[實用新型]牙輪鉆機智能控制和監測裝置

有效

• 申請號: 200920246420.2
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN201531263U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 郭志輝;謝富德;丁仰東;李淑玲;王喜柱;程燕立;廉學東
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21F17/18
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本實用新型屬于牙輪鉆機自動化技術領域，特別是提供了一種牙輪鉆機智能控制和監測裝置，牙輪鉆機智能控制和監測采用了計算機嵌入系統技術和CAN總線技術，實現了液壓系統比例控制：千斤頂自動調平；穿孔深度實時顯示；鉆機狀態監測和系統故障報警。

背景技術

牙輪鉆機的控制系統經歷了直流發電機組、磁放大器、全數字直流控制、交流變頻調速和智能控制這么幾個階段。目前在國內外還沒有在牙輪鉆機采用上述的計算機嵌入系統技術和CAN總線技術。目前國內使用的牙輪鉆機自動化程度不高，工人勞動強度大，故障率高，穿孔作業和處理鉆機故障完全憑工人的實踐經驗，在液壓控制系統中，大都使用手動多路閥控制和電動液壓閥控制，液壓操縱件多，不能根據鉆孔需要調節液壓缸的速度，往往由于不能控制速度造成事故。

發明內容：

本實用新型的目的在于提供一種牙輪鉆機智能控制和監測裝置，通過智能控制電液比例多路閥，只要指尖式操作手柄，隨著手柄操作的角度大小，非常精確地控制液壓缸的速度。由于采用了智能控制，同時實現了鉆機自動調平，實時監控鉆機提升/行走、回轉和加壓交流調速運行狀況，且實時顯示鉆孔深度和累計臺班進尺。

本實用新型包括控制器、顯示器、手柄、千斤頂、千斤頂壓力繼電器、液壓比例電磁閥、傾角傳感器、計深開關。手柄帶防塵橡皮罩。液壓比例電磁閥分別為千斤頂電磁閥、均衡電磁閥、左鉆桿架電磁閥、右鉆桿架電磁閥、起落架電磁閥、卡頭電磁閥、背拉桿電磁閥、孔口罩電磁閥、大鉗電磁閥。

第一控制器和第二控制器之間的連接采用CAN總線電纜連接，顯示器和第一控制器1之間采用CAN總線電纜連接，手柄、千斤頂、計深開關均采用屏蔽電纜連接。故障信號、千斤頂壓力繼電器、傾角傳感器、電磁閥與第二控制器2均采用屏蔽電纜連接。

1、手柄通過液壓比例閥控制四個千斤頂、背拉桿、孔口罩、液壓卡頭、左右鉆桿架、均衡、和液力大鉗油缸動作，各比例閥之間除四個千斤頂油缸可同時動作外其它油缸動作互鎖，實行動作安全保護；

2、通過傾角傳感器判斷鉆機平臺傾斜角度和壓力繼電器，實現鉆機自動調平功能，角度精確0.2度，并在顯示器實時顯示鉆機水平狀態，并且當鉆機傾斜20度時，四個千斤頂不動作，具有鉆機防傾翻保護(ROPS)功能；

3、計深系統中，在顯示器實時顯示鉆頭位置及成孔深度，精確為0.01m，并有鉆頭位置指示條形柱，并實現掉電保存功能；

4、在顯示器上實時監測加壓、回轉、提升/行走和主空壓機系統運行狀態在顯示器主頁面故障明碼顯示；顯示器實時監控撕控制器IO(AI/DI)端子狀態，方便故障查詢.顯示器運行時顯示主機廠LOGO主頁面有當前時間顯示，并提供時間修改頁面；顯示器提供參數標定和首選項設置界面.可通過顯示器對整個控制系統進行調試和標定，在參數修改頁設置密碼。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型采用了計算機嵌入系統技術和CAN總線技術，基于IEC61131-3標準的Codesys編程工具實現了：液壓系統比例控制，實行動作安全保護；千斤頂自動調平，角度精確為0.2度；穿孔深度實時顯示，精確為0.01m；鉆機狀態監測和系統故障報警，方便故障查詢和處理。大大提高了鉆機的自動化控制水平，鉆機的操作更人性化，方便、舒適、安全，大大提高穿孔效率和整機的可靠性，降低鉆機的故障率。由于采用了牙輪鉆機智能控控制和監控系統大大提高了鉆機的自動化控制水平，鉆機的操作更人性化。

附圖說明

圖1為本實用新型控制器1的電路原理圖。

圖1為本實用新型控制器2的電路原理圖。

圖3為顯示器監控主頁面。

圖4為顯示器自動調平顯示頁面。

具體實施方式：

本實用新型包括控制器、顯示器、手柄、千斤頂、千斤頂壓力繼電器、液壓比例電磁閥、傾角傳感器、計深開關。第一控制器1和第二控制器2之間的連接采用CAN總線電纜連接，顯示器和第一控制器1之間采用CAN總線電纜連接，手柄、千斤頂、計深開關均采用屏蔽電纜連接。故障信號、千斤頂壓力信號、傾角傳感器、電磁閥與第二控制器2均采用屏蔽電纜連接。