CN111123828A - 一种自动同步控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动同步控制系统及其控制方法，包括联机控制系统，其控制所述钻机和托管机保持同步运转，其包括同步监测模块和控制中心；PLC控制器，其接收所述控制中心发出的指令控制钻机电机和托管机电机的运转；远程通讯控制模块，其与所述控制中心进行数据远程传输，所述同步监测模块监测所述数据远程传输的通断；传感器，其将所述钻机和托管机的运行数据转化为电信号，再分别输送给所述钻机和托管机的控制中心；所述钻机和托管机的控制中心在所述联机控制系统的控制中心控制下保持同步联动，所述托管机的控制中心通过所述远程通讯控制模块将数据传送给所述钻机的控制中心。本发明解决了两机联机困难的问题。

Description

一种自动同步控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及同步控制技术领域，尤其涉及一种自动同步控制系统及其控制方法。

背景技术

在非开挖施工过程中，经常需要拖管机与水平定向钻机同步配合工作。但因拖管机与水平定向钻机属于不同的控制系统，两机配合起来需要拖管机操作手与钻机操作手之间保持密切配合，若稍有不慎便会引起操作故障，如此便增加了施工中的不确定因素，有可能造成施工失误或者延误工期。

因此，亟需提出一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种自动同步控制系统，具体技术方案如下所述：

一种自动同步控制系统，包括：

联机控制系统，其被设置的控制所述钻机和托管机保持同步运转，所述联机控制系统包括同步监测模块、控制中心和远程通讯控制模块；

PLC控制器，其被设置的接收所述控制中心发出的指令控制钻机电机和托管机电机的运转；

所述远程通讯控制模块与所述控制中心进行数据远程传输，所述同步监测模块监测所述数据远程传输的通断；

传感器，其被设置的将所述钻机和托管机的运行数据转化为电信号，再分别输送给所述钻机和托管机的控制中心；

所述钻机和托管机的控制中心在所述联机控制系统的控制中心控制下保持同步联动，所述托管机的控制中心通过所述远程通讯控制模块将数据传送给所述钻机的控制中心，所述同步监测模块监测控制所述联机控制系统的通断。

上述技术方案进一步的，还包括电控手柄，其被设置的控制所述PLC控制器与所述联机控制系统的控制中心的连接状态。

进一步的，还包括电控比例泵，其被设置的与所述PLC控制器电连接，

进一步的，所述电控比例泵根据所述PLC控制器发出的指令进行自我调节，保持所述钻机和托管机同步联动。

进一步的，还包括显示器，所述显示器接收联机控制系统的控制信息，并将控制信息输出与操作员形成人机交互模式。

本发明还提供一种自动同步控制方法，包括如下步骤：

S1：联机控制系统通过控制中心发出指令，PLC控制器接收指令后按照指令分别控制钻机和托管机同时运转；

S2：传感器分别将所述钻机和托管机的运行参数转换成电信号传输给所述钻机和托管机的控制中心；

S3：所述托管机的控制中心将接收到的信号发送给所述远程通讯控制模块，所述远程通讯控制模块将接收到的电信号传送给所述联机控制系统的控制中心，所述联机控制系统的控制中心根据接收到的电信号分别调节所述钻机和托管机；

S4：若联机控制系统的控制中心检测到钻机和托管机同步运行，则所述控制中心给PLC控制器发出指令，保持所述钻机和托管机继续运行。

进一步的，对于步骤S3，所述联机控制系统的控制中心对接收到的信号进行处理发出调节信号，控制调节所述钻机和托管机同步运行。

进一步的，所述联机控制系统的控制中心将调节信号传送给PLC控制器，所述PLC控制器接收信号后，根据所述调节信号调节所述电控比例泵，所述电控比例泵分别控制所述钻机和托管机的运转参数。

进一步的，所述联机控制系统的控制中心将接收到的调节信号传送给所述远程通讯控制模块，所述远程通讯控制模块将所述调节信号传送给所述钻机的控制中心。

进一步的，在所述远程通讯控制模块将接收到的电信号传送给联机控制系统的控制中心时，所述同步监测模块实时监测所述信号传输过程的通断；

进一步的，当所述同步监测模块监测到所述信号传输过程异常或者中断，则将电信号反馈给控制中心，联机控制系统的控制中心控制所述钻机和托管机退出同步运行模式。

进一步的，所述联机控制系统将控制过程中的电信号输入显示器，所述显示器将电信号转换成可视化的信号输出，形成人机交互模式；

进一步的，所述电控手柄控制所述PLC控制器的启停。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述自动同步控制系统解决了两机控制系统间的数据交互问题，给两机同步运行提供了数据共享以致同步的路径；

