基于LabVIEW的PR2试验平台设计.docx

基于LabVIEW的PR2试验平台设计张雪平 1，何莉 莉 2(1.上 海 神 开 石 油 设 备 有 限 公 司 软 件 部, 上 海 201112;2.中 石 化 西 北 油 田 分 公 司 塔 河 采 油 一 厂, 新 疆 轮 台 841602)摘要 ：利 用 LabVIEW 开 发 环 境 ，参 考 API-6A 标 准 里 的 PR2 相 关 试 验 流 程 ，设 计 PR2 试 验 平 台 ，用 于 对 井 口 装置 和 采 油 树 设 备 中 的 闸 阀 部 件 进 行 PR2 级 性 能 验 证 试 验 。关 键 词 ：PR2 试 验 ；LabVIEW；Modbus；闸 阀 ；PLC；虚 拟 仪 器 ；井 口 装 置 ；采 油 树Design of PR2 Test Platform Based on LabVIEWZHANG Xue-ping1，HE Li-li2(1. Software Department of Shanghai Shenkai Petroleum Equipment Company LTD., Shanghai 201114, China; 2. Tahe No.1Production Plant, Northwest Company, Sinopec, Urumqi 830011, China)Abstract: Test platform PR2 is desigend using LabVIEW development environment, which refer to API-6A PR2 standardin the relevant test procedures. The platform is used in wellhead and valve components of Christmas tree equipment ofPR2-level performance verification tests.Keywords: PR2 test; LabVIEW; Modbus; gate; PLC; virtual instrument; wellhead; Christmas Tree有 串 口 和 网 络 ，数 据 协 议 为 MODBUS，与 温 控 箱 的 连接 是 Modbus/TCP 协 议 ，与 PLC 的 连 接 为 串 口 Modbus协议。 LabVIEW 对两种形式的 Modbus 协议 都 提 供 了 很好的支持 。0 引言井口装置和采 油 树 设 备 ，主要用于监控生产 井 口 的压力和调节油 （气 ）水 井 的 流 量 ；也 可 以 用 于 酸 化 压 裂注水测试等 。 石油工业的发展不 断地对井口装置以 及阀门的可靠性和控制 性能提出更高的要求 ，同 时 也 促使和推动着井口装置不断改进和 发展 。为实现开发高端井控产品 、提高核心竞争力的 发 展 目 标，上海神开石油设备有限公司决定研制闸阀 PR2试验平台。 此平台的主要目的在于参考 API-6A 标准规定的 PR2 试验流程，检测井口装置闸阀的性能。 PR 指的 是性能要求，在 API-6A 标准里，井口装置和采油树设备的性能要求被划分为两个等级，即 PR1 和 PR2。在试验平台的构 建 中 ， 选 择 了 LabVIEW 作 为 上 位软件系 统实现的主要开发工具 。 利 用 LabVIEW 可以 方 便 快 捷 地 构 建 一 个 虚 拟 仪 器 系 统 ，从 而 完 整 地 实现 数 据 采 集 、仪 器 控 制 、测 量分析和数据处理 等 功能 。1 系统设计1.1 硬件构 成整个系统平台的硬件包括 ： 工 控 机 1 台 ；PLC 设 备 2 个 ；温 控 箱 1 个 ；电 动 头 1 台 ；闸 阀 1 个 ；气 压 系 统 1 套；传感器 8 个。1.2 工作原 理试 验 平 台 原 理 如 图 1 所 示 。 开 始 试 验 时 ，系 统 会 通 过串口和网络实时采集来 自传感器的数据 ，并 进 行 文件存储和界面显示 。 在 试 验 过 程 中 ，试 验 系 统 按 照事先设计的标准试 验 流 程 ，通 过 PLC 实现对压力和温 度 的 调 节 、控 制 ，来 检 验 闸 阀 性 能 ，对未达试验要求的 项目进行报警 ，并 对各项数据进行记录 。 试验结束后 ， 系统可以自动填写试验报告 。在 试 验 平 台 里 ，需要完成的实验项 目 有 ：最 高 额 定温度下的动态试验 ； 最高额定温度的阀 体 气 压 试验 ；最 高额定温度下的阀座气压试验 ；最 高 额 定 温 度下 阀 座 低 压 试 验 ；最低额定温 度下的动态试验 ；最