自動換液裝置的設計與研究

A. 閥門知識大全（常見閥門以及閥門適用場合的介紹）

管道系統和大家的生活息息相關，而閥門元件又是和管道系統息息相關的，閥門主要是用來控制流體的，有控制流體的運動速度的，有控制流體的通過量的，有各種各樣的功能，是現代生活必不可少的一個元件，閥門的種類按照功能來區分就有非常多，而按照材質來區分閥門的種類就更加多了。下面小編就來給大家介紹一下閥門的知識。

閘閥、截止閥、蝶閥各適用於什麼場合?

1.這三種閥按開關難易排列：截止閥、閘閥、蝶閥

按阻力大小排列：截止閥、蝶閥、閘閥;

按關閉嚴密排列：截止閥、蝶閥、閘閥;

按價格高低排列：截止閥、蝶閥、閘閥;(特種蝶閥除外)

這三種閥都屬於驅動閥，根據上述特點不難看出，截止閥主要用於小口徑管道(支管)或管路末端的啟閉和流量調節;蝶閥用於支幹管的啟閉和流量調節;閘閥用於干管的啟閉，一般不用於流量調節。

(1)閘閥

閥體長度適橡高中，轉盤式調節桿，調節性能好，在較大管徑管道中被廣泛使用;

(2)截止閥

閥體長，轉盤式調節桿，調節性能良好，適用於場地寬敞、小管徑的場合(一般DN小於等於150mm);

(3)蝶閥

閥體短，手柄式調節桿，調節性能稍差，價格較高，但調節操作容易，適用於場地小、大管徑的場合(一般DN>150mm)。

2.冷水機組、熱交換器進出口、主管道調節，均可根據情況選用閘閥、截止閥或蝶閥;

3.分、集水器上，由於主要功能是調節，一般選截止閥或閘閥;

4.水泵入口裝設閥門一隻，出口裝設閥門兩只。其中出口端靠近水泵一側閥門為止回閥，另兩只閥門可選擇閘閥、截止閥或蝶閥;

5.供熱空調末端設備出入口小口徑管道可選用截止閥或球閥;

6.多層、高層建築各層水平管上可半、裝設平衡閥，用以平衡各層流量;

7.水箱及管道、設備最低點裝設排污閥，由於不用於調節，宜選用能嚴密關斷的閥門如閘閥、截止閥等;

8.蒸汽-凝梁緩尺結水管道系統，如蒸汽供暖系統、鍋爐水系統、蒸汽溴化鋰冷水機組、汽-水熱交換器系統中，一般在蒸汽入口處裝設減壓閥;在可能產生高壓處裝設安全閥;在排凝結水處裝設疏水閥。

平衡閥都有哪些種類?各適用於什麼場合?

平衡閥有幾種，最早出來的是靜態平衡閥，可以進行精確的手動調節，可以連接儀器測量阻力並換算成流量，是一種局部阻哪喊力系數可以精確調節的閥門。通常設在干管上，要求高的也可以設在支幹管或設備入口處。缺點是只能在額定流量時平衡系統阻力，在末端設電動閥改變阻力時水力平衡受影響。

上世紀90年代出來的動態平衡閥用於在系統壓力變化的場合下恆定流量，也就是流量不隨系統壓力的變化而改變，因而稱為動態平衡閥。它的使用場合是明顯的，只能用於水流量恆定的系統，不可與電動閥合用。

這兩種國產閥門最早都是中國空調研究所弄出來的。

丹麥產的FLOWCON動態平衡電動調節閥是更新一代的產品，它把電動閥和動態平衡結合在一起，在電動調節閥調節時動態平衡預設流量相應調整，例如，當電動調節閥調節流量至50%，該閥門就可以在50%流量點恆定流量。目前全世界只有這一家有這個產品。它用於空調末端原來設電動閥的位置，干管和支管其他水力平衡措施(包括同程管)都可以取消。

球閥

球閥是由旋塞閥演變而來。它具有相同的旋轉90度提動作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。球面和通道口的比例應該是這樣的，即當球旋轉90度時，在進、出口處應全部呈現球面，從而截斷流動。

球閥只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。完全平等的閥體內腔為介質提供了阻力很小、直通的流道。通常認為球閥最適宜直接做開閉使用，但近來的發展已將球閥設計成使它具有節流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結構緊湊，易於操作和維修，適用於水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質，而且還適用於工作條件惡劣的介質，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。

截止閥

截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關閉行程相對較短，並具有非常可靠的切斷動作，使得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。

截止閥的閥瓣一旦處於開啟狀況，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再接觸，並具有非常可靠的切斷動作，使得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。

截止閥一旦處於開啟狀態，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，因而它的密封面機械磨損較小，由於大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來，這對於閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。介質通過此類閥門時的流動方向發生了變化，因此截止閥的流動阻力較高於其它閥門。

常用的截止閥有以下幾種：

1、角式截止閥;在角式截止閥中，流體只需改變一次方向，以致於通過此閥門的壓力降比常規結構的截止閥小。

2、直流式截止閥;在直流式或Y形截止閥中，閥體的流道與主流道成一斜線，這樣流動狀態的破壞程度比常規截止閥要小，因而通過閥門的壓力損失也相應的小了。

3、柱塞式截止閥：這種形式的截止閥是常規截止閥的變型。在該閥門中，閥瓣和閥座通常是基於柱塞原理設計的。閥瓣磨光成柱塞與閥桿相連接，密封是由套在柱塞上的兩個彈性密封圈實現的。兩個彈性密封圈用一個套環隔開，並通過由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周圍的密封圈壓牢。彈性密封圈能夠更換，可以採用各種各樣的材料製成，該閥門主要用於「開」或者「關」，但是備有特製形式的柱塞或特殊的套環，也可以用於調節流量。

閘閥

閘閥是作為截止介質使用，在全開時整個流道直通，此時介質運行的壓力損失最小。閘閥通常適用於不需要經常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用於作為調節或節流使用。對於高速流動的介質，閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動，而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面，而節流會使閘板遭受介質的沖蝕。從結構形式上，主要的區別是所採用的密封元件的形式。根據密封元件的形式，常常把閘閥分成幾種不同的類型，如：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。