2、本发明所述自动同步控制系统解决了两机运行过程中主从跟随控制的问题，所述控制中心对所述PLC控制器发出指令，利用电控比例泵对两机进行同步调整，在实际应用中，可以将两机中的一个的运行参数人为设置为参照，调整另一个的运行参数，以此保证两机进入同步联动状态，这个过程即解决了主从跟随控制的问题；

3、本发明所述自动同步控制系统代替了现有技术中两机同步运行需要两机的操作手紧密配合的情形，利用控制系统对两机进行同步联动控制，这样的控制更加精确，不确定因素减少，促进施工自动化；

4、本发明所述自动同步控制系统中涉及两机间数据交互通讯模块的远程通讯控制模块适用于所有远程控制系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明所述自动同步控制系统的原理流程图；

图2为本发明实施例中两机自动联机系统的系统控制流程图；

图3为本发明实施例中推管机速度跟随系统的系统控制流程图。

其中：1-联机控制系统，11-同步监测模块，12-联机控制系统的控制中心，2-钻机，21-钻机的控制中心，3-托管机，31-托管机的控制中心，4-PLC控制器，41-电控手柄，5-远程通讯控制模块，6-传感器，7-电控比例泵，8-显示器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

下面结合附图及实施例对本发明所述要旨进行详细描述。

图1为本发明所述自动同步控制系统的原理流程图；图2为本发明实施例中两机自动联机系统的系统控制流程图；图3为本发明实施例中推管机速度跟随系统的系统控制流程图。

请参见图1，本实施例提供一种自动同步控制系统，包括：

联机控制系统1，其被设置的控制所述钻机2和托管机3保持同步运转，所述联机控制系统1包括同步监测模块11、控制中心12和远程通讯控制模块5；

PLC控制器4，其被设置的接收所述控制中心12发出的指令控制钻机2电机和托管机3电机的运转；

所述远程通讯控制模块5与所述控制中心12进行数据远程传输，所述同步监测模块11监测所述数据远程传输的通断；

传感器6，其被设置的将所述钻机2和托管机3的运行数据转化为电信号，再分别输送给所述钻机2和托管机3的控制中心；

所述钻机2和托管机3的控制中心在所述联机控制系统的控制中心12控制下保持同步联动，所述托管机的控制中心31通过所述远程通讯控制模块5将数据传送给所述钻机的控制中心21，所述同步监测模块11监测控制所述联机控制系统1的通断。

进一步的，还包括电控手柄41，其被设置的控制所述PLC控制器4与所述联机控制系统的控制中心12的连接状态。

进一步的，还包括电控比例泵7，其被设置的与所述PLC控制器4电连接，

进一步的，所述电控比例泵7根据所述PLC控制器4发出的指令进行自我调节，保持所述钻机2和托管机3同步联动。

进一步的，还包括显示器8，所述显示器8接收联机控制系统1的控制信息，并将控制信息输出与操作员形成人机交互模式。

本发明还提供一种自动同步控制方法，包括如下步骤：

S1：联机控制系统1通过控制中心12发出指令，PLC控制器4接收指令后按照指令分别控制钻机2和托管机3同时运转，此时两机进入运转状态，此时两机可能不运行状态不同步；

S2：传感器6分别将所述钻机2和托管机3的运行参数转换成电信号传输给所述钻机2和托管机3的控制中心，传感器是为了将两机之间的运行状态数据化呈现，便于联机模块的控制中心12进行处理；所述控制中心12可检测两机是否同步运行，若不同步则发出调节信号给两机或两机中的一个；

S3：所述托管机的控制中心31将接收到的信号发送给所述远程通讯控制模块5，所述远程通讯控制模块5将接收到的电信号传送给所述联机控制系统的控制中心12，所述联机控制系统的控制中心12根据接收到的电信号分别调节所述钻机2和托管机3,假设控制中心12设定钻机作为同步联动的参照，则根据此参照调整另一台的运行参数，也可以两台机同时调整运行参数，当两机均调整到设定的运行参数后停止干预；

