郑国红

摘 要：进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了工业生产中，以网络技术、计算机及其支持软件为基础，对生产过程的物质流和管理过程的信息流进行有效地控制及协调，以实现生产过程自动化和管理信息自动化。由于市场的需要，固井技术的要求在逐年提高，越来越多的使用复杂配方水泥浆体系，油井水泥干混因其流动性差，需借助气力输送来增加动能，如何在固井前将水泥与这些添加剂或外掺料均匀混拌在一起，保证固井质量或解决固井难题，保护作业环境，就成为了保证固井质量的一个重要前提。2015年3月，公司改建了计算机远程控制自动化干混装置，其流程管汇、操作控制、混拌原理、气源输送、除尘等系统各项性能应用在工作中，是固井工程生产与服务中不可缺少的一个重要部分。

关键词：油井水泥 ; 水泥配料 ; 混拌原理;  控制系统  ;干混装置 ; 计算机远程控制

1、水泥厂干混装置应用了DCS系统和PLC系统。DCS系统即集散控制系統（Distributed control system），其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、实现优化控制，整个装置对常规仪表分散监控和计算机集中监控的优点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用，是生产行业最普及的自动化控制系统，是工业自动化实现的重要工具。PLC（Program Logic Control ）可编程逻辑控制器。是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。已经具备了模拟量的控制功能，实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。

2、干混装置按混拌原理可以分为储存系统、混拌系统、散化系统三个核心系统，以及供气系统、除尘系统、控制系统、工艺流程系统四个辅助系统。

2.1混拌系统的原理是比例进料、定量加料，层铺进料，多级稀释，批量混拌，对管道混合器及自动化控制要求较高;其优点是成品混拌不会出现大的不均匀度;混拌系统是由三只混拌罐和一只计量罐和一只药混罐组成，计量罐和药混罐用于稀释小量的添加剂。混拌罐内的气化床、阻流板以及混拌罐间的管道混合器用于改变散料的动能或流动方向，通过移动、剪切、扩散等多种作用达到混合均匀的目的。

2.2储存系统是采用密闭的专用罐，储存油井水泥和散料，另一种是使用库房存放袋装的物料。 罐内设气化床，用于气化散料，增加动能，以便增加散料的流动性。 气化部件是气化床、气化床为可拆卸式，有较好的气化效果，便于维护。

2.3散化系统采用人工破袋为主，通过振动筛散化，使用较为先进的正压和负压相结合的除尘方式，大大降低粉尘污染，除尘效果较好。

2.4供气系统是该装置的动力所在，提供动力，控制气源。采用固定式螺杆空气压缩机和吸附式干燥机。

2.5除尘系统采用的是复合式除尘系统，承压高、便于维护，集降压、旋风、布袋除尘于一体，除尘效果良好。

2.6工艺流程是散料流动的通道，采用的是专用管线，干混装置的物料储存罐由气管线、放空管线、物料输送管线等相连接，各混拌罐及供气管线上安装与其相匹配的压力表和安全阀。由于介质的特殊性，阀门，管线及时更换，压力表定期检测，安全阀定期校验，大大提高了流程的耐用性。

2.7控制系统是该套装置的操作中心，计量全部采用数字化电子称，在罐体的底部支点部位全部加装电子称，采用电子传感系统，抗干扰能力强，而且体积小，使计量精度得到有效的提高。该系统采用了远程控制技术，将信号集中输送到控制室，采用人工手动控制台或计算机辅助系统。控制室是生产的指挥中心，与传统的生产组织管理方式相比，发生了很大的变化，控制台全部是数字显示，清晰准确，而且随时可以转换为鼠标控制，在电脑显示屏上点击各个气动阀门。

3、在干混过程中， 要求各物料之间按一定的比例和重量进行配料， 现在所用的原料一般都是粉煤灰，微硅，减轻剂，外加剂等构成。水泥投料控制系统由控制器、气动电动阀、电子振动料斗等设备组成。干混工艺过程是几种原料经过电子振动料斗进入地罐，输送到计量罐，对它们的计量误差要小，控制精度要高。开关量设备主要有控制电磁阀、继电器、指示灯、报警器等只具有开、关两种状态的设备。

过程控制由现场仪表（如各种传感器、变送器等）送来的各种过程信号进行实时的数据采集、滤除噪声信号、在过程控制层根据生产要求还要进行各种闭环反馈控制、批量控制与顺序控制等，并可接受控制室发来的手动操作命令进行手动控制，从而实现对生产过程的直接调节控制功能。物料输入输出，数量随之增加或减少。在投料输送计量罐中，计量罐仪表没有数值增加显示，则物料输送受到阻碍;罐体充气控制室内压力表数值没有变化，则仪表有故障;灯检测显示黄色，则控制按钮正常;阀急闭检测所有阀门是关闭状态，电源，手自动切换，引风机除尘器，压风机，干燥机，药反吹，批反吹，数据显示屏按钮，显示了干混自动化装置优势。有较好的控制和管理能力，提高了设备的利用效率，大大提升了混拌合格率，节省了人力，有效防止事故的发生，统一了管理标准。

由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现故障不会导致系统其它功能的丧失。我们采用了两台计算机，在混拌输送物料中，仪表数据显示没有同步，另外一台计算机上做数据录入，易于维护，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。混拌中有一个继电器坏了，当时换上新的，却不用停工。

总之，随着技术的进步，在未来，工业过程控制系统中，工业控制软件将向标准化、网络化、智能化、开放性发展。今后的控制系统将会是更加智能化、开放性、网络化、信息化控制系统。同时，油井水泥干混装置也在不断更新，正在向更加环保，系统更加完善，功能更加多样的方向发展，更好的为固井工程服务。

参考文献：

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