此類型閥門的作用是只允許介質向一個方向流動，而且阻止反方向流動。通常這種閥門是自動工作的，在一個方向流動的流體壓力作用下，閥瓣打開;流體反方向流動時，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用於閥座，從而切斷流動。其中止回閥就屬於這種類型的閥門，它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。旋啟式止回閥有一介鉸鏈機構，還有一個像門一樣的閥瓣自由地靠在傾斜的閥座表面上。為了確保閥瓣每次都能到達閥座面的合適位置，閥瓣設計在鉸鏈機構，以便閥瓣具有足夠有旋啟空間，並使閥瓣真正的、全面的與閥座接觸。閥瓣可以全部用金屬製成，也可以在金屬上鑲嵌皮革、橡膠、或者採用合成覆蓋面，這取決於使用性能的要求。旋啟式止回閥在完全打開的狀況下，流體壓力幾乎不受阻礙，因此通過閥門的壓力降相對較小。升降式止回閥的閥瓣座落位於閥體上閥座密封面上。此閥門除了閥瓣可以自由地升降之外，其餘部分如同截止閥一樣，流體壓力使閥瓣從閥座密封面上抬起，介質迴流導致閥瓣回落到閥座上，並切斷流動。根據使用條件，閥瓣可以是全金屬結構，也可以是在閥瓣架上鑲嵌橡膠墊或橡膠環的形式。像截止閥一樣，流體通過升降式止回閥的通道也是狹窄的，因此通過升降式止回閥的壓力降比旋啟式止回閥大些，而且旋啟式止回閥的流量受到的限制很少在生產過程中，為了使介質的壓力、流量等參數符合工藝流程的要求，需要安裝調節機構對上述參數進行調節。調節機構的主要工作原理，是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積，達到調節上述參數的目的。屬於這類閥門的統稱為控制閥，其中分為依靠介質本身動力驅動的稱為自驅式控制閥如減壓閥、穩壓閥等，凡領先上來動力驅動的(如電力、壓縮空氣和液動力)稱為他驅式控制閥，如電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。

電力驅動的閥門

電力驅動閥門是常用的驅動方式的閥門，閥門電動裝置的特點如下：1)啟閉迅速，可以大大縮短啟閉閥門所需的時間;2)可以大大減輕操作人員的勞動強度，特別適用於高壓、大口徑閥門;3)適用於安裝在不能手動操作或難於接近的位置，易於實現遠距離操縱，而且安裝高度以不受限制;4)有利於整個系統的自動化;5)電源比氣源和液源容易獲得，其電線的敷設和維護也比壓縮空氣和液壓管線簡單得多。

閥門電動裝置的缺點是構造復雜，在潮濕的地方使用更為困難，用於易爆介質時，需要採用隔爆措施。

閥門電動裝置按所驅動的閥門類型不同，可分為Z型和Q型兩大類。Z型閥門電動裝置的輸出軸可以轉出很多圈，適用於驅動閘閥、截止閥、隔膜閥等;Q型閥門電動裝置的輸出軸只能旋轉90º，適用於驅動旋塞閥、球閥和蝶閥等。按其防護類型有普通型、隔爆型(以B表示)、耐熱型(以R表示)和三合一型(即戶外、防腐、隔爆，以S表示)。

閥門電動裝置一般由傳動機構(減速器)、電動機、行程式控制制機構、轉矩限制機構、手動-電動切換機構、開度指示器等組成。

氣動和液動閥門

氣動和液動閥門是以一定壓力的空氣、水或油為動力源，利用氣缸(或液壓缸)和活塞的運動來驅動閥門的，一般氣動的空氣壓力小於0.8MPa，液動的水壓或油壓為2.5MPa~25MPa。

回轉型氣、液驅動裝置用於驅動球閥、蝶閥或旋塞閥。液動裝置的驅動力大，適用於驅動大口徑閥門。如用於驅動旋塞閥、球閥和蝶閥時，必須將活塞的往復運動轉換面回轉運動。

手動閥門

手動閥門是最基本的驅動方式的閥門。它包括用手輪、手柄或板手直接驅動和通過傳動機構進行驅動兩種。當閥門的啟力矩較大時，可通過齒輪或蝸輪傳動進行驅動，以達到省略的目的。齒輪傳動分直齒圓柱齒輪傳動和錐齒傳動。齒輪傳動減速比小，適用於閘閥和截止閥，蝸輪傳動減速比較大，適用於旋塞閃、球閥和蝶閥。

1、閘板閥門

閘板閥門也叫閘板節門，它的特點是比較嚴密，常用於上水管道和熱水供暖管道，由於閘板六門開啟後不宜擋住異物，所以被用作供暖管網的排污閥和小型鍋爐(如立式橫水管鍋爐)的排污閥。這種閥門習慣上不用在蒸汽管道上，因為壓力較高時，閘板閥門會因單面承受壓力而難於開啟。

閘板閥門適合於在全開或全關的狀態下工作，適宜用它調節流量。如果閘板長時期處於半開關的狀態下工作，閘板的密封面會因受介質沖刷而變得不嚴密。

2、截止閥和節流閥

截止閥和節流閥這兩種閥門過去統稱球型閥。雖然截止閥是用於截斷汽、水通路的，節流閥主要是用於調節流量的，但從外形上難以區別，不同的地方只在於閥芯。截止閥閥芯的端部是平的，而節流閥閥芯的是錐形的。

銅閥芯的截止閥，無論汽、水管道均可使用。閥芯上加裝皮錢，膠皮或塑料熱的截止閥(俗稱皮錢節門)，則只用於水或低溫熱水管道中，否則皮錢、膠皮或塑料會變質而失去嚴密性。

3、旋塞及球閥

旋塞去也叫明止水門，俗稱轉心閥門，小型旋塞過去又稱考支，是一種快開閥門，按其分流情況有直通式、三通式、四通式等。旋塞的閥桿與閥芯是連成一體的，閥芯呈截錐體，其上開有矩形通孔，小型旋塞的通孔是圓形的。當閥桿頂端上的溝槽或手柄與旋塞的進出口方向平行時，閥門全開，垂直時為全閥。

球閥實際上是旋塞的變種，它和旋塞一樣是靠改變閥芯的角度來實現閥門的開頭的。球閥的閥芯是球體，球體上開有圓柱形孔、球體兩側襯氟塑料熱環，作為閥座密封圈。

旋塞和球閥均是快開式閥門，阻力小、流量大。但它的密封面易磨損，開關力較大，容易卡住，故不適用於高溫高壓的情況。

旋塞與球閥規格一般為15mm(1/2in)~50mm(2in)。旋塞用於開關管路中的介質也可作節流閥門;球閥只用於開關管道介質，不宜作節流閥用，以免閥門長時間受介質沖刷而失去嚴密性。

4、逆止閥(止回閥)

逆止閥又叫止回閥，俗稱單流閥門，能根據閥前閥後的壓力差而自動啟開，作用是自動控制液體的流動方向，使它向一個方向流動而阻止其逆向流動。逆止閥多用於給水管路，安裝時有嚴格的方向性，一定不可裝反。

升降機逆止閥。這種閥門的閥芯上部有導桿，導桿和閥芯可沿著閥蓋上的導向套筒自由升降，流體自左向右流動時，即把閥芯壓開，當流體反向流動時閥芯下降到閥座上，通路即截斷。

搖板式逆止閥，也叫旋啟式逆止閥，原理與升降式略同。

以上兩種逆止閥只裝在水平的管線上。

彈簧式逆止閥，這種閥門是升降式的發展。

普通升降式逆止閥只能安裝在平向管道上而彈簧升降式逆止閥可以不受方向限制。無論在平向管道、豎向管道和成某一角度的管道均可使用。

彈簧升降式逆止閥。這種閥門的規格為15mm(1/2in)~50mm(2in)。

底閥。專門裝在水泵吸入管進水口處的一種單向閥門，俗稱"井底瓦拉"、"蓮蓬頭"等。

300X緩閉止回閥是安裝在高層建築給水系統以及其他給水系統的水泵出口處、防止介質倒流、水錘及水擊現象的智能型閥門。該閥兼具有電動閥、逆止閥和水錘消除器三種功能，可有效地提高供水系統的安全可靠性。並將緩開、速閉、緩閉消除水錘的技術原理一體化，防止開泵水錘和停泵水錘的產生。只需操作水泵電機啟閉按紐，閥門即可按照水泵操作作規程自動實現啟閉，流量大、壓力損失小。適用於600口徑以下的閥門消聲止回閥用途和性能規范：本閥門用於工業管道上作阻止介質逆流的裝置。

