本发明属于高压柱塞泵设备技术领域，尤其是涉及一种基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法及系统。
背景技术：
在油田的生产过程中大多在用的柱塞泵均为手动控制，安全保护较少，在泵的运行过程中存在安全隐患，造成设备油箱进水机油乳化，曲轴烧毁。进口流量低，造成活塞干麿，损坏活塞等安全事故。因此利用各检测点对温度、压力、流量、水量及振动进行报警并联锁停车。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法及系统，以解决现有高压柱塞泵手动控制，效率低、不能及时了解设备内部数据指数的情况。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法，所述控制方法包括进口压力控制方法、泵头振动控制方法、填料漏水控制方法、曲轴箱油温控制方法、出口压力控制方法，所述进口压力控制方法是根据进口流量及压力的阈值对电机进行控制，所述泵头振动控制方法，当泵头振动超过设定阈值，控制电机停止运行，所述填料漏水控制方法，当填料漏水时，控制电机停止运行，所述曲轴箱油温控制方法是根据测得的油温，对电机进行控制，所述出口压力控制方法是对出口处的压力进行联锁控制。
进一步的，所述进口压力控制方法，具体方法如下：
S101、当进口压力或者流量低于设定阈值；
S102、联锁保护控制器切断电机控制回路，实现自动停车。
进一步的，所述泵头振动控制方法，当泵头振动的振幅超过设定阈值，联锁保护控制器切断电机控制回路，自行停车。
进一步的，所述填料漏水控制方法，当检测到填料中水量超过设定阈值，联锁保护控制器切断电机控制回路，自行停车。
进一步的，所述曲轴箱油温控制方法，当温度变送器检测到曲轴箱温度超过设定阈值，联锁保护控制器切断电机控制回路，自行停车。
进一步的，所述出口压力控制方法采用PID算法调节，具体方法如下：
S201、当柱塞泵的出口压力高于设定阈值时，PID调节器输出减小，控制变频器输出频率减少，电机转速降低，柱塞泵的往复频率降低，则泵的出口压力减小，出口压力逐步回到设定阈值；
S202、当柱塞泵的出口压力低于设定阈值时，PID调节器输出增大，控制变频器输出频率增加，电机转速提高，柱塞泵的往复频率提高，则泵的出口压力增大，出口压力逐步回到设定阈值；
S203、当出口压力高于设定高高阈值时，切断电机控制回路，停止变频器，实现自动停车。
基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制系统，包括联锁保护控制器和联锁保护控制器分别连接的变频器、出口压力变送器、进口压力变送器、进口流量变送器，所述变频器连接柱塞泵电机，所述出口压力变送器安装在出口管线上，所述出口压力变送器连接压力调节器，所述压力调节器连接变频器，所述进口压力变送器和进口流量变送器安装在进口管线上，所述联锁保护系统还包括振动变送器，所述振动变送器安装在柱塞泵泵头位置，所述振动变送器连接联锁保护控制器。
进一步的，所述联锁保护控制系统还包括水量变送器，所述水量变送器安装在连轴器箱体内，所述水量变送器连接联锁保护控制器。
进一步的，所述联锁保护控制系统还包括温度变送器，所述温度变送器安装在曲轴位置，所述温度变送器连接联锁保护控制器。
进一步的，所述联锁保护控制器通过网络交换机连接工作站服务器，所述工作站服务器通过网络交换机向联锁保护控制器发送控制指令。
相对于现有技术，本发明所述的基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法及系统具有以下优势：
(1)本发明所述的基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法及系统采用自动控制系统，控制系统安全等级高，能确保控制系统安全可靠、稳定的运行，程序逻辑设计严密，安全联锁保护功能完善，涵盖注水生产的整个过程。
(2)本发明所述的基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法及系统可通过网络远程进行监控操作，可以远程设定各参数数据。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法及系统结构原理示意图。
