CN113650731B - 钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质,所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法包括:获取锚链的给定速度及计算锚链的测定速度;对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。本发明从根本上解决锚链打结问题,避免锚链打结产生的经济损失,该PLC PID闭环控制方法也可以应用于类似的速度、温度、流量等被控量,达到精确控制被控量的效果。
Description
技术领域
本发明属于勘探技术领域,涉及一种控制方法和系统,特别是涉及一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质。
背景技术
半潜式钻井平台在进行钻井作业时通过锚链定位,锚机是保障平台作业安全与作业效率的关键设备。平台锚机为SKARGET 80年代产品,该锚机起锚作业动力来自直流电机,直流电机通过齿轮箱传递扭矩,驱动锚链轮正转达到起锚效果。抛锚作业通过EATON气动碟刹释放扭矩,锚链轮在锚链张力与重力的作用下反转,达到放锚的效果。
平台在抛锚作业时,多次发生过锚链打结事件,因锚链舱空间狭小,人员无法进入舱内解开打结,只能割开舱壁,将打结点拖出舱外,切割锚链,加装KENT环处理打结故障。但处理过程耗时耗力,对平台作业时效影响巨大。每次锚链打结故障都会导致作业停滞、耗费备件与人力,锚链打结故障的处理成本约100万元。
起锚作业时,操作人员通过手轮给定大小来控制速度,给定信号进入SCR控制系统,手轮给定的大小对应直流电机转速,锚链轮可以实现匀速起锚。抛锚作业时,操作人员通过操作调压阀手柄控制气压,从而控制碟刹刹车扭矩,达到控制放锚速度的效果,但抛锚作业受水深、海况等多种因素影响,操作人员通过手柄极难实现匀速放锚,因此锚链基本处于快速放出再刹住的状况,在刹、放的过程中,造成锚链在舱内会受到较大的瞬时拉力,瞬间将松散缠绕的锚链拉成死结。人工操作属于开环控制,操作指令通过人的感官调节,无法实现匀速放出锚链,这是锚链打结的根本原因。
因此,如何提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质,以解决现有技术无法解决锚链打结,导致抛锚作业停滞、耗费备件与人力等缺陷,实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质,用于解决现有技术无法解决锚链打结,导致抛锚作业停滞、耗费备件与人力的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明一方面提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法,包括:获取锚链的给定速度及计算锚链的测定速度;对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。
于本发明的一实施例中,所述将所述偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀的步骤还包括:将所述偏差运算结果转换为模拟量电流信号;所述模拟量电流信号用于控制控制电动调压阀。
于本发明的一实施例中,所述获取锚链的给定速度的步骤包括:接收速度给定信号,将所述速度给定信号转换为标准电压信号,通过所述标准电压信号查找对应数字量信号;其中,所述数字量信号与锚链的给定速度为一一对应关系。
于本发明的一实施例中,所述计算锚链的测定速度的步骤包括:计算所述锚链的出链转速及链轮旋转一圈后的链环长度;将锚链的出链转速与链环长度相乘,以获取锚链的测定速度。
于本发明的一实施例中,所述锚链的出链转速其中,d为齿轮漫长信号的脉冲密度,n为随动盘齿数,t为检测时间;所述链轮旋转一圈后的链环长度为L;L=M×L1-(M-1)×L2;其中,M为锚链选择一圈对应的锚链环个数,L1表示锚链环总长度,L2为锚链环交叉长度。
于本发明的一实施例中,所对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算的步骤包括:计算锚链的测定速度与给定速度的速度偏差量;通过PID指令查找对应的PID参数值,并通过设置多个PID参数设置值实现对所述速度偏差量进行PID运算。
于本发明的一实施例中,所述多个PID参数设置值包括通过参数测试获取的比例系数,积分时间,微分时间及采样周期。
本发明另一方面提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制系统,包括:获取模块,用于获取锚链的给定速度;计算模块,用于计算锚链的测定速度;偏差运算模块,用于对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。
本发明又一方面提供一种介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法。
本发明最后一方面提供一种设备,包括:处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述设备执行所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法。
如上所述,本发明所述的钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质,具有以下有益效果:
本发明所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质引入速度检测与反馈信号,通过PID比例、积分纠偏算法,得出的控制量作用于执行机构-电动调压阀,从而精确控制进入碟刹的气压,以实现匀速放出锚链,即本实施例从根本上解决锚链打结问题,避免锚链打结产生的经济损失,该PLC PID闭环控制方法也可以应用于类似的速度、温度、流量等被控量,达到精确控制被控量的效果。
附图说明
图1显示为本发明的技术原理示意图。
图2显示为本发明的钻井平台锚机的放锚链速控制方法于一实施例中的流程示意图。
图3显示为本发明的锚链的给定速度与数字量信号对应关系示意图。
图4显示为本发明的通用锚链环示意图。
图5显示为本发明的PV,SV,MV输出曲线对比示意图。
图6显示为本发明的钻井平台锚机的放锚链速控制系统于一实施例中的原理结构示意图。
元件标号说明
6 钻井平台锚机的放锚链速控制系统
61 获取模块
62 计算模块
63 偏差运算模块
S21~S23 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质的技术原理参见图1所示,速度给定信号为模拟量信号,该信号经过PLC A/D转换,转变为数字量信号,作为速度设定值SV,对SV与锚链出链测定速度PV的偏差值进行PID运算,运算结果作为控制量MV,MV需经PLC D/A转换,转变为模拟量信号,用来控制执行机构。
实施例一
本实施例提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法,包括:
获取锚链的给定速度及计算锚链的测定速度;
对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。
以下将结合图示对本实施例所提供的钻井平台锚机的放锚链速控制方法进行详细描述。本实施例所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法
请参阅图2,显示为钻井平台锚机的放锚链速控制方法于一实施例中的流程示意图。如图2所示,所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法具体包括以下步骤:
S21,获取锚链的给定速度SV。
所述S21包括接收速度给定信号,将所述速度给定信号转换为标准电压信号,通过所述标准电压信号查找对应数字量信号;其中,所述数字量信号与锚链的给定速度为一一对应关系。
具体地,选取0-1000Ω电阻电位器作为速度给定信号,该电阻信号通过信号转换模块将操作手轮的0-1000Ω电阻信号转换为0-10V标准电压信号,标准电压信号经过A/D转换,数字量信号进行存储,0-10V标准电压信号对应0-4000数字量信号,对应锚链出链速度0-500ft/min(本申请中最大链速为500ft/min),从对应关系计算得出SV(ft/min)=D50/8。锚链的给定速度与数字量信号对应关系见图3。
S22,计算锚链的测定速度PV。
所述S22包括计算所述锚链的出链转速及链轮旋转一圈后的链环长度;将锚链的出链转速与链环长度相乘,以获取锚链的测定速度PV。
在本实施例中,在在锚机链轮轴上安装齿从动齿轮,用线制接近开关检测齿轮脉冲信号,待齿轮脉冲信号进入后,用SPD指令计算脉冲密度,进而得出当前出链速度。
具体地,所述锚链的出链转速其中,d为齿轮漫长信号的脉冲密度,n为随动盘齿数,t为检测时间。
所述链轮旋转一圈后的链环长度为L,L=M×L1-(M-1)×L2;其中,M为锚链选择一圈对应的锚链环个数,L1表示锚链环总长度,L2为锚链环交叉长度。
例如,通用锚链环直径为D,总长度为6D,通用锚链环示意图如图4所示,设锚链轮旋转一圈对应M个锚链环,因锚链交叉连接,因此,计算锚链轮旋转一圈的链环长度需减去交叉重叠部分,其长度L=M×6D-(M-1)×2D。
S23,对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。
具体地,本申请通过接收PID指令以实现对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算。PID指令为PID(EN,s1,s2,s3,d)。在本案中,s1为保存速度设定值SV的寄存器,s2为保存速度测定值PV的寄存器,s3为保存参数的寄存器。PID指令是对设定值SV与测定值PV的偏差进行离散化的运算,偏差值通过闭环负反馈影响运算结果,运算结果与s3内设置的多个PID参数值有关。MV的控制效果使得测定速度PV不断趋近于给定速度SV,MV存储在PLC内,通过数模转换将存储的数字量转化为模拟量电流信号,该模拟量电流信号用于控制电动调压阀,最终达到控制锚链速度的效果。
具体地,所述S23包括计算锚链的测定速度与给定速度的速度偏差量,通过PID指令查找对应的PID参数设置值,并通过设置多个PID参数设置值实现对所述速度偏差量进行PID运算。
在本实施例中,速度偏差量可以用偏差e(t)=p(t)-s(t)的时间函数表示,PID控制量m(t)的函数表示为其中,/>以一阶差分近似代替微分,则有/>将公式和/>代入得到/>Kp为比例系数,Ti为积分时间,Td为微分时间及T为采样周期,k=1,2,3,…为采样序号,e(k)和e(k-1)分别为第k和第k-1时刻所得偏差信号。
在本实施例中,需要于测试过程获取Kp比例系数,Ti积分时间,Td微分时间及T采样周期,以获取理想的控制目标。最终放锚链控制目标为:开始放锚链速度波动小于5ft/min,经PID控制稳定后的速度波动范围小于0.5ft/min。