5、直氣門與直角閥門

直氣門是散熱器專用的一種閥門，可用於汽暖散熱器的入口處和水暖用熱器的出口、入口處。直角閥門的進口與出口成90°直角。暖氣系統用的直角閥門俗稱八字氣門，專門用於散熱器上，汽暖時用於散熱的進汽口處，水暖時可用於散熱器的進、出水口處，起調節汽量或水量的作用。

6、減壓閥

減壓閥用以降低管道內介質壓力，使介質壓力符合生產的需要。常用的減壓閥有活塞式、波紋管式減壓閥、鼓膜式及彈簧式等。

減壓閥應直立安裝在水平管道上，閥蓋要與水平管道垂直，安裝時注意閥體的箭頭方向。減壓閥兩側應裝置閥門。高低壓管上都設有壓力表，同時低壓系統還要設置安全閥。這些裝置的目的是為了調節和控制壓力方便可靠，對低壓系統保證安全運行尤其重要。

上文中小編給大家介紹了一下閥門主要使用在哪些場合以及一些常見的閥門的特點。了解一下一些常見的閥門的種類以及這些常見的閥門的種類有什麼樣的特點，是一件很有意義的事情，大家可以因此在生活中獲得更多的便利，在有購買閥門的需要的時候，也能夠更換算的，更迅速的將事情完成。上文中羅列的閥門的知識基本上都是屬於很實用的那種知識，大家可以多多參考一下。

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B. 工程機械論文題目

工程機械論文題目

機械工程是一門涉及利用物理定律為機械繫統作分析、設計、製造及維修的工程學科。機械工程是以有關的自然科學和技術科學為理論基礎，結合生產實踐中的技術經驗，研究和解決在開發、設計、製造、安裝、運用和維修各種機械中的全部理論和實際問題的應用學科。以下是機械工程碩士論文題目供大家參考。

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102、離心壓縮系統反轉動力學特性研究與分析

103、計入彈性變形的復合材料水潤滑軸承潤滑特性的研究

104、氣缸壁面溫度預測研究

105、高速曳引界面的摩擦滑移實驗方法研究

106、特徵優化方法研究及其在軸承故障診斷中的應用

107、小型機械零件揀貨系統改良設計研究

108、活塞式壓縮機排氣量測試系統的設計與開發

109、小型安全閥便攜離線校驗設備研製

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111、催化裝置富氣壓縮機控制系統的設計與實現

112、變頻電機拖動的變數柱塞泵液壓動力系統特性研究

113、模具形線參數對厚壁封頭成形的影響

114、條形砧旋轉鍛造封頭的工藝研究

115、磁懸浮軸承-轉子系統的運動穩定性與控制研究

116、兩級行星齒輪減速器穩健設計方法的研究

117、機械產品原理方案優化建模與實現

118、錯位碼垛規劃及其與碼垛機器人控制融合的研究

119、3D列印技術中分層與路徑規劃演算法的研究及實現

120、液壓同步頂升系統設計及控制策略研究

121、機構可動性設計缺陷辨識模型與修復方法研究

122、碼垛機器人控制系統的設計及實現

123、浮環軸承潤滑特性研究

124、機械產品可持續改進研究設計

125、輪腿式輪椅傳動機構的設計與模擬

126、低速叉車橫置式轉向電動輪設計與優化研究

127、面向機電系統運行狀態監測的聲源定位技術研究

128、擺線活齒傳動齒形研究及模擬

129、旋轉閥口試驗台的研發及旋轉閥口的模擬研究

130、水壓閥口特性模擬研究

131、旋轉式水壓伺服閥的設計及研究

132、串聯式混聯機構的力學分析及動力學模擬

133、利用陽極鍵合封裝MEMS器件所用離子導電聚合物開發

134、工業生產型立體倉庫的設計與優化

135、九軸全地面起重機模糊PID電液控制轉向系統分析

136、帶式輸送機多滾筒驅動功率平衡影響因素的分析與研究

137、折臂式隨車起重機回轉系統同步控制研究

138、九軸全地面起重機傳動系統研究

139、橋式起重機安全監控與性能評估系統的研究與設計

140、大型磨機故障診斷方法的研究

141、水液壓多功能試驗台數據測控系統的研發

142、迷宮密封泄漏特性及新結構研究

143、組合型振盪浮子波能發電裝置液壓系統研究

144、機電一體化實訓裝置在中職教學中的應用研究

145、穿孔扭轉微機械諧振器件的擠壓膜阻尼機理與模型

146、雙螺桿式空壓機轉子型線分析與加工優化

147、鑄造起重機安全制動溫度場熱耦合及機構振動分析

148、漸變箍緊力作用的起重機捲筒結構分析與優化設計

149、汽車起重機動力、起升系統參數優化及節能分析

150、貝葉斯網路系統可靠性分析及故障診斷方法研究

151、圓錐破碎機止推盤磨損壽命預測及結構優化

152、噴油器火花塞護套成形工藝優化及模具分析

153、碟形砂輪磨削麵齒輪加工技術及齒面誤差生成規律研究

154、鋁合金噴射沉積坯形狀及組織控制

155、基於FACT理論的柔順機構設計及其在振動切削方面的應用

156、高精度FA針擺傳動尺寸鏈分析研究

157、水平帶法蘭閥體多向模鍛工藝研究

158、並聯機構的人機互動式裝配實現及運動性能自動分析

159、鋁合金薄壁件加工變形控制技術研究

160、三柱塞式連續型液壓增壓器的特性研究

161、液壓泵新型補油裝置研究

162、壓力閥的新型阻尼調壓裝置研究

163、多軸電液轉向系統優化設計

164、大型框架式液壓機智能監控與維護系統設計

165、液壓缸綜合性能測試試驗台機械結構及液控部分的設計與開發

166、考慮實際氣體效應低速運轉螺旋槽干氣密封性能研究

167、液壓型落地式風力發電機組主傳動系統特性與穩速控制研究

168、裝載機動臂液壓缸可靠性研究

169、艦船穩定平台液壓驅動單元控制及實驗研究

170、單作用雙泵雙速馬達專用換向閥設計與研究

171、二通插裝式比例節流閥自抗擾控制方法研究

172、旋轉機械狀態趨勢預測及故障診斷專家系統關鍵技術研究

173、階梯滑動軸承油膜流態可視化試驗裝置設計與應用

174、大型平行軸斜齒輪減速器可靠性分析

175、曲溝球軸承的設計與試制

176、匯率波動對重慶市機電產品進出口貿易影響傳導機制及對策研究

177、流體動壓型機械密封開啟過程的聲發射特徵監測研究

178、橋門式起重機蒙皮式主梁結構性能分析

179、螺紋插裝比例流量控制閥的振動特性研究

180、農耕文化符號的轉換和再利用

181、石墨烯作為潤滑油添加劑在青銅織構表面的摩擦學行為研究

182、微粒子噴丸對螺紋緊固件抗松動性能影響研究

183、螺紋插裝平衡閥結構和特性研究

184、機械密封端面接觸狀態監測技術研究

【拓展閱讀】

工程機械基本介紹

工程機械是中國裝備工業的重要組成部分。概括地說，凡土石方施工工程、路面建設與養護、流動式起重裝卸作業和各種建築工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備，稱為工程機械。它主要用於交通運輸建設，能源工業建設和生產、礦山等原材料工業建設和生產、農林水利建設、工業與民用建築、城市建設、環境保護等領域。

