井场泥浆罐液位监控系统是在石油、天然气、地质矿产和盐业等钻井作业过程中必备的安全装置系统。为了确保人员和设备的安全，为了更加及时准确地了解井下的地质状况，通过向现场工作人员显示泥浆罐的泥浆液位，并自动预警生产中可能发生的井漏、井涌等危险征兆，避免事故发生，达到井场工作人员和设备的安全，从而实现安全生产、高效生产之目的。
随着计算机技术、控制技术和通讯技术的发展，和利时公司推出了一套技术先进、安全可靠的井场泥浆罐液位监控系统。要求严格的底层控制部份全部采用和利时公司生产的小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品，以保证系统运行的稳定性和可靠性。
本文介绍和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品用于井场泥浆罐液位监控系统的应用实例。
2、系统组成
系统由1块24点的高性能CPU处理器LM3107(14点开关量输入和10点继电器输出)、1块DP通讯模块LM3401、2块4点模拟量输入模块LM3310、1个3.7寸的液晶显示屏MD204L（支持4行×12中文字符显示）和功能强大的上位机组态软件Focsoft 3.1组成，实现对钻井泥浆液位监控和井涌、井漏异常显示与报警及数据归档存储等功能，完成PLC自动化控制以及计算机自动化管理。
井场泥浆罐液位监控系统的泥浆罐管理数量为1到8个，用于检测泥浆罐储液量的传感器在每个泥浆罐上采用1个非接触式超声波液位传感器，最大可有8路模拟量输入被LM3310采集。CPU模块上串行通讯口通过标准通讯协议与数据文本显示器MD204L相连，扩展模块LM3401与上位机通讯，用于传输数据。
主控单元PLC配置图如下：
和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品
LM3107＋LM3401＋LM3310＋LM3310
井场泥浆罐液位监控系统由上位计算机监视系统和下位PLC两部分组成，上位监视系统主要完成对现场设备运行参数的监视、处理和存储，PLC 主要完成数据的采集和对现场设备的控制。
上位监控计算机接收PLC上传的泥浆罐液位数据，并对数据进行处理，以数值和图形的方式显示设备运行状态和运行参数。若运行参数或运行状态发生异常，系统对异常数据进行报警，提醒工作人员进行处理。
3、系统主要功能
1、数据采集和处理功能
系统能实时测量各个（最多8个）泥浆罐的液位、储液量、总储液量和变化量，并将数据进行分析处理。最小泥浆体积变化量为±1立方米。
2、显示与报警功能
A：多处（液晶显示屏、上位监控室）分别显示各个（最多8个）钻井泥浆罐的储液量、总储液量和变化速度（即体积在单位时间内的变化量），并且还能滚动显示多个时间段的泥浆总体积（每条数据间隔1分钟）。
B：多处（液晶显示屏、上位监控室）同步异常显示与报警功能，报警采用声光报警。当泥浆液位超过设定的上限或下限时，当变化速度超过设定值时，计算机与显示报警器都将同时进行井涌、井漏异常显示和报警，提醒操作者注意并及时校对泥浆罐储液量，以便采取相应措施。
3、数据存储功能及设定功能
系统将采集的数据传送到计算机数据库进行存储，能存储1年到3年的数据量，以便进行相应的数据分析处理。可任意设定需要使用的泥浆罐罐号，如果只用几个罐时（少于8个），在泥浆罐面的显示屏和计算机上显示正在使用的泥浆罐的罐号，只采集正在使用的泥浆罐的数据，不采集其它罐的数据。
4、查询及打印功能
A、系统能定时打印输出钻井泥浆罐液位数据报表，实时打印输出井涌、井漏异常显示与报警数据资料报表。
B、可定时打印各泥浆罐体积、液位和总体积数据。
C、可实时打印各泥浆罐体积、液位和总体积数据。
D、保存的数据能在中央监控室的计算机终端上根据授权的不同随时调看和打印。
5、 系统实现及调试过程
泥浆罐液位监控系统图如下：
由图可知：系统软件设计分为上位机监控部分、下位机控制部分以及用于井台操作的人机界面部分。通过和利时G3系列PLC的标准化编程语言PowerPro能够方便完成下位数据采集及控制功能、现场操作和上位通讯的全部功能。
主控单元PLC通过两个模拟量输入扩展模块LM3310定时（0.1秒）采集现场8个泥浆罐中的超声波液位传感器数据，采集上来的数据应用分两路：一路用于数据处理，另一路用于数据库存储。
用于数据处理，就是将采集到的数据经过PLC程序的转换，送入PLC的CPU处理器中，根据程序的设定，将工艺要求的数据（包括泥浆罐的体积、液位和总体积数据等等），送入上位机和人机界面中显示出来，供操作人员参考。有故障数据出现时，通过程序判断，要中断操作并及时发出报警信号。
用于存储的数据，通过DP定期传送到上位机中，上位机将所有有用的数据通过程序分析处理，及时提供给技术工程师，由工程技术人员对历史数据研究分析处理。可以为进一步改进工艺、提高生产率、保证安全生产、提高系统的可靠稳定运行提供一手技术资料。
1、下位数据采集及控制功能：
2、现场操作：
3、上位DP通讯功能：
在系统调试方面：
由于该系统是运行在安全系数特别高的工作现场，必须经过严格测试、严密调试。应用和利时G3系列小型一体化PLC的编程软件PowerPro特有的仿真调试功能（如图），将程序系统调试，保证了到现场应用的可靠性，确保了安全生产的稳定可靠。
5、结束语
经过一段时间的调试和试运行，由HOLLiAS-LEC G3系列小型一体化PLC组成的控制系统已成功应用于某井场。实践证明，该系统功能完善、性能稳定、质量可靠，具有很好的性价比。
