[實(shí)用新型]一種陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520676196.6
• 申請(qǐng)日: 2015-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN204960915U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宇翔;夏立超;蘆光榮;李侃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州蘭石集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21B44/00
• 分類號(hào): E21B44/00;E21B19/14
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 周立新

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)自動(dòng)控制的液壓機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

貓道機(jī)是一種陸地或海洋鉆井平臺(tái)專用設(shè)備，主體構(gòu)成部分包括坡道、運(yùn)移臂、支撐臂、基座、鉆桿架排放架、液壓站與控制臺(tái)。工作中，為保證通過(guò)貓道機(jī)的鉆桿上鉆臺(tái)和下鉆臺(tái)的位置精準(zhǔn)，需要實(shí)現(xiàn)升降液壓馬達(dá)和滑車液壓馬達(dá)的動(dòng)作控制。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用PLC通過(guò)電磁閥直接控制液壓馬達(dá)，這樣使得液壓系統(tǒng)沖擊較大，不能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和精確控制，尤其是在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)此現(xiàn)象更為突出，自動(dòng)運(yùn)行效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制系統(tǒng)，保證通過(guò)貓道機(jī)送鉆桿上鉆臺(tái)和下鉆臺(tái)的精確定位控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)送鉆過(guò)程的自動(dòng)、平滑和高效控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括PLC控制器，PLC控制器分別與工業(yè)監(jiān)控設(shè)定觸摸屏、Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器和無(wú)線接收器相連接，Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器與SSI接口編碼器信號(hào)連接，無(wú)線接收器與無(wú)線發(fā)射器信號(hào)連接。

本實(shí)用新型陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC作為總體處理和通訊單元，通過(guò)Z-ME-KZ型數(shù)字式軸控制器采集SSI接口編碼器數(shù)據(jù)，Z-ME-KZ型數(shù)字式軸控制器直接處理反饋輸出后實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制液壓馬達(dá)的電磁閥，以達(dá)到對(duì)運(yùn)移臂升降角度和滑車直線位移進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制的目的。同時(shí)附加溫度傳感器、壓力傳感器、液位計(jì)、限位開關(guān)作為保護(hù)和控制信號(hào)輸入單元。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的示意圖。

圖2是應(yīng)用圖1所示控制系統(tǒng)的陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)示意圖。

圖中：1.工業(yè)監(jiān)控設(shè)定觸摸屏，2.PLC控制器，3.Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器，4.SSI接口編碼器，5無(wú)線發(fā)射器，6.無(wú)線接收器，7.升降液壓馬達(dá)，8.坡道，9.運(yùn)移臂，10.滑車，11.支撐臂，12.基座，13.鉆桿排放架，14.液壓站與控制臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型控制系統(tǒng)，包括PLC控制器2，PLC控制器2分別與工業(yè)監(jiān)控設(shè)定觸摸屏1、Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3和無(wú)線接收器6相連接，Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3與SSI接口編碼器4信號(hào)連接，無(wú)線接收器6與無(wú)線發(fā)射器5信號(hào)連接。

工業(yè)監(jiān)控設(shè)定觸摸屏1通過(guò)Ethernet接口與PLC控制器2相連接，PLC控制器2通過(guò)Profibus-DP總線與無(wú)線接收器6相連接，PLC控制器2通過(guò)Canopen現(xiàn)場(chǎng)總線與Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3相連接。

PLC控制器2采用S7-1200系列PLC控制器。

使用本實(shí)用新型控制系統(tǒng)時(shí)，將PLC控制器2與圖2所示貓道機(jī)中液壓站與控制臺(tái)14內(nèi)的傳感器裝置、限位開關(guān)、按鈕、指示燈以及與液壓缸連通的電磁閥相連接，該傳感器裝置主要包括多個(gè)壓力傳感器和多個(gè)溫度傳感器。將Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3與和液壓馬達(dá)相連的電磁閥相連接，該液壓馬達(dá)接SSI接口編碼器4。利用工業(yè)監(jiān)控設(shè)定觸摸屏1輸入設(shè)定油液溫度上限、下限和零位調(diào)整范圍值，輸入設(shè)定管路壓力上限、下限和零位調(diào)整范圍值。同時(shí)，通過(guò)工業(yè)監(jiān)控設(shè)定觸摸屏1實(shí)時(shí)顯示液壓機(jī)工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)以及電磁閥得電或失電狀態(tài)。

按照送鉆桿上鉆臺(tái)和下鉆臺(tái)要求，通過(guò)采集傳感器、限位開關(guān)的壓力、位移、溫度和位置信號(hào)，按鈕閉合或斷開信號(hào)，利用PLC控制器2的內(nèi)部指令和Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，控制液壓系統(tǒng)相應(yīng)電磁閥的開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制功能。對(duì)Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3進(jìn)行外部參考和傳感器參數(shù)、監(jiān)控報(bào)警參數(shù)、數(shù)字IO配置參數(shù)和運(yùn)動(dòng)階段參數(shù)設(shè)置。對(duì)Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3設(shè)置合適參數(shù)后，SSI接口編碼器4實(shí)時(shí)反饋滑車10液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位移信號(hào)送給Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3，Z-ME-KZ數(shù)字式軸控制器3處理后輸出實(shí)時(shí)信號(hào)控制液壓馬達(dá)電磁閥，以達(dá)到對(duì)運(yùn)移臂9升降角度和滑車直線位移進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陸地鉆機(jī)用貓道機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)自動(dòng)控制，具體實(shí)施方法如下：

1）送鉆具上鉆臺(tái)