在世界各國，對這個行業的稱謂基本雷同，其中美國和英國稱為建築機械與設備，德國稱為建築機械與裝置，俄羅斯稱為建築與築路機械，日本稱為建設機械。在中國部分產品也稱為建設機械，而在機械繫統根據國務院組建該行業批文時統稱為工程機械，一直延續到現在。各國對該行業劃定產品范圍大致相同，中國工程機械與其他各國比較還增加了鐵路線路工程機械、叉車與工業搬運車輛、裝修機械、電梯、風動工具等行業。

工程機械論文框架

1 緒論

1-1 全球工程機械市場概況

1-2 中國工程機械市場概況

2 中國工程機械的格局

2-1 中國工程機械的發展歷程

2-2 國內外並購整合概況

2-3 中國工程機械的發展成就

3 中國工程機械現狀分析

3-1 中國工程機械的發展優勢

3-2 中國工程機械發展的劣勢

3-3 中國工程機械發展的機遇

3-4 中國工程機械發展面臨的問題

4 中國工程機械未來發展的思考

4-1 發展思路

4-2 對策措施

4-3 發展預測

結束語

致謝

參考文獻

;

C. Ⅰ某自然科學興趣小組設計了如下圖所示的裝置，用來研究不同金屬跟稀硫酸反應的快慢．他們用此裝置，選擇

Ⅰ、（1）氣泡的多少可說明反應進行的快慢，根據表格中的記錄可知：金屬的內活潑性為乙＞容丙＞甲＞丁，
（2）鎂、鋁、鐵、鋅的活潑性為：鎂＞鋁＞鋅＞鐵，則丁最有可能是鐵．
Ⅱ、②由實驗現象為無現象，說明插入的金屬不能與氯化亞鐵溶液反應，根據金屬活動性，插入的金屬應為銅；
故答案為：銅絲；
③為檢驗鋁的活動性比鐵強，把鋁絲插入硫酸亞鐵溶液，在鋁表面會出現鐵，生成的氯化鋁溶液無色，故答案為：鋁絲；
排在氫氣的金屬能把酸中的氫置換出來，所以根據金屬活動性，鐵與鹽酸發生置換反應，生成+2價亞鐵鹽同時放出氫氣；故答案為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；

D. （2004無錫）某研究性學習小組設計了如圖所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分數，其中A是底面積為50cm2

（1）在操作a中檢查裝置氣密性的方法是由B裝置中玻璃管的敞口出加入專水，並調整B的高屬度，使A中的液面至刻度15cm處，靜置一會兒後觀察A中液面若仍然在15cm處，則說明裝置的氣密性良好．
（2）選項中只有木炭與氧氣反應能產生氣體，因此不能用木炭代替銅粉．故選B．
（3）液面至A裝置的15cm刻度處後，A裝置內氣體的高度為15cm，其中氧氣約佔15cm×

1

5

=3cm．因此反應完成後，A中液面應上升至15cm-3cm=12cm處．
若液面升至11cm處，則15cm-11cm=4cm＞3cm．說明實驗結果比理論值偏大．
（4）由於木炭與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水．
該反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故答案為：
（1）由B裝置中玻璃管的敞口出加入水，並調整B的高度，使A中的液面至刻度15cm處，靜置一會兒後觀察A中液面若仍然在15cm處，則說明裝置的氣密性良好．
（2）B．
（3）12；偏大．
（4）氫氧化鈉溶液；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

E. plc畢業設計論文摘要怎麼寫

plc及其有關設備，都應按照易於與工業控制形成一個整體，易於擴充其功能的原則來設計。下面是我為大家精心推薦的plc畢業設計論文，希望能夠對您有所幫助。

plc畢業設計論文篇一

淺談PLC的應用

【摘 要】可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計的。可編程式控制制器採用可編程序的存儲器，用來在其內部執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作指令，並通過數字式、模擬式的輸入或輸出，控制各類型的機械或生產過程。可編程式控制制器在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。

【關鍵詞】可編程式控制制器;模擬量

可編程式控制制器是可編程序控制器(Programmable Controller)的簡稱，通常縮寫為PC。但它不是個人計算機的PC(Personal Computer)。也不僅是(但包括)早期的可編程邏輯控制器PLC(Programmable Logic Controller)、可編程順序控制器PSC(Programmable Sequenec Controller)及可編程矩陣控制器PMC(Programmable Matrix Controller)。

可編程式控制制器及其有關設備，都應按照易於與工業控制形成一個整體，易於擴充其功能的原則來設計。目前 ，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、 交通 運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況主要分為如下幾類：

1.開關量邏輯控制

取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用於單台設備的控制，也可用於多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。

2.工業過程式控制制

在工業生產過程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續變化的量(即模擬量)，PLC採用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制演算法程序來處理模擬量，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的一種調節 方法 。過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。

3.運動控制

可編程式控制制器可以用於圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合。

4.數據處理

可編程式控制制器具有數學運算(含矩陣運算、函數運算、邏輯運算)、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的採集、分析及處理。數據處理一般用於如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。

5.通信及聯網

可編程式控制制器通信含可編程式控制制器間的通信及可編程式控制制器與其它智能設備間的通信。隨著工廠自動化網路的發展，現在的PLC都具有通信介面，通信非常方便。

可編程式控制制器是一種用於工業生產自動化控制的設備，一般不需要採取什麼措施，就可以直接在工業環境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強，但當生產環境過於惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產生誤輸入並引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證可編程式控制制器的正常運行，要提高可編程式控制制器控制系統可靠性，一方面要求可編程式控制制器生產廠家提高設備的抗干擾能力;另一方面，要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。

當今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業的設備都與計算機密切相關。因此，一個好的交通燈控制系統，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術革新。隨著大規模集成電路及計算機技術的迅速發展，以及人工智慧在控制技術方面的廣泛運用，智能設備有了很大的發展，是現代科技發展的主流方向。本文介紹了一個智能交通燈系統的設計。該智能交通燈控制系統可以實現的功能有：對某市區的四個主要交通路口進行監控;各路口有固定的工作周期，並且在道路擁擠時中控中心能改變其周期;對路口違章的機動車能夠即時拍照，並提取車牌號。在世界范圍內，一個以微電子技術，計算機和通信技術為先導的，以信息技術和信息產業為中心的信息革命方興未艾。而計算機技術怎樣與實際應用更有效的結合並有效的發揮其作用是科學界最熱門的話題，也是當今計算機應用中空前活躍的領域。本文主要從單片機的應用上來實現十字路口交通燈智能化的管理，用以控制過往車輛的正常運作。