首先选定一个PID采样运算周期T,将系统设置为纯比例控制,将积分时间设置为积分效果最弱的时间(例如,32767),微分时间Td此时为0,将比例系数Kp由0逐渐增加,反复放锚链测试,当Kp到答110时,放链速度出现明显规律性波动,如图5所示PV,SV,MV输出曲线对比图。从图5所示,在负反馈作用下,PV的峰值对应MV的谷值,但PV的曲线与MV的曲线波动周期一致。就导致纯比例控制无法消除偏差,系统只能在偏差存在的状态下达到平衡。
偏差存在不是理想的控制效果,为了消除速度偏差,需引入积分控制。积分相当于一个斜率发生器,启动这个发生器的前提是偏差存在,斜率的大小与两个因素有关:偏差的大小、积分时间。如果偏差存在,积分控制会使输出值MV按照一定的速度朝一个方向累加下去,直到偏差消失。
如图5中各曲线波形所示,t1时刻对应纯比例控制的谷值,t2时刻为比例、积分控制的谷值,t3时刻PV与SV相同。t2时刻反映了积分的强度,t2过于靠近t1,则积分作用过弱,t2过于靠近t3,则积分作用过强。一般t2时刻位于(t3-t1)约1/3靠前一点的位置,即为理想的积分控制效果。
积分时间Ti由小到大增加,在积分时间很小,即积分作用较强时,快速放锚链会存在较大超调现象,链速波动大,系统稳定时间长。在积分时间较大,即积分作用较弱时,系统会存在链速偏差,偏差无法尽快消除。经过反复测试后,采用表1PID参数值来设置Kp比例系数,Ti积分时间,Td微分时间及T采样周期。
表1:PID参数设置值
本实施例所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法引入速度检测与反馈信号,通过PID比例、积分纠偏算法,得出的控制量作用于执行机构-电动调压阀,从而精确控制进入碟刹的气压,以实现匀速放出锚链,即本实施例从根本上解决锚链打结问题,避免锚链打结产生的经济损失,该PLC PID闭环控制方法也可以应用于类似的速度、温度、流量等被控量,达到精确控制被控量的效果。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如图2所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法。
在任何可能的技术细节结合层面,本申请可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质,其上载有用于使处理器实现本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是(但不限于)电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路配置数据或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本申请的各个方面。
本实施例又提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制系统,包括:
获取模块,用于获取锚链的给定速度;
计算模块,用于计算锚链的测定速度;
偏差运算模块,用于对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将所述偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。
以下将结合图示对本实施例所提供的钻井平台锚机的放锚链速控制系统进行描述。请参阅图6,显示为钻井平台锚机的放锚链速控制系统于一实施例中的原理结构示意图。如图6所示,所述钻井平台锚机的放锚链速控制系统6包括获取模块61、计算模块62及偏差运算模块63。
所述获取模块61用于获取锚链的给定速度。
具体地,所述获取模块61接收速度给定信号,将所述速度给定信号转换为标准电压信号,通过所述标准电压信号查找对应数字量信号;其中,所述数字量信号与锚链的给定速度为一一对应关系。
所述计算模块62用于计算锚链的测定速度。
具体地,所述计算所述锚链的出链转速及链轮旋转一圈后的链环长度;将锚链的出链转速与链环长度相乘,以获取锚链的测定速度PV。
在本实施例中,在在锚机链轮轴上安装齿从动齿轮,所述计算模块62用线制接近开关检测齿轮脉冲信号,待齿轮脉冲信号进入后,用SPD指令计算脉冲密度,进而得出当前出链速度。
具体地,所述锚链的出链转速其中,d为齿轮漫长信号的脉冲密度,n为随动盘齿数,t为检测时间。
所述链轮旋转一圈后的链环长度为L,L=M×L1-(M-1)×L2;其中,M为锚链选择一圈对应的锚链环个数,L1表示锚链环总长度,L2为锚链环交叉长度。
所述偏差运算模块63用于对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将所述偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出。
所述偏差运算模块63通过接收PID指令以实现对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算。PID指令为PID(EN,s1,s2,s3,d);在本案中,s1为保存速度设定值SV的寄存器,s2为保存速度测定值PV的寄存器,s3为保存参数的寄存器。PID指令是对设定值SV与测定值PV的偏差进行离散化的运算,偏差值通过闭环负反馈影响运算结果,运算结果与s3内设置的多个PID参数值有关。MV的控制效果使得测定速度PV不断趋近于给定速度SV,MV存储在PLC内,通过数模转换将存储的数字量转化为模拟量电流信号,该模拟量电流信号用于控制电动调压阀,最终达到控制锚链速度的效果。
