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1．概述
计量站是油田的重要组成部分，每个计量站都担负着多口油井的生产计量任务。通过计量站对油井生产情况的计量，可及时、正确地了解每口油井的工作情况，同时为油田地质部分提供油躲工程资料。但是，目前我国很多油田的计量站仍然采用人工计量方式，劳动强度大，效率低，且人工计量次数少、时间短，计量结果代表性差。
为了实现计量的自动化，进步计量的效率和正确度，越来越多的PLC和HMI（人机界面）被应用在了计量站自动控制系统中。其中PLC安装在计量站，用于实现天天的自动计量与计量数据的传输；而HMI可放置在计量站，直接接收PLC的数据，进行实时显示，并自动记录天生相关报表，并将信息传送至厂区总控室等；也可由PLC的直接通过无线传输将计量相关信息数据送厂区总控室，在总控室的HMI上进行实时监控，实现无人值守。
通过浙大中自公司工程技术职员的实践，已成功地将SunyPLC250和SunyTech产业控制应用软件（HMI）成功的应用在了油田的计量站控制中。下面某一计量站为例，说明计量站自动控制系统的实现。
2．工艺流程
该计量站通过分离器可实现11口油井的计量工作。当某口油井需要计量时，将其对应的三通阀切到计量位，油井向分离器中进液，根据分离器中液位由计量下限上升到计量上限所需的时间，可换算出该井的产液量，再根据该井的油样化验，得出其日产油量。依次通过导阀，分离器进液和排液，可实现对每口油井的计量。
3．系统构成
3.1 产品简介
SunyPLC250是浙大中自公司推出的一种模块式结构的中小型PLC，具有结构灵活、维护简单、的特点。产品采用32位嵌进式处理器，逻辑指令执行时间可达0.50us/步。
SunyPLC250由各种功能模块（CPU模块、接口模块、数字量输进模块、数字量输出模块、模拟量输进模块、模拟量输出模块、电源模块等）及底板、个人计算机、编程软件SunyTech产业控制应用软件、通讯电缆和人机界面构成。
SunyTech产业控制应用软件是浙大中自公司推出的DCS系统组态软件，亦可单独作为HMI软件使用。
3.2 系统结构
计量站控制系统主要由SunyPLC250可编程逻辑控制器，SunyTech产业控制应用软件（上位机运行），传感器（液位、温度、压力）以及执行器（电动三通阀、电动球阀）组成。如下图所示：
温度传感器安装于单井来液管上，用于实时监测来液温度；液位传感器安装于分离器，用于丈量计量液位，判定计量所处阶段；压力传感器安装于分离器，丈量分离器内的压力。电动三通阀安装于来液管道上，根据SunyPLC250的输出控制产生相应动作，从而控制单井处于计量态还是生产态。
SunyPLC250可编程逻辑控制器是整个计量站自动控制系统的核心，它按照程序设定，天天定时进行自动计量，依次将每口单井三通阀切换到计量位，待计量完成后再将其切换到生产位。被计量的单井根据其在分离器中进液时，由计量下限到计量上限所需要的时间换算出该井的日产量。同时，SunyPLC250通过SNET网络，以ModbusRTU协议将采集到的温度、液位、压力信号，和计量结果送到上位机。上位机通过SunyTech软件实时显示、记录丈量值，并在信号不正常时发出声光报警，提醒值班职员留意，并可根据需要定时打印生产报表。
3.3 系统配
SunyPLC250为模块式结构，根据系统设计，该计量站自控系统得I/O点数为AI：13、DI：13、DO：26，系统配置如下：
4．控制方案
计量站自动计量控制主要完成以下功能：
天天定时单井按顺序进行自动计量，上位机可干预设置哪口井不参与计量，且单井停井时，计量必须跳过此井计量下一口井。
上位机可人工单独指定某口井进行计量。
单井计量完成时，自动打开分离器排液阀进行排液，并根据排液情况，封闭分离器气出口阀。
与一般的PLC编程软件不同，SunyPLC250编程软件提供了符合IEC61131-3标准的FBD、LD、SFC、IL和ST五种编程语言，编程者可根据编程需要选用任意一种或几种编程语言来实现。
4.1 自动计量
天天上午8：00点（时间可以由操纵职员上位机更改）根据默认井位自动从口可计量井开始计量，计量井号由上位机给定。PLC将自动根据预先设定好的顺序进行倒阀、计量、排液操纵。计量过程中,30分钟未长1公分（可由操纵职员更改）的井（以为该井停产）将被跳过,继续计量下一口井。