隨著城市和經濟的發展，交通信號燈發揮的作用越來越大，正因為有了交通信號燈，才使車流、人流有了規范，同時，減少了交通事故發生的概率。然而，交通信號燈不合理使用或設置，也會影響交通的順暢。

交通信號燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。紅燈表示禁止通行，綠燈表示准許通行，黃燈表示警示。交通信號燈分為機動車信號燈、非機動車信號燈、人行橫道信號燈、車道信號燈、方向指示信號燈、閃光警告信號燈、道路與鐵路平面交叉道口信號燈。交通信號燈用於道路平面交叉路口，通過對車輛、行人發出行進或停止的指令，使各同時到達的人、車交通流盡可能減少相互干擾，從而提高路口的通行能力，保障路口暢通和安全。

十字路口交通信號燈現場示意圖如圖1所示，南北和東西每個方向各有紅、綠、黃三種信號燈，為確保交通安全，要求如下。

1)採用PLC構成十字路口的南北向和東西向交通信號燈的電氣控制。系統上電後，交通指揮信號控制系統由由一個3位轉換開關SA1控制。SA1手柄指向左45°時，接點SA1-1接通，交通指揮系統開始按常規正常控制功能工作，按照如圖2所示工作時序周而復始，循環往復工作。SA1手柄指向中間0°時，接點SA1-2接通，交通指揮系統南北向綠燈常亮，東西向紅燈常亮，。SA1手柄指向右45°時，接點SA1-3接通，交通指揮系統東西向綠燈常亮，南北向紅燈常亮。

2)正常控制時

①當東西方向允許通行(綠燈)時，南北方向應禁止通行(紅燈);同樣，當南北方向允許通行(綠燈)時，東西方向應禁止通行(紅燈)。②在綠燈信號要切換為紅燈信號之前，為提醒司機提前減速並剎車，應有明顯的提示信號：綠燈閃爍同時黃燈亮。③信號燈控制系統啟動後應能自動循環動作。

信號燈動作的時序圖如圖2所示，它是按信號燈置1與置0兩種狀態繪制的，置1表示信號燈點亮。

3)輸入/輸出信號分配

隨著微處理器、網路通信、人―機界面技術的迅速發展，工業自動化技術日新月異，各種產品競爭激烈，新產品不斷涌現。PLC也由最初的只能處理開關量而發展到可以處理模擬量和數據，加之與DCS、pid調節器、工業pc等技術相結合，使之不再是一種簡單的控制設備，而且必將隨著自動控制技術的不斷發展而發展生存下去。可編程式控制制器在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。

plc畢業設計論文篇二

PLC工程應用分析

摘要：文章針對PLC工程應用開發過程中的使用特點，研究了PLC硬體組成、軟體結構，分析了PLC控制使用的工作過程，最後探討了PLC編程語言語句，對PLC在控制系統的應用有一定指導意義。

關鍵詞：PLC工程;硬體系統;軟體系統;編程語言語句;控制系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP27 文章編號：1009-2374(2015)34-0033-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.017

可編程序控制器(Programmable Logical Controller，PLC)是一種新型的工業自動化裝置，PLC的核心是微處理器，由自動化、通信、計算機技術三者融合而成。PLC的特徵是具有簡單靈活的可編程性、能夠抵抗惡劣工作環境的高抗壓能力以及適應性能強。PLC憑借體積小、價格便宜、重量輕等優勢，廣泛應用於工業控制上，在熱電廠自動化工程的應用也日益廣泛。

1 PLC的結構研究

不同型號可編程邏輯控制器的結構及組成基本原理相同，研究可編程式控制制原理應該從硬體結構與軟體開發入手。

1.1 PLC的硬體組成部分

PLC的硬體系統組成部分包括CPU板、輸入和輸出電路、存儲器擴展介面等。

1.1.1 CPU板：PLC的核心系統就是CPU板，CPU板中包含中央處理器、只讀存儲器、隨機存儲器、並行介面及串列介面等等組成部件。CPU板在PLC的作用是運算和控製程序，對不同的邏輯運算、算術運算以及系統整體的部件起到管理、控制的作用。隨機存儲器和只讀存儲器配備在PLC程序內部，具有存儲各種系統程序的作用。並行介面和串列介面實現中央處理器與每一個介面電路之間的信息交換。

1.1.2 輸入/輸出電路：輸入電路包括直流輸入和交流輸入兩種電路。輸入電路能夠對現場輸入設備所提示的控制信號程序進行接收，接收後光電耦合器可將控制信號隔離進行程序編碼，從而轉換為PLC程序中的標准使用的信號格式，再經過CPU實現信號讀入，從而傳輸至存儲器內。

輸出電路在PLC中，主要作用是實現輸出信號，在PLC系統中的控制信號輸出時，輸出電路負責將控制信號傳送至其他外部輸出設備中，實現輸出電路的工作。輸出電路的形式分為三種：(1)繼電器形式的輸出電路，該形式的輸出電路對繼電器的線圈進行控制，使繼電器的觸點發生通斷，從而達到電氣隔離的目的;(2)晶體管輸出型電路，該電路運用光電耦合器達到電路開關晶體管出現通斷的目的，以此來對輸出設備進行控制;(3)可控硅輸出型，以可控硅為媒介對輸出設備進行控制，當觸發可控硅，即可出現電路通斷。

1.1.3 存儲器擴展介面：是只讀存儲器與隨機存儲器所運用的擴展卡盒。擴展卡盒常用的類型有三種：(1)COMS ROM，COMS可由主板上的鋰電池提供備用電量，該卡盒的優點在於停電或斷電故障下確保數據及程序不會丟失;(2)可擦除可編程ROM卡盒，該卡盒在寫入時需要運用專門的編程器，才能將調試好的ROM內的資料進行寫入，在擦寫時，透過紫外線照射可見內部晶元，從而擦除其內的數據，且在寫入時，需具備一定的編程電壓，可以重復進行擦除和編程;(3)EEPROM卡盒，電可擦可編程只讀存儲器，是一種斷電情況下也不會出現數據丟失，實施編程與擦除操作時運用專用編程器即可實現。

1.1.4 輸入/輸出擴展介面：CPU與輸入、輸出擴展介面之間通過匯流排連接法進行連接，它對所有的擴展單元均可連接，從而讓信號點數規模具備更強的靈活性。輸入/輸出擴展介面也可與模擬量、高速脈沖等其他適配器進行連接，從而擴展、增強PLC的作用。

1.1.5 編程器及其介面：編程器在PLC中的作用是對數據和信息的輸入進行調試、編輯以及檢測輸入數據的安全性。正常運行狀態下的PLC不需要編程器進行編程數據，所以編程器作為PLC部件中獨立設計的存在。PLC上通常設有一個編程器專用介面，該介面適應於連接不同類型的編程器，以便完成對PLC程序的寫入及調試。

