油管静水压试验装置自动控制系统设计

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在油田采油、输油过程中，油管埋于地下，承受高温、高压、强腐蚀，一旦出现裂痕或爆裂，将会影响生产，造成重大经济损失。因此，油管在使用前必须进行静水压试验。静水压试验过程中试压压力高达近100MPa，且油管两端分别加压，很容易产生压力不平衡的状况，过大的压力差会损伤动密封头和其它试压设备，因此需要一套自动控制系统，来平衡动密封头两端的压力。论文对油管静水压试验装置的液压系统进行了深入分析和研究，设计了一套液压平衡自动控制系统。该系统以可编程控制器为控制核心，电液比例溢流阀为执行机构，液压缸为被控对象，采用机理建模和响应曲线建模方法，建立了液控单向阀、增压缸、电液比例溢流阀等液压系统主要部件的数学模型，较好解决了现有液压器件数学模型在静水压试验中不适用的问题。建立的液压器件数学模型为非线性模型，考虑到试压过程中存在泄漏、液体压缩等不确定因素，根据系统快速性、精确性要求，选用位置式PID算法对系统进行控制，利用衰减曲线法整定了控制参数，用PLC梯形图语言编写控制程序，实现了PID控制。通过MATLAB对系统模型进行仿真可以看出，加入液压平衡系统后，整套设备运行更为稳定可靠，压力差低于要求值，液压平衡系统取得了良好的控制效果。

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作者
于伟华;
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作者单位

中国石油大学(华东);

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授予单位中国石油大学(华东);
学科控制理论与控制工程
授予学位硕士
导师姓名王平;
年度 2006
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TE973.6;
关键词
油管静水压试验; PLC; 水压试验装置; 自动控制系统;

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