具体地,所述偏差运算模块63计算锚链的测定速度与给定速度的速度偏差量,通过接收PID指令查找对应的PID参数设置值,并通过设置多个PID参数设置值实现对所述速度偏差量进行PID运算。
在本实施例中,速度偏差量可以用偏差e(t)=p(t)-s(t)的时间函数表示,PID控制量m(t)的函数表示为其中,/>以一阶差分近似代替微分,则有/>将公式和/>代入得到/>Kp为比例系数,Ti为积分时间,Td为微分时间及T为采样周期,k=1,2,3,…为采样序号,e(k)和e(k-1)分别为第k和第k-1时刻所得偏差信号。
需要说明的是,应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现,也可以全部以硬件的形式实现,还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块通过硬件的形式实现。例如:x模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现。此外,x模块也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中,由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor,简称DSP),一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,如中央处理器(CentralProcessing Unit,简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起,以片上系统(System-on-a-chip,简称SOC)的形式实现。
实施例三
本实施例提供一种设备,包括:处理器、存储器、收发器、通信接口或/和系统总线;存储器和通信接口通过系统总线与处理器和收发器连接并完成相互间的通信,存储器用于存储计算机程序,通信接口用于和其他设备进行通信,处理器和收发器用于运行计算机程序,使设备执行如上所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法的各个步骤。
上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明所述的钻井平台锚机的放锚链速控制方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序,凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
本发明还提供一种钻井平台锚机的放锚链速控制系统,所述钻井平台锚机的放锚链速控制系统可以实现本发明所述的钻井平台锚机的放锚链速控制方法,但本发明所述的钻井平台锚机的放锚链速控制方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的钻井平台锚机的放锚链速控制系统的结构,凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换,都包括在本发明的保护范围内。
综上所述,本发明所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法、系统、设备及介质引入速度检测与反馈信号,通过PID比例、积分纠偏算法,得出的控制量作用于执行机构-电动调压阀,从而精确控制进入碟刹的气压,以实现匀速放出锚链,即本实施例从根本上解决锚链打结问题,避免锚链打结产生的经济损失,该PLC PID闭环控制方法也可以应用于类似的速度、温度、流量等被控量,达到精确控制被控量的效果。因本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种钻井平台锚机的放锚链速控制方法,其特征在于,包括:
获取锚链的给定速度及计算锚链的测定速度;
对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出;其中,
所述获取锚链的给定速度的步骤包括:接收速度给定信号,将所述速度给定信号转换为标准电压信号,通过所述标准电压信号查找对应数字量信号;其中,所述数字量信号与锚链的给定速度为一一对应关系;
所对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算的步骤包括:
计算锚链的测定速度与给定速度的速度偏差量;通过PID指令查找对应的PID参数值,并通过设置多个PID参数设置值实现对所述速度偏差量进行PID运算;所述多个PID参数设置值包括通过参数测试获取的比例系数,积分时间,微分时间及采样周期;
其中,所述计算锚链的测定速度的步骤包括:计算所述锚链的出链转速及链轮旋转一圈后的链环长度;将锚链的出链转速与链环长度相乘,以获取锚链的测定速度;
所述锚链的出链转速其中,d为齿轮漫长信号的脉冲密度,n为随动盘齿数,t为检测时间;所述链轮旋转一圈后的链环长度为L;
L=M×L1-(M-1)×L2;其中,M为锚链选择一圈对应的锚链环个数,L1表示锚链环总长度,L2为锚链环交叉长度。
2.根据权利要求1所述的钻井平台锚机的放锚链速控制方法,其特征在于,将所述偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀的步骤还包括:
将所述偏差运算结果转换为模拟量电流信号;所述模拟量电流信号用于控制控制电动调压阀。
3.一种钻井平台锚机的放锚链速控制系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取锚链的给定速度;
计算模块,用于计算锚链的测定速度;