1.2 對可編程式控制制的研究分析

一個控制系統如要實現自身的控制功能，必須藉助相應的控製程序才能得以實現。控製程序分為以下兩種類型：

1.2.1 固定布線程序控制。在舊模式下的繼電器中，如果要對各種程序進行控制，繼電器的電路連接需為布線形式，輸入設備的作用是將控制信號送入控制系統，如按鈕開關、感測器等。輸出設備的作用是將被控制者的動作進行控制。該設備對輸出的控制信號的控制方式是由連線來完成的。接線完成後，控製程序也隨之確定，如需要重新對控製程序改動時，需要將原先控製程序的整個連線重新布線連接，制定新的連接方式。在復雜的控制系統中，該類型的程序控制難度較大，編程可行性不高。

1.2.2 可編程序控制。可編程序控制對系統進行控制時，只需運用專用編程器，通過相應的程序語言實現編程，將控製程序下裝至存儲器中，最後藉助可編程序控制器對編程實施各項操作。如要改動可編程系統，只需將程序存儲器中的程序語言進行相應改動，通過編程器即可完成，無需改動電路連接重新布線。通俗地說就是使用特定的軟體程序語言編寫程序代碼實現被控對象的各種動作控制。

2 PLC工程的工作原理

PLC的核心電子部件是微處理器，也可視為由繼電器、定時器、狀態器等的綜合組成部件。PLC中，輸入繼電器通過外部開關進行驅動，輸出繼電器則安裝有許多觸點。PLC開展工作，其實就是執行程序。PLC在工作狀態下，CPU以分時操作為工作原理，在一個周期內執行相應的操作，即CPU的程序掃描。CPU在對程序進行運算處理時速度很快，因此從宏觀角度看其數據結果可發現CPU的程序運算似乎是在極短時間內完成。PLC對程序的執行過程分為以下三個部分：

2.1 輸入處理 PLC在執行程序過程中，運用重復掃描來完成。執行前，CPU將所有的輸入信號以地址中出現的編碼順序為標准編程至輸入存儲器中，隨後開始開展程序執行。在CPU執行程序時，即使輸入狀態發生了變化，但輸入寄存器中的數據內容不會隨著輸入狀態的變化而發生變化，直至掃描周期結束CPU才對輸入狀態進行重新讀取。

2.2 程序執行

PLC在執行程序時，依據順序對用戶程序進行掃描。完成一條程序的執行後，所需信息將經過寄存器由程序讀出，並參與程序運算，接著再將程序執行的數據結果編程到相關的寄存器中。

2.3 輸出處理

當PLC將所有指令全部執行結束後，PLC會把所有程序結果輸入到輸出鎖存寄存器中，最終傳送至程序執行終端。

3 PLC的軟體系統組成部分

一個完整的PLC控制系統由硬體系統和軟體組成，兩者結合構成復雜的控制功能。在PLC軟體系統中，分為系統程序和用戶程序。

系統程序在PLC中的作用是管理、服務和翻譯用戶程序，可將其視為一個軟體平台。系統程序的質量與PLC的性能具有直接聯系，系統程序質量好，則PLC的性能強，反之性能弱。系統軟體是固定存在於程序中的，無法自行修改或存取。用戶程序即應用程序，是用戶根據控制系統的要求運用程序語言進行編制的應用，其存放於系統程序指定的存儲位置。

4 PLC的編程語言

運用面向順序和面向過程對程序進行控制的“自然語言”，即為PLC的編程語言，PLC的編程語言有很多，如梯形圖、邏輯方程式、語名表或布爾代數式等語言種類。下面對常用的PLC編程語言進行介紹。

PLC的基本指令(如三菱FX2系列為例)如下所示：

4.1 邏輯聯取及輸出(LD/LDI/OUT)指令

LD/LDI指令用於取常開觸點/常閉觸點於母線相連。另外，在分支開始處，這些指令與後述的ANB(塊與)指令組合使用;OUT指令用於驅動輸出繼電器，輔助繼電器、狀態器、定時器及計數器的線圈，但不能用來驅動輸入繼電器的線圈。對於定時器、計數器的線圈，在輸出指令(OUT)後必須設定適當的常數。

4.2 觸點串聯指令

AND(與)，ANI(非)指令，AND為常開觸點串聯連接，ANI即常閉觸點串聯連接，AND與ANI均可用於對觸電進行串聯連接，同時運算於邏輯。對串聯觸點並不限制其個數，是可以重復使用的程序指令。

4.3 觸點並聯指令

OR(或)，ORI(或非)指令，OR常開觸點並聯連接，ORI常閉觸點並聯連接，兩者可對觸點進行並聯連接或使用於邏輯運算。對並聯觸點的設置並不限制其個數，是可以重復使用的程序指令。當兩個以上觸點的串聯電路塊進行並聯連接時，應使用後述的ORB(塊或)指令。

4.4 串聯電路塊的並聯指令(ORB)塊

串聯電路塊是指將兩個以上的觸點電路進行串聯連接，一般情況下，一個串聯電路塊就是一條線路分支。在對串聯電路塊實施並聯連接的形式時，各分支的始端用LD或LDI指令，在分支的終點用ORB指令。在多重並聯電路中，若每個串聯電路塊的終點分別使用ORB指令，則並聯的串聯電路塊的數量不受限制。ORB指令與後述的ANB指令一樣都是無操作元件號的獨立指令。

4.5 並聯電路塊的串聯指令

ANB(塊與)並聯電路塊的串聯連接兩個以上的觸點並聯接的電路稱為並聯電路塊，通常每一個並聯電路塊稱為一條分支。在進行並聯電路塊的串聯連接時，各分支的始端用LD或LDI指令，並聯電路塊結束後，使用ANB指令，實現與前面的電路串聯。

ANB指令與前述的ORB指令一樣，都是無操作元件號的獨立指令。若多個並聯電路塊依次與前一電路串聯，則ANB指令的使用數量不受限制。

4.6 主控觸點指令

MC(主控)，MCR(主控復位)，MC主控電路塊起點，MCR主控電路塊終點。

在編程過程中，經常會遇到幾個邏輯行同時受一個觸點或一組觸點的控制，受到一個公共條件的控制，叫做主控，這時就可以使用MC/MCR指令進行編輯。當主控條件滿足時，執行MC和MCR之間的指令。執行MC指令後，使母線移至MC主控觸點之後，執行MCR指令後，母線又返回到原來的位置上。MC和MCR指令必須配對使用。

4.7 置位和復位指令

SET(置位)，RST(復位)，SET令元件自保持ON，令元件自保持OFF，清除數據寄存器。當執行SET指令時，將對應的操作元件(Y，M，S)置位，並具有自保持功能。當執行RST指令時，將對應的操作元件(Y，M，S)置位，並具有自保功能。使用RST指令還可以數據寄存器D、變址寄存器V和Z清零。

