控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)分為2個級別，即現(xiàn)場級和控制級，通過人機界面（HMI）實現(xiàn)工藝流程顯示與控制。
    系統(tǒng)核心自動化設備選用臺達機電產(chǎn)品。控制級是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的關鍵，其主要功能是HMI（人機交互界面）與現(xiàn)場級之間的樞紐層。接受HMI設置的參數(shù)或命令，對注水生產(chǎn)過程進行控制，同時將現(xiàn)場狀態(tài)輸送到HMI。控制部分由臺達PLC與觸摸屏集成。包括DVP-32EH00R（CPU單元）、DVP-04AD-H（模擬量輸入模塊）、模擬DVP-04DA-H（量輸出模塊）、DOP-A80THTD（觸摸屏）組成。控制級設備安裝在控制室內(nèi)電控柜。臺達PLC的CPU模塊 DVP-32EH00R其帶有一個RS232和一個RS485通訊接口，DOP-A80THTD觸摸屏帶有1個RS232接口和1個USB接口。觸摸屏通過RS232串口與控制器通訊。
   現(xiàn)場級是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎。現(xiàn)場級由智能一體化壓力變送器和變頻器組成。智能一體化壓力變送器選用霍尼韋爾壓力變送器，變頻器選用臺達VFD系列變頻器。現(xiàn)場注水電機1臺160kW、2臺75kW（備用1臺），因此變頻器選用160KW VFD-1600F43A一臺與75KW VFD-750F43A分別組成一拖一和一拖二方案，參見圖2。利用1臺PLC控制2臺變頻器拖動2臺注水電機變頻橫壓注水。現(xiàn)場級控制采用屏蔽電纜連接，智能一體化壓力變送器將壓力信號轉(zhuǎn)換為4-20mA信號輸入到模擬量輸入模塊DVP-04AD-H，控制器PLC輸出的控制量通過模擬量輸出模塊DVP-04AD-H轉(zhuǎn)換為4-20mA信號輸入2臺變頻器，實現(xiàn)2臺注水電機的恒壓注水變頻控制。

3 工藝流程及控制系統(tǒng)設計 
    橫壓注水工藝自動化系統(tǒng)原理如圖2所示。系統(tǒng)采用三種控制方式：自動運行，手動變頻運行和工頻運行。  

   
                      圖2自控系統(tǒng)原理圖 
3.1 自動運行 
    系統(tǒng)自動啟動第一臺變頻器，利用PID來控制注水泵的注水壓力，如果一臺泵輸出壓力不能滿足壓力要求，系統(tǒng)會自動啟動第二臺變頻器以滿足壓力要求。 
3.2 手動變頻運行  
    通過控制面板上的按鈕在手動模式下可以單獨啟動變頻器，此方式可以靈活控制變頻輸出。滿足復雜情況下的控制要求。 
3.3 工頻運行 
    變頻器啟動電機運行到工頻頻率后，利用接觸器切換電機脫離開變頻器，投入工頻運行，參見圖2。變頻器充當大功率電機的軟啟動器。 
    通過以上三種控制方式，可以保證注水電機的正常運行，達到滿足不間斷生產(chǎn)的要求。 
3.4人機界面設計 
    工藝流程圖如圖3所示，控制參數(shù)如圖4所示，控制器參數(shù)設置如圖5所示。  
  

                            圖3工藝流程圖  
  
                          圖4 控制參數(shù)  
  
                          圖5 控制器參數(shù)設置 
4 結(jié)束語 
    采用中達公司的PLC、觸摸屏和變頻器來控制注水系統(tǒng)，單一自動化平臺控制結(jié)構(gòu)簡單；節(jié)能效益顯著；方便人員操作。項目受到油田企業(yè)關注得到好評。項目體現(xiàn)了中達產(chǎn)品節(jié)能自動化的理念，特別是中達機電產(chǎn)品在成套系統(tǒng)控制工程中的優(yōu)勢。