S4：若联机控制系统的控制中心12检测到钻机2和托管机3同步运行，则所述控制中心12给PLC控制器4发出指令，保持所述钻机2和托管机3继续运行。

进一步的，对于步骤S3，所述联机控制系统的控制中心12对接收到的信号进行处理发出调节信号，控制调节所述钻机2和托管机3同步运行。

进一步的，所述联机控制系统的控制中心12将调节信号传送给PLC控制器4，所述PLC控制器4接收信号后，根据所述调节信号调节所述电控比例泵7，所述电控比例泵7分别控制所述钻机2和托管机3的运转参数。

进一步的，所述联机控制系统的控制中心12将接收到的调节信号传送给所述远程通讯控制模块5，所述远程通讯控制模块5将所述调节信号传送给所述钻机的控制中心21。

进一步的，在所述远程通讯控制模块5将接收到的电信号传送给联机控制系统的控制中心12时，所述同步监测模块11实时监测所述信号传输过程的通断；

进一步的，当所述同步监测模块11监测到所述信号传输过程异常或者中断，则将电信号反馈给控制中心，联机控制系统的控制中心12控制所述钻机2和托管机3退出同步运行模式。

进一步的，所述联机控制系统1将控制过程中的电信号输入显示器8，所述显示器8将电信号转换成可视化的信号输出，形成人机交互模式；

进一步的，所述电控手柄41控制所述PLC控制器4的启停。请参见图2，为两机自动联机系统的系统控制流程图，当两机进入联机模式后，利用同步监测模块11监测两机的数据传输是否正常(即两机的心跳是否正常)，若两机心跳正常,则监测数据交互是否正常(传输数据是否相同)，若正常(即传输数据一致)，则联机成功；若两机心跳不正常,则联机失败；若两机心跳正常但监测数据交互不正常，则联机失败。

请参见图3，为推管机速度跟随系统的系统控制流程图，当设定钻机为参照，调整推管机的运行参数时，在控制过程中，进入推管机跟随模式，检测推管机速度是否跟随，若推管机速度不跟随，则调整推管机运行状态，继续检测推管机速度是否跟随；若推管机速度跟随，则检测推管机速度是否与钻机的速度一致，若相比之下推管机速度低，则调整推管机的速度使其速度与钻机速度一致，不论推管机与钻机的速度相比是过高还是过低，都要调整至其速度与钻机速度一致，当速度一致后则速度保持。

本发明所述的控制方法在具体操作时包括以下步骤：

1、如图1所示，钻机工作时，当两机处于同步运行控制模式下，控制系统通过自身的控制中心与远程通讯模块进行数据传输，实现数据远程传输，达到两机间的数据共享，为了防止两机通讯丢失，两机间的数据交互设有心跳监控功能(同步监测模块)，当心跳功能(数据传输过程)异常或者中断后，两机退出同步运行模式，托管机与水平定向钻机同时停止工作。

2、如图2所示，钻机工作时，需钻机手将推管机切换到跟随模式。模式切好后系统自动将水平定向钻机定为主控制系统，推管机跟随水平定向钻机工作；推管机的主要控制功能都会释放给水平定向钻机控制。当推管机跟随速度低于钻机的速度时，钻机将对推管机的跟随速度进行PID调高，若当推管机跟随速度高于钻机的速度时，钻机将对推管机的跟随速度进行PID调低。

本发明所述的自动同步控制系统及控制方法，解决了两机控制系统间的数据交互问题，给两机同步运行提供了数据共享以致同步的路径；

本发明所述自动同步控制系统解决了两机运行过程中主从跟随控制的问题，所述控制中心对所述PLC控制器发出指令，利用电控比例泵对两机进行同步调整，在实际应用中，可以将两机中的一个的运行参数人为设置为参照，调整另一个的运行参数，以此保证两机进入同步联动状态，这个过程即解决了主从跟随控制的问题；

本发明所述自动同步控制系统中涉及两机间数据交互通讯模块的远程通讯控制模块适用于所有远程控制系统。

综上所述，本发明所述自动同步控制系统代替了现有技术中两机同步运行需要两机的操作手紧密配合的情形，利用控制系统对两机进行同步联动控制，这样的控制更加精确，不确定因素减少，促进施工自动化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (10)

