进入采样池10中。通过所述流量传感器11实现对已采集油量多少的监控，并以模拟量的形式反馈于所述PLC控制器1；待达到欲采集油液体积后，PLC控制器1关闭所述第二电磁阀9向所述采样池10输送油液的工作位，油液不再进入采样池；PLC控制器1向所述伺服驱动器2发出电机反转控制脉冲，电机带动采样泵5返回储油罐顶部，采样停止。所述空压机7继续为所述采样泵5提供空气动力，采样泵5继续工作，PLC控制器1控制打开所述第二电磁阀9向所述残油池12输送管内剩余油液的工作位，待排空管内剩余残油后，关闭所述第二电磁阀9，关闭所述第一电磁阀8向所述采样泵5输送压缩空气的工作位，采样泵停止工作；若所述残油池12内油液过多，PLC控制器1控制所述第一电磁阀8向所述回油泵13输送压缩空气的工作位打开，压缩空气作为动力源进入所述回油泵13，所述回油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统，其特征在于：包括电气单元、机械单元、气路单元和油路单元；所述电气单元包括PLC控制器(1)，与所述PLC控制器(1)通讯的伺服驱动器(2)；所述PLC控制器(1)控制各单元工作的接触器、继电器，所述机械单元包括与所述伺服驱动器(2)通讯的伺服电机(3)，与所述伺服电机(3)连接的辊筒导绳器(4)，与所述滚筒连接的采样泵(5)，所述采样泵(5)连接储油罐(6)；所述气路单元包括空压机(7)，与所述空压机(7)连接的第一电磁阀(8)，与所述第一电磁阀(8)连接的采样泵(5)；所述油路单元包括与所述采样泵(5)连接的第二电磁阀(9)，与所述第二电磁阀(9)其中一出口通过第一油管连接的采样池(10)；所述第一油管上设有流量传感器(11)，所述流量传感器(11)输出的电流信号输入所述PLC控制器(1)，所述第二电磁阀(9)另一出油口通过第二油管连接一残油池(12)，所述残油池(12)通过一回油泵(13)连接所述储油罐(6)；所述回油泵(13)电性连接所述第一电磁阀(8)。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC控制的储油罐油样采集系统，其特征在于：包括电气单元、机械单元、气路单元和油路单元；所述电气单元包括PLC控制器(1)，与所述PLC控制器(1)通讯的伺服驱动器(2)；所述PLC控制器(1)控制各单元工作的接触器、继电器，所述机械单元包括与所述伺服驱动器(2)通讯的伺服电机(3)，与所述伺服电机(3)连接的辊筒导绳器(4)，与所述滚筒连接的采样泵(5)，所述采样泵(5)连接储油罐(6)；所述气路单元包括空压机(7)，与所述空压机(7)连接的第一电磁阀(8)，与所述第一电磁阀(8)连接的采样泵(5)；所述油路单元包括与所述采样泵(5)连接的第二电磁阀(9)，与所述第二电磁阀(9)其中一出口通过第一油管连接的采样池(10)；所述第一油管上设有流量传感器(11)，所述流量传感器(11)输出的电流信号输入所述PLC控制器(1)，所述第二电磁阀(9)另一出油口通过第二油管连接一残油池(12)，所述残油池(12)通过一回油泵(13)连接所述储油罐(6)；所述回油泵(13)电性连接所述第一电磁阀(8)。2.如权利要求1所述的基于PLC控制的储油罐油样采集系统，其特征在于：所述电气单元还包括用以向PLC控制器(1)输入采样信息的触摸屏(14)和按钮开关；所述触摸屏(14)通过以太网与所述PLC控制器(1)通讯；所述按钮开关通过数字量形式与所述PLC控制器(1)通讯。3.如权利要求1所述的基于PLC控制的储油罐油样采集系统，其特征在于：所述伺服电机(3)的输出端连接一减速机(15)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保民，杨喆，董一琦，郑凯一，任杰，田小明，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62