CN110543134B - 一种应用于直流钻机的防碰控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种应用于直流钻机的防碰控制装置，其特征在于，包括控制器，控制器的输入端连接有设置于钻机滚筒上的编码器，钻机滚筒带动编码器旋转，控制器的一个输出端连接有电控输入端，控制器的另一个输出端连接有气路控制输入端。本发明一种应用于直流钻机的防碰控制装置，在“正常”状态作为“PLC”的“备用”，一旦原收集信号的装置出现问题，可以通过该系统为电控提供游车高度信号；在“旁路”状态，不需要借助电控“PLC”，就能充当起电子防碰的角色，为游车提供保护。

Description

一种应用于直流钻机的防碰控制装置
技术领域
本发明属于石油机械技术领域，具体涉及一种应用于直流钻机的防碰控制装置。
背景技术
直流钻机电控系统存在两种工作状态，第一种是正常状态，这时电控“PLC”通过一个装置收集游车高度的信号，经过逻辑运算，完成游车是否减速或者刹车的电子防碰控制(但这个收集信号的装置一旦有问题，导致信号无法采集，就会使得整个电子防碰失去作用)。第二种是“旁路”状态，也就是当电控“PLC”不使用的时候，这时由于“PLC”无法进行逻辑运算，原来的电子防碰处于“失效”状态，这时游车也处于缺乏保护状态。因此就需要一种防碰控制装置，在“正常”状态作为“PLC”的“备用”，一旦原收集信号的装置出现问题，可以通过该系统为电控“PLC”提供游车高度信号；在“旁路”状态，不需要借助电控“PLC”，就能充当起电子防碰的角色，为游车提供保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于直流钻机的防碰控制装置，能够为钻机游车提供充分保护。
本发明所采用的技术方案是：一种应用于直流钻机的防碰控制装置，包括控制器，控制器的输入端连接有设置于钻机滚筒上的编码器，钻机滚筒带动编码器旋转，控制器的一个输出端连接有电控输入端，控制器的另一个输出端连接有气路控制输入端。
本发明的特点还在于，
编码器采用电子脉冲触发控制模式，控制器采用信号反馈闭环控制模式，用以检测钻机游车高度信号。
控制器还连接有触摸屏，用以对控制器数据的显示和再调整。
电控输入端连接钻机主电机用以对钻机主电机进行减速。
气路控制输入端连接气控辅助减速装置和气控刹车控制装置用以对钻机游车进行减速和刹车。
控制器采用嵌入式主板或者PLC可编程处理器。
本发明的有益效果是：本发明一种应用于直流钻机的防碰控制装置，在“正常”状态作为“PLC”的“备用”，一旦原收集信号的装置出现问题，可以通过该系统为电控提供游车高度信号；在“旁路”状态，不需要借助电控“PLC”，就能充当起电子防碰的角色，为游车提供保护。
附图说明
图1是本发明一种应用于直流钻机的防碰控制装置的结构示意图；
图2是本发明一种应用于直流钻机的防碰控制装置的原理图；
图3是本发明一种应用于直流钻机的防碰控制装置的控制流程图。
图中，1.编码器，2.控制器，3.电控输入端，4.气路控制输入端，5.触摸屏。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种应用于直流钻机的防碰控制装置，如图1和图2所示，包括控制器2，控制器2的输入端连接有安装于钻机滚筒上的编码器1，钻机滚筒带动编码器1旋转，编码器1采用电子脉冲触发控制模式，编码器1采集钻机滚筒信号并传输到控制器2，控制器2采用信号反馈闭环控制模式，控制器2根据编码器1的反馈进行计算，用以检测钻机游车高度信号，同时控制器2还连接有触摸屏5，用以对控制器2中钻机游车高度数据的显示和再调整，当编码器1反馈值达到一定数值时，即累加误差足以影响钻机使用安全时通过控制器2反馈到触摸屏5提醒用户修改、校正，控制器2的一个输出端连接有电控输入端3，另一个输出端连接有气路控制输入端4，当编码器1反馈值达到上、下报警点时，电控输入端3连接钻机主电机用以对钻机主电机进行减速，气路控制输入端4连接气控辅助减速装置和气控刹车控制装置用以对钻机游车进行减速和刹车。
其中，编码器1采用德国P+F公司(PEPPERL+FUCHS GmbH)的型号为14-14361-1024编码器；控制器2和电控输入端3均采用德国西门子公司(SIEMENS AG)的型号为S7-300控制器；气路控制输入端4采用德国费斯托公司(FESTO)的型号为MOFH-3-1/2-EX气路控制输入端；触摸屏5采用德国西门子公司(SIEMENS AG)的型号为TP1200触摸屏。
具体控制如下：
编码器1安装到钻机滚筒上用来采集钻机游车的高度信息，采集的是模拟量信号，滚筒带动编码器1旋转，编码器1将信号传递给控制器2，如图3所示，控制器2中有事先编好的程序对编码器1采集的信号进行逻辑运算，这时可以通过触摸屏5根据现场实际情况，完成对数据的显示和再调整；控制器2经过运算完成到电控输入端3和气路控制输入端4的信号输出。具体工作时，在“正常”状态作为“PLC”的“备用”(根据需要设置在原收集信号装置的低位或者高位，信号采集点的位置比“原收集信号装置”的信号采集点滞后)，一旦原收集信号的装置出现问题，可以通过本发明装置为电控“PLC”提供游车高度信号，例如：当采集低位信号时，原收集装置设置采集点高度3.5米，本发明装置可以设置采集点在3米。这样当游车下落时，首先经过3.5米高度，由于原收集装置故障没有触发采集点；那么当降到3米高度时，本发明装置采集点动作；在“旁路”(应急)状态，不需要借助电控“PLC”，例如：当采集低位信号时，本发明装置可以设置采集点在3米。这样当游车下落时，当降到3米高度时，本发明装置采集点动作。自身就可以直接将编码器1采集的滚筒信号完成逻辑运算，并将信号两路输出：一路输出到气路控制输入端4的信号完成减速和刹车，另外一路输送到电控输入端3控制主电机将速度降为零速(防止由于主电机动作同时刹车，造成主电机受损)。
通过上述方式，本发明一种应用于直流钻机的防碰控制装置，在“正常”状态作为“PLC”的“备用”，一旦原收集信号的装置出现问题，可以通过该系统为电控提供游车高度信号；在“旁路”状态，不需要借助电控“PLC”，就能充当起电子防碰的角色，为游车提供保护。还具有以下特点：
1)根据钻机的工况特点，自动进行数据采集和对比分析，完成电子防碰信号的输出。
2)采用电子脉冲触发控制，灵敏度更高，引入信号反馈闭环控制模式，对系统进行检测，整个控制过程实现了智能化操作，不需要人为干预。
3)电子防碰的信号输出分为“减速”和“刹车”两种类型，这样可以确保主电机先减速，等速度降低到零速时再由气路控制进行刹车。
4)引入气控辅助减速和气控刹车控制装置。这样当断电情况下通过气路控制自动刹车，保护设备安全。
5)该发明可采用嵌入式主板或者PLC可编程处理器等模式，可提前编写程序，并可以进行逻辑运算，根据运算结果输出控制信号。