附图标记说明：
1-温度变送器；2-水量变送器；3-振动变送器；4-进口压力变送器；5-出口压力变送器；6-进口流量变送器；7-压力调节器；8-联锁保护控制器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制方法，所述控制方法包括进口压力控制方法、泵头振动控制方法、填料漏水控制方法、曲轴箱油温控制方法、出口压力控制方法，所述进口压力控制方法是根据进口流量及压力的阈值对电机进行控制，所述泵头振动控制方法，当泵头振动超过设定阈值，控制电机停止运行，所述填料漏水控制方法，当填料漏水时，控制电机停止运行，所述曲轴箱油温控制方法是根据测得的油温，对电机进行控制，所述出口压力控制方法是对出口处的压力进行联锁控制。
所述进口压力控制方法，具体方法如下：
S101、当进口压力或者流量低于设定阈值；
S102、联锁保护控制器切断电机控制回路，实现自动停车。
当柱塞泵进口压力低或进口流量低时，说明系统供液不足，这样进入泵体的液量不足，引起活塞与缸体的干麿，造成缸体和活塞拉伤，损坏了泵。因此只要进口压力或流量低于设定的阈值，就自动切断电机控制回路，使电机停止运行，实现自动停车
所述泵头振动控制方法，当泵头振动的振幅超过设定阈值，联锁保护控制器切断电机控制回路，自行停车。当长期运行时，泵头内的磨损加大后，振动幅值加大，需要停车进行泵头维护，当超过设定阈值后切断电机控制回路，使电机停止运行。
所述填料漏水控制方法，当检测到填料中水量超过设定阈值，联锁保护控制器切断电机控制回路，自行停车。当填料漏水后，水可能经过曲轴箱油封进入曲轴箱，引起机油乳化，降低曲轴的润滑效果，引起曲轴损坏。因此当水量检测值高于阈值时，自动切断电机控制回路，使电机停止运行。
所述曲轴箱油温控制方法，当温度变送器检测到曲轴箱温度超过设定阈值，联锁保护控制器切断电机控制回路，自行停车。曲轴箱油温检测用于检测曲轴的润滑情况，当在正常情况下润滑良好，温度不会超限。当油位降低后曲轴润滑降低，大量热量产生，由油温升高。或当曲轴箱进水后由于曲轴的来回运动将水与油进行高速的搅拌后，机油乳化，曲轴润滑降低，产生热量导致油温升高。这两种情况将导致曲轴报废。因此设定曲轴箱油温阈值，当达到阈值后，变频器停机，不再输出频率，实现自动停车。
所述出口压力控制方法采用PID算法调节，具体方法如下：
S201、当柱塞泵的出口压力高于设定阈值时，PID调节器输出减小，控制变频器输出频率减少，电机转速降低，柱塞泵的往复频率降低，则泵的出口压力减小，出口压力逐步回到设定阈值；
S202、当柱塞泵的出口压力低于设定阈值时，PID调节器输出增大，控制变频器输出频率增加，电机转速提高，柱塞泵的往复频率提高，则泵的出口压力增大，出口压力逐步回到设定阈值；
S203、当出口压力高于设定高高阈值时，切断电机控制回路，停止变频器，实现自动停车。当柱塞泵出口阀门关闭或出口管线阻塞后，柱塞泵出口压力快速升高，引起输入功率增大，而PID调节器无法控制出口压力，引起电机过载而烧毁电机，因此当出口压力高于设定高高阈值时，切断电机控制回路，停止变频器，实现自动停车。
如图1所示，基于PID调节的高压柱塞泵联锁保护控制系统，包括联锁保护控制器8和联锁保护控制器8分别连接的变频器、出口压力变送器5、进口压力变送器4、进口流量变送器6，所述变频器连接柱塞泵电机，所述出口压力变送器5安装在出口管线上，所述出口压力变送器5连接压力调节器7，所述压力调节器7连接变频器，所述进口压力变送器4和进口流量变送器6安装在进口管线上，所述联锁保护系统还包括振动变送器3，所述振动变送器3安装在柱塞泵泵头位置，所述振动变送器3连接联锁保护控制器8。
联锁保护控制系统还包括水量变送器2，所述水量变送器2安装在连轴器箱体内，所述水量变送器2连接联锁保护控制器8。
所述联锁保护控制系统还包括温度变送器1，所述温度变送器1安装在曲轴位置，所述温度变送器1连接联锁保护控制器8。
联锁保护控制器8通过网络交换机连接工作站服务器，所述工作站服务器通过网络交换机向联锁保护控制器8发送控制指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。