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基于PLC的矩形波交流原油脱水电源的研究
资料介绍
目前，随着油田进入高含水开采阶段，原油含水率上升，油水乳化程度日益严重，脱水难度大幅增加。这种状况下，常规50Hz正弦交流电源逐渐暴露出电场不稳定、脱水效率低、电耗严重等缺陷，已不能很好地满足生产需求。而且，面对如今复杂多变的脱水条件，采用传统单片机控制方式需要繁琐的软硬件设计和抗干扰措施。因此，研制高效、高自动化程度的控制电源对脱水工作具有十分重要的意义。
为解决油田生产面临的上述问题，本文从分析电脱水的根本机理出发，提出研究一种矩形波脱水电源。该电源采用高效工业自动化元件PLC控制，输出电压幅值、频率、占空比均可调的脉冲电场，能使脱水工作在最佳状态下运行。
电源主电路设计中，对电路结构方案进行了分析选择，并对整流滤波电路、调压电路、矩形波生成电路、浪涌保护、检测电路中涉及的元器件进行了计算选型。PLC控制电路中，通过分析系统需求，确定了硬件总体结构；对PLC系统进行了选型、硬件配置，设计了基于SG3525的电压幅值、频率及占空比控制电路，并对PWM信号驱动电路、保护电路的设计进行了介绍。系统控制软件提供了手动操作和自动控制2种工作方式，自动控制程序中实时检测设备工作电流，通过调整输出电压快速控制电流的方法来保证电场的稳定运行。
为更好地解决PLC人机交互问题，设备引进触摸屏技术。依据实际应用情况，选择了eviewMT4500T型触摸屏，设置了PLC与触摸屏的软、硬件通信状态。人机界面中设置了开机欢迎、系统参数设定、手/自动工作、生产工艺动画、实时趋势图、故障报警、权限管理、操作说明等功能界面，实现对电源直观、自然的操作。
文中最后对电源设备软、硬件进行了调试，实验室实验及现场应用表明设备运行安全可靠、净化油含水率符合国标规定，且油水界面清晰，节能效果显著。
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