CN104453840A - 一种煤矿钻机智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿钻机智能控制系统，包括监控主机、终端监控机和控制器，所述监控主机和终端监控机通过GPRS网络进行通讯；还包括通过现场总线与控制器相接的动力监控系统、自动送钻系统、绞车控制系统、视频监控系统和电-液联控系统。本发明结构简单、使用操作方便、自动化程度高；采用GPRS和现场总线技术相结合的远程监控系统，能够对设备运行状态进行实时检测、对工况信息进行自动采集、对钻井作业过程进行自动控制以及对异常工况进行识别和预警，有效解决了现有控制系统打钻效率低、自动化水平低和处理事故能力差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其是涉及一种煤矿钻机智能控制系统。
背景技术
国内外煤矿钻井工程对钻机的性能、技术水平、控制策略和适应性不断提出更高的要求。目前电动钻机因为有着机械传动钻机所无法比拟的诸多优点，正突飞猛进地发展。而由于钻机钻井工艺与工作环境的需求，钻机结构庞大，组成复杂，就其控制系统构成来看包含了电气传动系统、液压传动系统等各种控制系统。传统的钻机控制系统采用模拟控制技术，存在打钻效率低、自动化水平低和处理事故能力差等问题。因此，设计一种能够对设备运行状态进行实时检测、对工况信息进行自动采集、对钻井作业过程进行自动控制以及对异常工况进行识别和预警的智能控制系统，对于提高打钻效率、降低劳动成本、提高系统稳定性和安全性具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于GPRS和现场总线技术的煤矿钻机智能控制系统，其结构简单、使用操作方便，能有效解决现有控制系统打钻效率低、自动化水平低和处理事故能力差等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿钻机智能控制系统，其特征在于：包括监控主机、终端监控机和控制器；所述监控主机和终端监控机通过GPRS网络进行通讯，监控主机和终端监控机均连接有无线数据终端GPRS DTU，所述GPRS DTU与GPRS网络无线连接；还包括通过现场总线与控制器相接的动力监控系统、自动送钻系统、绞车控制系统、视频监控系统和电-液联控系统；所述动力监控系统包括采集每台发电机组各种运行参数的发电机组控制模块、与发电机组控制模块相接且将所述运行参数转换为所述现场总线能识别的标准信号的信号转换模块和与发电机组控制模块相接的无功功率补偿模块；所述自动送钻系统包括变频器一、与变频器一相接的送钻电机和采集所述送钻电机电压、电流、扭矩等参数的电机参数采集单元；所述绞车控制系统包括变频器二、与变频器二相接用于驱动绞车工作的主电机和用于采集所述绞车的滚筒速度信号的滚筒轴编码器；所述视频监控系统包括布设在钻进作业现场且对所述钻机多个监控点的模拟视频监视信号进行采集的多个摄像头和对所述模拟视频监视信号进行数字转换、压缩和存储的视频处理器；所述电-液联控系统包括驱动变量马达工作的变量泵、分别与监控主机和变量泵相接的放大器、对液压站油箱的油温进行监控的PID温控仪、对所述油箱的油位进行监视的液位继电器和用于指示所述油箱的回油过滤器故障的回油过滤发讯器；所述信号转换模块、变频器一、电机参数采集单元、变频器二、滚筒轴编码器、视频处理器、PID温控仪、液位继电器和回油过滤发讯器均与监控主机相接，所述送钻电机与电机参数采集单元相接，多个所述摄像头均与视频处理器相接。
上述一种煤矿钻机智能控制系统，其特征是：所述监控主机为研华工控机IPC-610H。
上述一种煤矿钻机智能控制系统，其特征是：所述控制器为PLC。
上述一种煤矿钻机智能控制系统，其特征是：所述摄像头为可旋转、可变焦防爆摄像头。
本发明与现有技术相比具有以下优点：结构简单、使用操作方便、自动化程度高；采用GPRS和现场总线技术相结合的远程监控系统，能够对设备运行状态进行实时检测、对工况信息进行自动采集、对钻井作业过程进行自动控制以及对异常工况进行识别和预警，有效解决了现有控制系统打钻效率低、自动化水平低和处理事故能力差等问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明:
1—监控主机； 2—终端监控机； 3—控制器；
4—GPRS网络； 5—GPRS DTU； 6-1—发电机组控制模块；
6-2—信号转换模块； 6-3—无功功率补偿模块；
7-1—变频器一； 7-2—送钻电机； 7-3—电机参数采集单元；
8-1—变频器二； 8-2—主电机； 8-3—滚筒轴编码器；
9-1—摄像头； 9-2—视频处理器； 10-1—变量马达；
10-2—变量泵； 10-3—放大器； 10-4—PID温控仪；