4.8 END(程序結束)指令

END輸入輸出處理程序回到第“0”步。

5 結語

在使用PLC系統設計時，要求輸入點數很多。尤其對於需要進行多個位置、多點控制的熱電廠系統，對輸入點數要求較為突出。所以，能夠有效地減少系統的輸入點，有效地降低PLC的成本。在進行PLC控制系統的設計時，要求運用以下的技巧和要點：(1)在設計時，根據軟體的控制功能不同進行相應設計，如果是梯形圖，則設計方式應採用模塊化形式;(2)在使用循環掃描時，應保持指令與指令、模塊與模塊之間的時序關系不變，使程序在設計功能基礎上正常運行;(3)對於自動關門、換速、自動切換時間等需要進行調節的參數項目，使其與程序分離。因此，在需要進行調整參數時，無需將程序進行改動，方便快捷、便於調試，同時能夠使軟體的可靠性有效提高;(4)對於串聯開關、聯動開關，比如層門之間的連鎖開關、轎頂和轎廂之間，可將其設置為一個輸入點;(5)對於具備相同作用的開關信號，如安全觸板的開關以及大門開關，可將其採用並聯的形式輸入PLC內;(6)採用組合式按鈕輸入法，應用該方法時應使用兩個輸入點數，把按鈕鍵進行組合，再由程序自動對組合信號進行識別和復原;(7)進行編碼的輸入：運用二進制編碼，在按鈕開關中輸入識別信號，再自動轉接到PLC程序進行復原、識別，可以非常有效地減少PLC輸入點數。

參考文獻

[1] 朱善君，等.可編程序控制系統原理、應用、維護[M].北京：清華大學出版社，1992.

[2] 王兆義.可編成控制器教程[M].北京：機械工業出版社，2000.

作者簡介：王瓊(1980-)，男，浙江嵊州人，上虞杭協熱電有限公司熱控工程師，研究方向：電廠自動化控制系統管理與維護、硬體的日常維護及軟體編程。

F. ASPEN PLUSAspen Plus包含

ASPEN PLUS是一個功能豐富的工藝模擬工具，它涵蓋了廣泛的模塊，以滿足各種化學和工程應用的需求。其中，通用模塊包括混合、物流分流、子物流分流和組分分割，以及閃蒸處理，支持兩相、三相和四相操作。它還提供了多種類型的加熱器，如單一換熱器、管殼式換熱器和多股物流熱交換器。

閃蒸模塊和液液單級傾析器的加入，確保了對多相分離過程的精確模擬。此外，平衡反應器、連續攪拌釜、柱塞流和間歇反應器，以及壓縮和透平設備，為復雜化學反應和能量轉換提供了全面支持。

在物流處理方面，ASPEN PLUS擁有物流放大、拷貝、選擇和傳遞模塊，同時考慮了壓力釋放計算。精餾部分包括簡捷精餾、嚴格多級精餾和多塔模型，涵蓋了石油煉制分餾塔的設計與校核，包括板式塔、散堆和規整填料塔。

對於固體系統，ASPEN PLUS的固體處理能力也不容忽視，包括文丘里滌氣器、靜電除塵器、過濾器等，能夠處理固液分離和凈化過程。

在模型分析方面，ASPEN PLUS提供了強大的功能，如收斂分析幫助用戶自動優化流程，calculator models支持在線FORTRAN和Excel模型，進行靈敏度分析以理解參數變化影響。案例研究功能允許用戶比較不同輸入，設計規定能力能自動滿足性能目標，數據擬合確保模型與實際裝置的精確匹配，而優化功能則旨在最大化指定的目標，如收率、能耗和工藝效率。

(6)自動換液裝置的設計與研究擴展閱讀

Aspen Plus是一個生產裝置設計、穩態模擬和優化的大型通用流程模擬系統。Aspen Plus是大型通用流程模擬系統，源於美國能源部七十年代後期在麻省理工學院（MIT）組織的會戰，開發新型第三代流程模擬軟體。該項目稱為「過程工程的先進系統」（Advanced System for Process Engineering，簡稱ASPEN），並於1981年底完成。1982年為了將其商品化，成立了AspenTech公司，並稱之為Aspen Plus。該軟體經過20多年來不斷地改進、擴充和提高，已先後推出了十多個版本，成為舉世公認的標准大型流程模擬軟體，應用案例數以百萬計。

G. 方案設計與實施

以技術調研、室內可行性評價實驗和油藏精細描述研究成果為基礎，優化設計了CO₂驅油試驗方案，並於2003年3月進行了礦場試驗。

1.注氣方案

(1)數值模擬研究

根據地質研究成果，建立了試驗區的三維地質模型。進行了數值模擬網格劃分，縱向上劃分為4個網格，並形成一套變深度的網格系統。平面上網格方向基本與構造長軸一致，網格總數為40×42=1680個。在三維地質建模的基礎上，對注氣驅油室內實驗數據進行了擬合。

PVT相態實驗擬合:應用相態模擬軟體Winprop對芳48井區原油高壓PVT實驗數據進行了擬合，主要包括地層流體重餾分的特徵化、組分歸並、飽和壓力計算、單次閃蒸實驗擬合、等組成膨脹實驗擬合、多級脫氣實驗擬合、注CO₂氣膨脹實驗擬合及相圖計算等。最後得到了能反映地層流體實際性質變化的流體PVT參數場。

擬組分劃分:將芳48井區地層原油歸並為6個擬組分:CO₂，N₂-C₁，C₂-C₆，C₇-C₁₆，C₁₇-C₃₀，C₃₁₊。在參數優化過程中重點考慮對原油性質和流動性質影響較大的飽和壓力、氣油比、密度等組成膨脹和流體黏度的擬合效果。

細管實驗擬合及注氣混相驅研究:通過細管實驗擬合，確定了芳48井區油藏流體注CO₂氣的最小混相壓力，同時模擬計算了注氣過程P-X相圖和多級接觸的擬三元相圖。分析了芳48井區油藏流體在注CO₂氣時的混相能力及特徵。

長岩心驅替實驗擬合:長岩心驅替實驗擬合的目的是通過對注氣方式和實驗結果的匹配，對相對滲透率曲線和毛管壓力曲線等參數進行適當的修正，為三維油藏數值模擬研究提供符合實際的基本滲流特徵數據。對3個不同壓力下的注CO₂氣長岩心驅替實驗進行了擬合(表6-28)。

表6-28 注CO₂氣長岩心驅替實驗擬合結果

在地質建模和實驗數據擬合的基礎上，對不同注氣速度的6套方案進行了數值模擬指標預測(表6-29)。從表中可見，隨著注氣速度的提高，採收率增加。主要由於注氣速度提高後使地層壓力保持水平升高，從而更有利於提高驅油效率。但隨著注氣速度的進一步提高，換油率下降。

表6-29 不同注氣速度數值模擬主要指標預測結果

從注氣速度與累積增油量的關系看(圖6-20)，隨著注氣速度的增加，累積增油量變化不大，表明提高注氣速度對開發效果影響不明顯。

圖6-20 CO₂注入速度與累積增油量的關系

(2)方案設計結果

根據室內實驗和數值模擬研究成果，平均日注CO₂15t時方案預測指標較好，且隨著注氣速度增加，採收率提高。到模擬結束時累積產油6.14×10⁴t，采出程度24.02%。考慮到室內實驗和數值模擬與礦場實際有一定的誤差，且為便於現場實際操作，盡量加快試驗進程，力爭早日得出CO₂驅油試驗結論，方案設計初期日注氣20t，同時根據注氣井和連通油井動態變化情況進行跟蹤調整。