Claims (3)

1.一种应用于直流钻机的防碰控制装置，其特征在于，包括控制器(2)，控制器(2)的输入端连接有设置于钻机滚筒上的编码器(1)，钻机滚筒带动编码器(1)旋转，编码器(1)采用电子脉冲触发控制模式，编码器(1)采集钻机滚筒信号并传输到控制器(2)，控制器(2)采用信号反馈闭环控制模式，控制器(2)根据编码器(1)的反馈进行计算，用以检测钻机游车高度信号，控制器(2)的一个输出端连接有电控输入端(3)，电控输入端(3)连接钻机主电机用以对钻机主电机进行减速，控制器(2)的另一个输出端连接有气路控制输入端(4)，气路控制输入端(4)连接气控辅助减速装置和气控刹车控制装置用以对钻机游车进行减速和刹车；
当直流钻机电控系统在“正常”状态时，防碰控制装置作为电控“PLC”的“备用”，一旦原收集信号的装置出现问题，则通过防碰控制装置为电控“PLC”提供游车高度信号；
当直流钻机电控系统在“旁路”状态时，防碰控制装置不需要借助电控“PLC”，直接将编码器(1)采集的滚筒信号完成逻辑运算，并将信号两路输出：一路输出到气路控制输入端(4)的信号完成减速和刹车，另外一路输送到电控输入端(3)控制主电机将速度降为零速。
2.如权利要求1所述的一种应用于直流钻机的防碰控制装置，其特征在于，所述控制器(2)还连接有触摸屏(5)，用以对控制器(2)数据的显示和再调整。
3.如权利要求1所述的一种应用于直流钻机的防碰控制装置，其特征在于，所述控制器(2)采用嵌入式主板或者PLC可编程处理器。
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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112145129B (zh) * 2020-10-28 2022-09-02 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一种石油钻机空间安全管理系统
CN112506042B (zh) * 2020-11-30 2023-04-11 北京坤腾电气有限公司 一种基于b/s结构的石油钻机控制系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201027538Y (zh) * 2007-03-26 2008-02-27 南阳二机石油装备(集团)有限公司 石油钻机数字化控制装置
US20100243593A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Henry King Method and apparatus for crane topple/collision prevention
CN102674185A (zh) * 2012-06-01 2012-09-19 天津市华励硕科技有限公司 智能游车安全控制装置
CN202575825U (zh) * 2012-06-01 2012-12-05 天津市华励硕科技有限公司 应用于智能游车的防碰控制设备
JP6339373B2 (ja) * 2014-01-31 2018-06-06 古河ロックドリル株式会社 さく孔機
JP6341711B2 (ja) * 2014-03-19 2018-06-13 日本車輌製造株式会社 建設機械
CN204549874U (zh) * 2014-11-19 2015-08-12 海南建峰智能工程有限公司 智能化天车防碰系统
CN104879114B (zh) * 2015-06-04 2019-09-10 濮阳市百福瑞德石油科技有限公司 钻井安全监控与智能防护系统
KR101819705B1 (ko) * 2016-10-04 2018-01-18 주식회사 포스코 크레인용 중추 스트라이커
CN107032249A (zh) * 2017-06-01 2017-08-11 中曼石油天然气集团股份有限公司 一种石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法及系统
CN206886582U (zh) * 2017-06-01 2018-01-16 中曼石油天然气集团股份有限公司 一种石油钻机游车提升装置的电子防碰保护系统

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