工厂化压裂连续输砂装置智能控制系统研究.pdf

《工厂化压裂连续输砂装置智能控制系统研究》是一篇探讨如何利用先进的自动化技术改进石油压裂作业中砂输送过程的科研论文。该研究主要关注的是如何构建一个基于OMRON PLC（可编程逻辑控制器）和人机交互界面的智能控制系统，以提升压裂过程中的连续输砂装置的性能。 压裂是一种用于提高石油和天然气井产量的技术，其中砂粒被注入到地层中以保持裂缝打开。在工厂化的压裂操作中，连续输砂装置扮演着关键角色，需要精确控制砂量以确保压裂效果。作者台广锋、潘社卫、舒峰和卢亚平提出了一种智能控制系统，其核心是模糊控制器，能够适应动态变化的砂输送需求。 控制系统的设计包括两个主要部分：控制策略和模糊控制器的程序设计。控制策略考虑了压裂作业中砂输送系统的特性和需求，如输送量的实时调整和稳定性。模糊控制器则利用模糊逻辑理论，处理非线性和不确定性的控制问题，以提高系统的响应速度和精度。 在数学建模方面，论文分析了输砂装置的动态输砂量的数学模型，以及与之相关的输砂电机功率参数的计算公式。这些模型对于理解和优化系统的运行至关重要，可以预测和控制电机功率以满足不同工况下的砂输送需求。 硬件系统设计涵盖了PLC、工控机、传感器和动力设备等元素。PLC作为自动化的核心，负责处理数据和执行控制指令；工控机用于高级数据分析和监控；传感器则实时监测系统状态，提供反馈信息；动力设备确保砂的连续流动。 软件设计部分，研究者构建了智能控制系统的软件架构，包括用户界面设计、数据处理算法和控制逻辑编程。这些软件组件使得操作人员能够直观地监控系统状态，并进行必要的调整。 试验结果显示，采用此智能控制系统后，连续输砂的精度显著提高，工作稳定性增强，性能优异。系统满足了工厂化压裂施工对砂量控制的性能要求，实现了砂输送过程的自动化，减少了人工干预，提高了工作效率和作业安全性。 总结来说，这篇论文的研究成果为石油压裂行业的自动化升级提供了新的解决方案，通过智能控制系统提升了压裂作业的效率和准确性，同时为其他类似的工业过程自动化提供了有价值的参考。