2.採油工藝

(1)注入工藝

油管:通過玻璃鋼油管、滲鎳磷油管、耐蝕合金鋼油管對比分析，優選了J55鋼級、 ″平式滲鎳磷油管。

注入管柱:採用Y341-114封隔器整體式注入管柱，該管柱由井下循環閥、Y341-114封隔器、球座、喇叭口組成，井下工具採用抗CO₂腐蝕合金鋼加工，管柱可實現抗CO₂腐蝕、承壓高、密封性能好的要求，承壓差為25MPa，耐溫120℃，使用壽命可達2年以上。

注入井井口:注入井井口抗CO₂腐蝕可分為DD、EE和FF3個級別。DD級井口材質為35CrMo;EE級井口材質在與腐蝕性介質接觸的關鍵部位，如閥芯、隔環、壓蓋等採用抗CO₂腐蝕合金鋼材料製造，其他部位採用35CrMo;FF級井口材質全部採用抗CO₂腐蝕合金鋼;根據壓力資料，選擇承壓高、密封性好的KQ65-35-FF注入井井口;井口安裝單流閥。

輔助防腐工藝:在使用防腐油管和套管的同時，油管使用柴油作為隔離液，緩蝕劑預處理;油套環空加緩蝕劑進行壓力平衡、防腐來保護油、套管。目前，國內外較好的緩蝕劑主要類型有丙炔醇類、有機胺類、咪唑啉類和季胺類。中原油田對咪唑啉類緩蝕劑在不同濃度和不同分壓下進行了試驗，緩蝕率達86.7%～96.0%，說明咪唑啉類緩蝕劑能夠很好地防CO₂腐蝕。管柱下井後反循環替入防腐劑充滿油套管環形空間，後期注入過程間斷補充防腐劑。投注時，油管先擠入隔離液柴油，然後擠入防腐劑進行油管預處理。

(2)抽油舉升工藝

油管和抽油桿:滲鎳磷處理技術主要依靠滲鎳磷層(厚度為20～40μm)來隔絕鋼體與腐蝕介質的接觸，從而達到防腐的目的。該技術的優點是工藝簡單、成本低。考慮與測試技術相容，油井採用 小接箍外加厚 平式組合油管，即上部800m採用滲鎳磷 小接箍外加厚油管，其餘井段採用滲鎳磷 平式油管。

抽油桿採用Ф25×Ф22×Ф19mmH級表面滲鎳磷抽油桿;抽油泵選用Ф32mm整筒泵;抽油機選用YCYJ10-3-37HB節能抽油機;為滿足動態監測要求，考慮防CO₂腐蝕，井口選用偏心250-EE井口。

(3)機械採油配套工藝

防氣工藝:為提高泵效，防止氣鎖，在抽油泵下安裝氣錨。

清防蠟工藝:清防蠟劑採用油溶性清防蠟劑。

防腐工藝:采出井見效後，氣、水、油混合物存在一定的腐蝕性，在使用防腐蝕油管和抽油桿的同時，生產過程中，採用緩蝕劑防腐，並根據采出液CO₂監測量，確定加葯制度。

防垢工藝:從江蘇油田試驗情況看，CO₂驅在采出井出現了井下結垢現象，採取的措施是採用點滴加葯方式向油套環空加入阻垢劑。大慶油田採油八廠在2000年研究了井下固體防垢工藝，主劑為氨基三甲叉膦酸和聚丙烯酸鈉。室內實驗結果表明，當防垢劑濃度在2.0～6.0mg/L范圍內時，防垢率可達90.2%～98.4%。將防垢劑固化，安裝在抽油泵下部，隨生產管柱下入井內。現場檢測結果表明，試驗井采出液中阻垢劑的濃度能夠控制在有效濃度之內，有效期1年，起到了較好的防垢作用。因此在采出井下入井下固體防垢器和油套環空加阻垢劑的措施進行防垢。

計量工藝:根據地面流程，確定相應的單井計量工藝，採用液面恢復法和井口收油罐量油或翻斗計量方式同時計量。

3.地面工藝

注入工程:在試驗區建注入站1座，液態CO₂冷凍儲存，升壓注入。在注入井西南側建注入站1座，由CO₂站的罐車將CO₂送到注入站後，經卸車泵輸入30m³儲罐，設置一套製冷裝置維持儲罐溫度在0～10℃，儲罐內的CO₂經注入泵注入井口。由於該工藝未考慮喂液泵，在試驗過程中無法正常運行，後調整為撬裝注氣裝置，滿足了試驗區注氣要求。

原油集輸工程:原油集輸系統新建油井5口採用集中拉油方案。單井計量均採用固定式翻斗儀計量;集油管道內採用熔結環氧粉末防腐層，厚度大於等於350μm，工廠預制;補口採用承插式管道內補口接頭，現場焊接。儲罐內防腐層結構為:環氧富鋅底漆2道，干膜厚度80μm，環氧防靜電塗料面漆2道，干膜厚度120μm。

4.方案實施情況

注氣井(芳188-138)於2003年3月開始試注，該井只射開FⅠ7層，砂岩厚度10.3m，有效厚度6.0m，未壓裂直接投注。初期井口壓力14～15MPa，日注液態CO₂5t。截至2004年6月底，油壓13.0MPa，日注液態CO₂3t左右，受注入狀況等因素影響，僅累積注入液態CO₂596t。2004年7月以來，按方案實施，平均日注氣20t左右。截至2004年12月底，注入壓力在12.5MPa左右，累積注入液態CO₂5396t(0.1079PV)。

2005年繼續按方案設計注氣(日注20t左右)，其間5～7月對注氣井組進行了整體試井。截至2005年底，注入壓力在12.5～13.0MPa，累積注入液態CO₂15000t(0.3PV)。

根據井組內油井受效和見氣情況，2005年10月改為脈沖注氣，並利用數值模擬技術對脈沖注氣周期、注氣速度等參數進行了優化。根據優化後的方案，先後分3個段塞注入液態CO₂5239t。截至2006年底，累積注氣20373t，注入地下體積0.407PV。2007年1～2月按方案要求停注，4月份恢復注氣11d，共注入CO₂301t;受鑽關等因素影響，5～9月注氣井停住;10月份開展了注氣井組雙向調剖現場試驗，共注入調剖劑480m³和CO₂533t。截至2007年底，累計注入CO₂20674t(0.413PV)。

試驗區4口老油井平均單井射開砂岩厚度12.9m，有效厚度10.9m。1999年10～11月用YD-89型射孔槍射孔後，進行了壓裂改造，平均單井壓裂砂岩厚度12.2m，有效厚度10.3m。2002年底轉抽油投產，初期平均單井日產油3.5t，採油強度0.34t/d·m;2004年8月為加快試驗進展，投產了距注氣井80m的未壓裂井芳188-137，投產初期幾乎沒有自然產能，2005年3月對該井進行了吞吐試驗，吞吐後該井開始受效，日產油最高1.5t。試驗區從2004年7月開始受效，到2005年3月見到注入氣，經過脈沖注氣、油井間開等調整措施，投產5年時平均單井日產油0.8t，採油強度0.08t/d·m。