操纵步骤为：将要计量的井对应的三通阀切至计量位，当分离器液位达到计量下限时开始计时，到达计量上限时，记下计量时间；自动打开排液阀，封闭分离器气出口阀，开始排液；并将该井三通阀切至生产位；当液位排至低液位时，再打开气出口阀，封闭排液阀，并将所需计量的下一口井对应的三通阀切至计量位，进进下一口井的计量。
该程序采用LD语言组态，如下图所示：
4.2 指定计量
单井的指定计量由上位机控制，操纵员发出指定计量的单井井号。
单井计量应选择自动计量完成后，操纵员在计量控制表中点击所需计量井按钮，确认后上位机发出指令，SunyPLC250自动将自动对该井进行计量。计量时，先将其三通阀切换至计量位，向分离器进液，当液位到达计量下限时开始计时，当液位进一步上涨，到达计量上限时，记下计量时间，然后打开排液阀，封闭分离器气出口阀，开始排液，将三通阀切换至生产位计量完成。
单井指定计量流程图如图所示。
5．操纵治理（HMI）
上位机的操纵治理主要是通过SunyTech产业控制应用软件实现人机界面功能。通过对计量站工况的监控，操纵员可监视自动计量的全过程，并控制哪口井参与自动计量，以及指定某口单井进行指定计量。HMI画面包括计量站总貌、自动计量选择、单井计量指定等画面。计量站总貌画面用于监视计量站的实时运行情况（如下图所示），自动计量画面用于选择设置参与自动计量的井号，单井计量画面用于设置要进行指定计量的单井。系统还可根据天天的计量情况天生计量站计量数据日报表。
6．结束语
SunyPLC250可编程逻辑控制器技术先进、功能丰富、运行稳定，在油田计量站的应用中，既进步了计量站现场控制的自动化水平，又保证了计量的正确可靠性，取得了良好的效果，值得在泵站、气站等类似行业中推广使用
随着我国改革开放，先进技术的不断引进、消化、吸收，可编程序控制器的使用日益广泛，各种型号、规格的可编程序控制器正渗透到产业控制的各行各业中，逐渐为大家所熟练把握。从我所几年来使用情况看，华光电子产业有限公司生产的PLC系列产品在性能价格比上占有一定上风，尤以中档产品SU-6型PLC为优。SU-6型PLC在我所设计的600T/h卸船机上的使用获得了成功，取得了一定的经验。现结合600T/h卸船机的使用情况，着重先容SU-6型PLC有别于其它同档PLC四钟指令的应用体会。
级式指令:
SU-6型具特色的指令就是级式指令，这是其它同档类型产品所没有的。用级式指令编的程序，CPU在工用时只扫描那些状态为ON的级而不扫描那些的状态为OFF的级。用级式语言编程的大好处就是使程序流程清楚，编程调试方便，并且通常可以缩短扫描短扫描周期。
600T/h卸船机的PLC主要控制起升、开闭、小车、变幅四机构的动作，控制起升、开笔电机协调动作，以保证生产时抓斗上升不开斗，下降不闭斗的要求，其中包括操纵方式的选择，操纵地点的选择，机构的连锁与保护，机构速度、电流显示，故障显示等。机构的限位保护由光电编码器及凸轮控制器或行程开关共同参与，实现双重保护。根据工艺要求，600T/h卸船机的级式程序框图：
编程初始，未用级式指令，整个扫描时间80ms以上，后采用级式指令编程，扫描时间降至50ms左右，从程序框图可看到：
1． 将只在上电初始对高速计数模块置初值得部分编为一个级，这个级在上电初始值完毕即完成使命，由于这一级主要由数据指令组成，固然SU-6型的基本逻辑指令处理速度为0.49us/条，但数据指令处理速度达20us~300us/条，所以上电以后即关断该级，可使速个扫描时间大大缩短。
2．将工艺要求中所具有的控制方式以及操纵点选择按级划分，通过对开关信号的判定，使机构运行在S11、S12、S13、S20、S30、S40六个级中的下一个级下，而其它的五个级均关断，这与不用级式指令比较，固然整个程序看上往较后者长，但实际CPU所扫描的执行程序比后者少，这样也就减少了程序的扫描时间。
3．将半自动方式下自动过程的每步编为一个级。500T/h卸船机其中之一的控制方式为半自动方式，再次方式下抓斗在动手区内抓满煤以后，手动操纵机构使抓斗上升至自动区后，机构则按如下过程顺序动作，不用司机操纵。
手动抓煤 上升自动升至上限停（S121） 自动陆行减速防摇开斗（S122）自动海行至抓煤点停（S123）自动下降之手动区停（S124）