10-5—液位继电器； 10-6—回油过滤发讯器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括监控主机1、终端监控机2和控制器3；所述监控主机1和终端监控机2通过GPRS网络4进行通讯，监控主机1和终端监控机2均连接有无线数据终端GPRS DTU5，所述GPRS DTU5与GPRS网络4无线连接，还包括通过现场总线与控制器3相接的动力监控系统、自动送钻系统、绞车控制系统、视频监控系统和电-液联控系统；所述动力监控系统包括采集每台发电机组各种运行参数的发电机组控制模块6-1、与发电机组控制模块6-1相接且将所述运行参数转换为所述现场总线能识别的标准信号的信号转换模块6-2和与发电机组控制模块6-1相接的无功功率补偿模块6-3。所述自动送钻系统包括变频器一7-1、与变频器一7-1相接的送钻电机7-2和采集所述送钻电机7-2电压、电流、扭矩等参数的电机参数采集单元7-3。所述绞车控制系统包括变频器二8-1、与变频器二8-1相接用于驱动绞车工作的主电机8-2和用于采集所述绞车的滚筒速度信号的滚筒轴编码器8-3。所述视频监控系统包括布设在钻进作业现场且对所述钻机多个监控点的模拟视频监视信号进行采集的多个摄像头9-1和对所述模拟视频监视信号进行数字转换、压缩和存储的视频处理器9-2；所述电-液联控系统包括驱动变量马达10-1工作的变量泵10-2、分别与监控主机1和变量泵10-2相接的放大器10-3、对液压站油箱的油温进行监控的PID温控仪10-4、对所述油箱的油位进行监视的10-5和用于指示所述油箱的回油过滤器故障的回油过滤发讯器10-6。所述信号转换模块6-2、变频器一7-1、电机参数采集单元7-3、变频器二8-1、滚筒轴编码器8-3、视频处理器9-2、PID温控仪10-4、液位继电器10-5和回油过滤发讯器10-6均与监控主机1相接，所述送钻电机7-2与电机参数采集单元7-3相接，多个所述摄像头9-1均与视频处理器9-2相接。
本实施例中，所述监控主机1为研华工控机IPC-610H。
本实施例中，所述控制器3为PLC。
本实施例中，所述摄像头9-1为可旋转、可变焦防爆摄像头。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种煤矿钻机智能控制系统，其特征在于：包括监控主机（1）、终端监控机（2）和控制器（3）；所述监控主机（1）和终端监控机（2）通过GPRS网络（4）进行通讯，监控主机（1）和终端监控机（2）均连接有无线数据终端GPRS DTU（5），所述GPRS DTU（5）与GPRS网络（4）无线连接；还包括通过现场总线与控制器（3）相接的动力监控系统、自动送钻系统、绞车控制系统、视频监控系统和电-液联控系统；所述动力监控系统包括采集每台发电机组各种运行参数的发电机组控制模块（6-1）、与发电机组控制模块（6-1）相接且将所述运行参数转换为所述现场总线能识别的标准信号的信号转换模块（6-2）和与发电机组控制模块（6-1）相接的无功功率补偿模块（6-3）；所述自动送钻系统包括变频器一（7-1）、与变频器一（7-1）相接的送钻电机（7-2）和采集所述送钻电机（7-2）电压、电流、扭矩等参数的电机参数采集单元（7-3）；所述绞车控制系统包括变频器二（8-1）、与变频器二（8-1）相接用于驱动绞车工作的主电机（8-2）和用于采集所述绞车的滚筒速度信号的滚筒轴编码器（8-3）；所述视频监控系统包括布设在钻进作业现场且对所述钻机多个监控点的模拟视频监视信号进行采集的多个摄像头（9-1）和对所述模拟视频监视信号进行数字转换、压缩和存储的视频处理器（9-2）；所述电-液联控系统包括驱动变量马达（10-1）工作的变量泵（10-2）、分别与监控主机（1）和变量泵（10-2）相接的放大器（10-3）、对液压站油箱的油温进行监控的PID温控仪（10-4）、对所述油箱的油位进行监视的液位继电器（10-5）和用于指示所述油箱的回油过滤器故障的回油过滤发讯器（10-6）；所述信号转换模块（6-2）、变频器一（7-1）、电机参数采集单元（7-3）、变频器二（8-1）、滚筒轴编码器（8-3）、视频处理器（9-2）、PID温控仪（10-4）、液位继电器（10-5）和回油过滤发讯器（10-5）均与监控主机（1）相接，所述送钻电机（7-2）与电机参数采集单元（7-3）相接，多个所述摄像头（9-1）均与视频处理器（9-2）相接。
2.按照权利要求1所述的一种煤矿钻机智能控制系统，其特征在于：所述监控主机（1）为研华工控机IPC-610H。
3.按照权利要求1或2所述的一种煤矿钻机智能控制系统，其特征在于：所述控制器（3）为PLC。
4.按照权利要求1或2所述的一种煤矿钻机智能控制系统，其特征在于：所述摄像头（9-1）为可旋转、可变焦防爆摄像头。
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Cited By (3)
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Application publication date: 20150325 |
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