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摘  要：本文就江蘇油田真武油管修復中心的實際情況給出一個利用OMRON PLC和King View實現的油管清洗監控系統。詳細闡述了系統的結構、硬件設計、通訊方式的構成以及軟件的設計思想。該系統已經投入運行，應用效果良好。

1.引言

　　可編程控制器（PLC）以其高可靠性、適應工業過程現場、強大的聯網功能等特點，現已廣泛應用于生產工藝過程。在目前的很多自控系統中，常選用PLC作為現場的控制設備，用于數據采集、狀態控制和輸出控制，而在系統上位機（通常為工控機）上利用工控組態軟件來完成工業流程及控制參數的顯示，以實現監控和管理功能。這種控制系統充分利用了微型機和PLC的各自的特點，實現了優勢互補，得到了廣泛的應用。

　　九十年代初，國內絕大多數油田對從井筒內取出的油管采取直接在現場用鍋爐車產生高溫蒸汽清洗的辦法來清洗油管內外壁，這種辦法一方面會造成環境污染，另一方面清洗效果也不理想。隨著油田生產的規模化、專業化，大多油田成立了油管修復單位，定點、定員、定設備進行油管的清洗、檢測、修復工序。清洗環節國內油田主要采用三種方式：高壓旋轉水射流、中頻加熱清洗和高溫熱洗。

　　根據江蘇油田井下作業處真武油管修復中心的實際情況，設計了以研華Pentium Ⅲ工控機、OMRON CQM1H-CPU21型PLC為硬件核心，以組態王KingView6.01為軟件平臺的計算機監控系統，對油管進行高溫熱洗操作。系統總體設計如圖1.

　　下面從硬件和軟件兩方面對油管高溫熱洗工藝進行分析。

2.硬件構成

　　利用現有一臺2T鍋爐通過旁管對熱洗池內清洗液（主要成分為清水，含適量比例的氫氧化鈉和金屬表面活性劑配劑）進行加熱。考慮油管體積、質量較大，人工搬運不便，且熱洗間處于高溫危險環境，故采用機械滾輪傳輸、氣缸舉升和機械式鏈提升裝置，并由磁敏、光電或機械式行程開關對油管進行限位或控制滾輪、氣缸的動作。

　　整個工藝系統設計采用OMRON CQM1H-CPU21型PLC作為控制核心。CPU21本身具有16個數字量I/O點，通過外接輸入模塊ID212四塊和輸出模塊OC222三塊作為I/O口功能擴展，以滿足設計需要。PLC通過COM口與工控機相連，與組態王KingView軟件結合，實現計算機監控操作功能。硬件構成簡圖如圖2。

3.軟件分析

　　待清洗油管經傳輸線進入熱洗池內管架，與池內清洗液充分接觸，進行熱交換，油管內外壁原油溶化、剝離，上浮至清洗液表面。油管被鏈提升裝置提出至液面以上，進行第一次控水。控水完畢后仍經鏈提升裝置提升至通徑傳輸線一。通徑傳輸線一正轉，將油管送至內壁沖洗機，進行內壁沖洗。沖洗完畢后通徑傳輸線一反轉，油管后退至通徑傳輸線一下料感應器，通徑下料翻板動作，將油管翻至通徑傳輸線二。通徑下料翻板回位后，控水氣缸動作，進行第二次控水。控水完畢后，通徑傳輸線二正轉，將油管傳輸通過外壁沖洗機，進行外壁清洗。完畢后出料，完成一根油管的清洗作業。PLC編程思路如圖3。

　　由于整個系統監控點數多，畫面復雜，自行設計監控軟件周期較長、難度較大，所以上位機采用國內先進的組態軟件—組態王KingView6.01進行編寫。組態王是運行于Windows98/NT/XP的全中文界面的組態軟件，采用了多線程、COM組件等新技術，充分利用了Windows的圖形編輯功能，能方便地構成監控畫面，具有豐富的設備驅動程序、靈活的組態方式和數據鏈接功能，用其構造監控系統能大大縮短開發時間，并能保證系統的質量。組態王與PLC之間通信采用的是PPI通訊協議。組態王通過串行口與PLC進行通信，訪問PLC相關的寄存器地址，以獲得PLC所控制設備的狀態或修改相關寄存器的值。在實際編程過程中不需要編寫讀寫PLC寄存器的程序，組態王提供了一種數據定義方法，在定義了I/O變量后，可直接使用變量名用于系統控制、操作顯示、趨勢分析、數據記錄和報警顯示。