将上述四个过程各自编成一 从2、3说明还可以看到，采用级式指令编程，使系统可以免于误操纵引起的误动作。另外对于600/h卸船机的多控制方式，采用级式编程可简化逻辑关系，便于读程序和调试程序。也使得输出线圈可以在不同级里出现，且不同时动作的级里内部继电器和定时器，计数器的使用是可以重复的，这样无形中增加了内部继电器和定时器/计数器的数目。
较接点指令:
SU-6型的指令系统中除了与其它同档产品一样具有数据比较指令外，还有比较接点指令。
数据比较指令实际是将累加器的内容与指令指定的数比较，比较的结果存在特殊寄存器中，这样在进行二数比较时，必须先读一数于累加器中，然后才能进行比较。SU-6型的比较接点指令，接点即为两数（数范围0~FFFF）的比较，比较结果的"真"或"假"直接反映了接点的"通"或"断"，用起来很直观。在600T/h卸船机的控制中，使用光电编码器作为位置检测，即抓斗的位置以一定的计数值来体现，通过对这个计数值的大小判定来控制机构的运行。为使程序明了，大量使用这些比较接点指令，具体做法就是将光电编码器的计数值（存在一固定的数据寄存器中）作为被比较数，这是可变的，与一指定数据寄存器R中的数据比较，该数为机构所处一定位置时的计数值。如：用华光公司的编码器TRD-GK/100来检测抓斗的高度，并将光电编码器的计数值存放在R2414中，当抓斗在一定高度置高速计数模块初置后，随着抓斗的升降，R2414中的数据也将随着变化。在调试前根据抓斗置初值的位置先粗略计算所要控制的计数值，并将他们事先写进R2140~R2144中，调试可以在系统RUN运行状态，根据实际控制情况，通过S-01P强制修改这些数据寄存器中的数，便可很方便的使控制达到要求，而不需要修改程序。与这些控制点对应的凸轮控制器的接点通断见下表。表中所示I307、I310~I313分别对应的光电编码器的计数值。
从表中可以看出，通过使用比较接点指令，使用光电编码器的计数值作为位置控制，在程序中变得与离散的行程开关控制一样简单明了，而其控制精度却进步了，调整也比后者方便了。
设定值的T/C接点指令: 带设定值的T/C接点指令与比较接点指令有类似之处，实在质也是二数的比较接点指令，是定时器或计数器定义好的经过值与设定值比较，比较"真"或"假"同样直接反映了接点的"通"或"断"。在600T/h卸船机中将这类指令用于具有同一定时出发点的多点时间控制，如：在半自动控制方式中，小车自动陆行至煤斗上方卸煤，由于抓斗需一定时间，为进步效率，而又不撤煤，则要求小车和抓斗按如下时间控制：
具体编程时，可以使用二个定时器分开计时，也可以用带T设定值接点指令，而用一个定时器，该定时器作为开斗完的定时时间，小车延时停时间控制则用带设定值的接点指令，这样就比前钟方法减少了一个定时器。
由此可见，对于这种具有同一定时出发点的多点时间控制，可以值用一个定时器，定时器的设定值，只控制不带设定值的定时器触点的通断的时间，中间点的时间则通过对此定时器的经过值比较得到。使用时将所有设定值存放在数据寄存器中，调试时也可以和前面一样，在RUN运行状态，通过S-01P强制写进来修改时间设定值即可。
直接输进输出指令: 一般PLC的输进传送都是在执行指令前一次进行的，所以在执行指令的过程中没有状态变化，而输出则在执行完指令后进行。这样对于控制精度要求高，实时性也要求较高的系统就可能因扫描周期长满足不了要求。SU-6型PLC又一为其它类型PLC所没有的指令就是直接输进输出指令。使用直接输进指令时，输进状态表与通常输进一样，在扫描开始时由输进成批传送来更新，但在程序执行时，执行不取输进功能存储器表中的内容，而是取当时的输进状态条件来执行。使用直接输出指令时，输出功能存储器表与模块同时更新状态。在600T/h卸船机中，较多的使用直接输进指令。在该控制系统中，小车行走的位置信号，除了用光电编码器来获取外，还通过接近开关来获取。接近开关信号能否正确收到，首先与小车速度和小车上的感应块是非、扫描时间都有关系，在这些条件下，使用直接输进指令，就可正确及时接收接近开关的信号，但是直接输进/输出指令又不可太多，大量使用会加长扫描时间。
总之，使用SU-6型PLC时，灵活的应用这几条指令，尤其是级式指令，可以大大缩短扫描时间，从软件设计上进步系统的可靠性，使调试变得简单方便，从而缩短调试时间。以上这些在600T/h卸船机的实际应用中，对于保证电厂（用户）按时发电，具有可观的经济效益。