偏差运算模块,用于对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算,将偏差运算结果作为速度控制量用以控制电动调压阀,以实现锚链匀速放出;其中,
所述获取锚链的给定速度的步骤包括:接收速度给定信号,将所述速度给定信号转换为标准电压信号,通过所述标准电压信号查找对应数字量信号;其中,所述数字量信号与锚链的给定速度为一一对应关系;
所对锚链的给定速度及锚链的测定速度进行偏差运算的步骤包括:
计算锚链的测定速度与给定速度的速度偏差量;通过PID指令查找对应的PID参数值,并通过设置多个PID参数设置值实现对所述速度偏差量进行PID运算;所述多个PID参数设置值包括通过参数测试获取的比例系数,积分时间,微分时间及采样周期;
其中,所述计算锚链的测定速度的步骤包括:计算所述锚链的出链转速及链轮旋转一圈后的链环长度;将锚链的出链转速与链环长度相乘,以获取锚链的测定速度;
所述锚链的出链转速其中,d为齿轮漫长信号的脉冲密度,n为随动盘齿数,t为检测时间;所述链轮旋转一圈后的链环长度为L;
L=M×L1-(M-1)×L2;其中,M为锚链选择一圈对应的锚链环个数,L1表示锚链环总长度,L2为锚链环交叉长度。
4.一种介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1至2中任一项所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法。
5.一种设备,其特征在于,包括:处理器及存储器;
所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述设备执行如权利要求1至2中任一项所述钻井平台锚机的放锚链速控制方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998047758A2 (de) * | 1997-04-21 | 1998-10-29 | Deep Blue Technology Ag | Anker-/ankerketten-überwachungsvorrichtung |
CN105626602A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 锚机抛锚速度控制系统 |
CN205469673U (zh) * | 2016-01-14 | 2016-08-17 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 一种用于起锚机的抛锚限速装置 |
CN106247957A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-21 | 中国舰船研究设计中心 | 一种舰船锚链收放长度自动计数装置 |
CN107522105A (zh) * | 2016-06-22 | 2017-12-29 | 璧典凯 | 一种基于plc的石油钻井井架起升控制系统 |
CN111559463A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-21 | 智慧航海(青岛)科技有限公司 | 一种智能船舶锚设备的控制方法及系统 |
CN111824335A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-27 | 上海雄程海洋工程股份有限公司 | 锚泊控制系统和锚泊控制方法 |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111088210.7A patent/CN113650731B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998047758A2 (de) * | 1997-04-21 | 1998-10-29 | Deep Blue Technology Ag | Anker-/ankerketten-überwachungsvorrichtung |
CN205469673U (zh) * | 2016-01-14 | 2016-08-17 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 一种用于起锚机的抛锚限速装置 |
CN105626602A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-01 | 武汉船用机械有限责任公司 | 锚机抛锚速度控制系统 |
CN107522105A (zh) * | 2016-06-22 | 2017-12-29 | 璧典凯 | 一种基于plc的石油钻井井架起升控制系统 |
CN106247957A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-21 | 中国舰船研究设计中心 | 一种舰船锚链收放长度自动计数装置 |
CN111559463A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-21 | 智慧航海(青岛)科技有限公司 | 一种智能船舶锚设备的控制方法及系统 |
CN111824335A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-27 | 上海雄程海洋工程股份有限公司 | 锚泊控制系统和锚泊控制方法 |
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