1.一种自动同步控制系统，其特征在于，包括：

联机控制系统(1)，其被设置的控制所述钻机(2)和托管机(3)保持同步运转，所述联机控制系统(1)包括同步监测模块(11)、控制中心(12)和远程通讯控制模块(5)；

PLC控制器(4)，其被设置的接收所述控制中心(12)发出的指令控制钻机(2)电机和托管机(3)电机的运转；

所述远程通讯控制模块(5)与所述控制中心(12)进行数据远程传输，所述同步监测模块(11)监测所述数据远程传输的通断；

传感器(6)，其被设置的将所述钻机(2)和托管机(3)的运行数据转化为电信号，再分别输送给所述钻机(2)和托管机(3)的控制中心；

所述钻机(2)和托管机(3)的控制中心在所述联机控制系统的控制中心(12)控制下保持同步联动，所述托管机的控制中心(31)通过所述远程通讯控制模块(5)将数据传送给所述钻机的控制中心(21)，所述同步监测模块(11)监测控制所述联机控制系统(1)的通断。

2.根据权利要求1所述的自动同步控制系统，其特征在于，还包括电控手柄(41)，其被设置的控制所述PLC控制器(4)与所述联机控制系统的控制中心(12)的连接状态。

3.根据权利要求1所述的自动同步控制系统，其特征在于，还包括电控比例泵(7)，其被设置的与所述PLC控制器(4)电连接，

所述电控比例泵(7)根据所述PLC控制器(4)发出的指令进行自我调节，保持所述钻机(2)和托管机(3)同步联动。

4.根据权利要求1所述的自动同步控制系统，其特征在于，还包括显示器(8)，所述显示器(8)接收联机控制系统(1)的控制信息，并将控制信息输出与操作员形成人机交互模式。

5.一种自动同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：联机控制系统(1)通过控制中心(12)发出指令，PLC控制器(4)接收指令后按照指令分别控制钻机(2)和托管机(3)同时运转；

S2：传感器(6)分别将所述钻机(2)和托管机(3)的运行参数转换成电信号传输给所述钻机(2)和托管机(3)的控制中心；

S3：所述托管机的控制中心(31)将接收到的信号发送给所述远程通讯控制模块(5)，所述远程通讯控制模块(5)将接收到的电信号传送给所述联机控制系统的控制中心(12)，所述联机控制系统的控制中心(12)根据接收到的电信号分别调节所述钻机(2)和托管机(3)；

S4：若联机控制系统的控制中心(12)检测到钻机(2)和托管机(3)同步运行，则所述控制中心(12)给PLC控制器(4)发出指令，保持所述钻机(2)和托管机(3)继续运行。

6.根据权力要求5所述的控制方法，其特征在于，对于步骤S3，所述联机控制系统的控制中心(12)对接收到的信号进行处理发出调节信号，控制调节所述钻机(2)和托管机(3)同步运行。

7.根据权力要求6所述的控制方法，其特征在于，所述联机控制系统的控制中心(12)将调节信号传送给PLC控制器(4)，所述PLC控制器(4)接收信号后，根据所述调节信号调节所述电控比例泵(7)，所述电控比例泵(7)分别控制所述钻机(2)和托管机(3)的运转参数。

8.根据权力要求6所述的控制方法，其特征在于，所述联机控制系统的控制中心(12)将接收到的调节信号传送给所述远程通讯控制模块(5)，所述远程通讯控制模块(5)将所述调节信号传送给所述钻机的控制中心(21)。

9.根据权力要求5所述的控制方法，其特征在于，在所述远程通讯控制模块(5)将接收到的电信号传送给联机控制系统的控制中心(12)时，所述同步监测模块(11)实时监测所述信号传输过程的通断；

当所述同步监测模块(11)监测到所述信号传输过程异常或者中断，则将电信号反馈给控制中心，联机控制系统的控制中心(12)控制所述钻机(2)和托管机(3)退出同步运行模式。

10.根据权力要求5所述的控制方法，其特征在于，所述联机控制系统(1)将控制过程中的电信号输入显示器(8)，所述显示器(8)将电信号转换成可视化的信号输出，形成人机交互模式；

所述电控手柄(41)控制所述PLC控制器(4)的启停。

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