论文总字数：14503字

摘 要

本文介绍了在自动脱水系统的原理及西门子S7-200在自动脱水系统中的应用。根据油水检测传感器的特点，结合西门子S7-200PLC的特点，通过西门子S7-200PLC设定一个基准值来判断传感器是否检测到水或者油，从而实现自动脱水功能。介绍了西门子S7-200PLC在系统中应用到的指令系统和在控制系统的硬件结构，阐明了基于西门子S7-200 PLC系统实现罐区自动脱水的流程以及方法，最后对油罐区自动脱水方案提出进一步研究方向。

关键字： PLC； 系统； 自动脱水

Application and Research Depot Tank Dewatering Control System based on Siemens S7-200 PLC

Abstract

This article describes the application of the principle of automatic watering system and Siemens S7-200 automatic dewatering system. According to the characteristics of oil and water detection sensors, combined with Siemens S7-200 PLC characteristics of a reference value set by Siemens S7-200 PLC to determine whether the sensor detects water or oil, in order to achieve automatic dehydration function. Siemens introduced S7-200 PLC applied to the system in the control command system and the hardware structure of the system, to clarify the realization of automatic tank dewatering processes based on Siemens S7-200 PLC systems and methods. Finally, automatic tank dewatering zone scheme to make further research.

Keywords: PLC automatic; Dewatering; System

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1油罐自动脱水研究的背景与意义 1

1.2课题设计任务 2

1.3本文应该解决的问题 2

1.4课题设计的主要内容 2

第二章 油罐自动脱水系统原理 3

2.1油罐自动脱水国内研究现状 3

2.2油罐自动脱水原理分析 3

2.2.1油和水的特性差异 3

2.2.2油水特性差异分析 3

2.3 油水界面检测方法 4

2.4油罐自动脱水系统原理 4

第三章 油罐自动脱水控制系统设计 5

3.1油罐区自动脱水系统的控制要求 5

3.2 油罐区自动脱水系统的组成及控制方案 5

3.2.1脱水系统控制方案 5

3.2.2脱水系统功能模块及控制目标 6

第四章 系统硬件设计 7

4.1电容式油水检测传感器 7

4.2西门子S7-200 PLC 7

4.2.1 PLC应用发展 7

4.2.2 西门子S7-200基本组成 8

4.3电磁阀 9

4.4 脱水系统接线图 10

4.4.1控制电路图设计 11

第五章 系统软件设计与调试 12

5.1 脱水系统 12

5.2油罐自动脱水程序设计 12

5.2.1 PLC编程原则 12

5.2.2 S7-200 PLC基本指令 12

5.3 程序设计软件STEP 7-Micro WIN SMART 15

5.4系统程序设计 15

5.5软件调试 18

第六章 结论 20

参考文献 21

致 谢 22

第一章 绪论

1.1油罐自动脱水研究的背景与意义

在罐区的日常操作中，油罐脱水时必不可少的一项重要工作。原油在开采、运输、装卸的过程中，都不可避免的带进去水，必须脱水后才能进到常减压装置，否则会造成冲塔、着火（冲塔的原因是水的汽化膨胀比要比油大的多，加热汽化后，水极具膨胀，导致分馏塔内压力过高。最后的结果是：轻则原油直接冲到各个分流管线中，污染管线，重则将分馏塔塔或管线冲裂，热油喷出，导致着火）。在炼油的过程中，成品油也会因加工工艺的原因，不可避免的带水，必须脱水后才能出厂销售。^[1]

长期以来，石化系统主要靠人工完成脱水的工作。

人工脱成品油罐的水时，因为水和油的颜色区别小，都是无色透明的液体，脱水主要依靠经验观察是否已经脱完。（因为水比油重，水和油落到池子中的声音不一样；因为水的表面张力比油大，水滴落到地面成珠状，油落到地面上是发散的。）

人工脱水劳动强度大，脱水带出的有毒气体对人体造成一定的伤害，并且，脱水的可靠性完全建立在操作员的工作责任心上。不少单位都因为脱水操作工的失误造成过跑油或冲塔甚至着火的事故。

随着结束的不断进步，各个厂家开发出了各式各样的自动脱水器，完成油罐区的脱水工作，并且已经得到了普遍的应用。

采用自动脱水器，可以减轻工人的劳动强度，避免有毒有害气体对人体造成伤害。自动脱水在任何条件下（刮风、下雨、严寒酷暑、白天黑夜）都可以工作，连续脱水，脱水速度快，可以减少原油在罐中的停留时间，节约企业的财务成本，可以提高罐区自动化的水平，加强管理手段，提高管理水平。

罐区自动脱水，看似一个很简单的问题，很多厂家也采用简单的密度差的原理，利用简单的机械浮球解决了轻质油罐的自动脱水的问题。

但是由于原理的局限和结构的缺陷，这种脱水器不能很好的解决原油、重油和油污的自动脱水问题。

1.2课题设计任务

通过西门子S7-200 PLC控制油罐自动脱水，在整个系统的搭建过程中，对前端的油水检测传感器的选择与了解，然后选择合适的PLC的扩展模块。然后主要的就是研究西门子S7-200PLC的程序，完成符合该系统的控制程序，其次就是PLC的外部电路，最终对整个系统的所有环节的熟知，实现油罐区自动脱水的功能。

1.3本文应该解决的问题

（1）检测油水层的方法。根据油水的性质差异商家制造出各种光纤式、电容式、压力式、浮力式、超声波式传感器，都可以检测出油水层所在罐体的位置，但是各种传感器的精度和各自的使用场所和要求都不一样，选择什么样的传感器直接影响控制品质。

（2）脱水的方法。目前能够实现自动脱水的原理有很多，各种方法都有各自的运行环境和性能，要从中选择符合油罐区脱水的安全性，稳定性，符合环境要求的最佳方法。

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