CN202483549U - 基于pc的石油钻机智能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石油开采系统中的石油钻机技术领域，具体一种基于PC的基于PC的石油钻机智能控制装置，该智能控制装置包括对井场信号进行实时采集的信号采集模块，接收、处理信号采集模块发出信号的中央处理模块，与中央处理模块互通信息的工业电脑，以及接收中央处理模块驱动信号的驱动模块，该驱动模块对现场执行元件进行驱动。本实用新型是现代先进的控制理论和钻机实际运行情况的完美结合，使用此智能控制装置，控制精度高、钻进精准，不易造成设备损坏，提高了钻机设备的钻进技术水平，并且大大的提高了钻机的效率，节省了人力、能源，经济效益明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油开采系统中的石油钻机技术领域，具体一种基于PC的基于PC的石油钻机智能控制装置。
背景技术
钻机作为工程施工和开采机械中一种特殊的设备在国民生产中占有重要地位，被广泛地应用于建筑、修路，民用、石油化工，石油开采等工程中，对我国的能源建设都发挥着重大的作用。
目前我国钻机的控制属于一般工业自动化应用领域，其采用PLC或模拟电路控制精度不高的控制技术，并不适合不同深度、不同地层、不同气候、野外环境、不同动力系统的控制要求要求。现有的控制技术存在以下的问题和需要解决的技术难点：输入/输出信号波形处理和功率放大等都由模拟电路或PLC进行，其控制精度和准确度不高；不能对钻进的深度、地质结构的分析、负载电流大小、谐波电流的大小进行跟踪分析和处理；并没有完善的数据分析和处理功能，数据信息也不能及时的远传存储；在工作时，容易造成设备损坏，钻井吃力，能源消耗大，钻进时需要专业的钻井、经验丰富的操作人员进行操作钻台，人工劳动强度大，钻进效果不佳，因此迫切需要改进。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种自动对钻进工况进行实时监测、对检测到的数据进行处理存储基于PC的石油钻机智能控制装置，其控制精度高、钻进精准，不易造成设备损坏、人工劳动强度低，钻进效果好。
实现本实用新型的技术方案如下：
基于PC的石油钻机智能控制装置，该智能控制装置包括对井场信号进行实时采集的信号采集模块，接收、处理信号采集模块发出信号的中央处理模块，与中央处理模块互通信息的工业电脑，以及接收中央处理模块驱动信号的驱动模块，该驱动模块对现场执行元件进行驱动。
还包括对信号采集模块发送信号的电路进行稳压的稳压模块，稳压模块控制电压稳定，使电压在中央处理模块、各元气件的要求范围内，以保证电路的可靠性。
还包括对信号采集模块发出信号进行滤波处理的滤波模块，保证电路的干净度、抗击干扰，避免信号扰动带来的误动作。
还包括对现场执行元件工作状况进行信号采集并将采集到的信号传输给中央处理模块的信号回馈模块。信号回馈模块能够对每个现场执行元件的执行情况进行监测并将监测的结果传送给中央处理模块进行处理比较，明确了解每个现场执行元件的执行情况，而中央处理模块根据需要将接收到的回馈信号当作下一命令的动作参照。
还包括对驱动模块进行谐波处理的消谐模块，消除钻机驱动中产生的谐波对钻机的影响，保证驱动的准确性；采用的消谐方法为负电流动态消除法。
还包括对中央处理模块进行过流、过热、过压处理的保护模块，其对中央处理模块的输出、输入进行保护。
所述中央处理模块上连接有RS232接口，便于增加其他仪表或设备，RS232接口的数量，可以根据需要设置。
所述中央处理模块上连接有远传模块，该远传模块连接有网络模块，远传模块将数据通过无线网络的形式传输到指定的信号集中处理中心，网络模块可以与其他设备进行局域或远程的信号交换。
采用了上述方案，信号采集模块对钻机的速度、位置、深度、垂直度、电流、压力、泵冲、地层结构以及负载运行信号、天车位置信号进行实时检测，并将这些信号传输给中央处理模块，中央处理模块结合预先编制好的运行步骤进行比较，并控制校正钻机绞车、钻头、泵的运行，以不同的速度和压力进行有效的钻进；同时还能够消除钻机系统中产生的谐波，在检测错误故障时，能够自行进行纠正，无需人工操作；本实用新型是现代先进的控制理论和钻机实际运行情况的完美结合，使用此智能控制装置，控制精度高、钻进精准，不易造成设备损坏，提高了钻机设备的钻进技术水平，并且大大的提高了钻机的效率，节省了人力、能源，经济效益明显。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
附图中，1为信号采集模块，2为中央处理模块，3为工业电脑，4为驱动模块，5为现场执行元件，6为稳压模块，7为滤波模块，8为信号回馈模块，9为消谐模块，10为保护模块，11为RS232接口，12为远传模块，13为网络模块，14为信号接口，15为输出接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
参见图1，基于PC的石油钻机智能控制装置，该智能控制装置包括对井场信号进行实时采集的信号采集模块1，接收、处理信号采集模块发出信号的中央处理模块2，与中央处理模块2互通信息的工业电脑3，以及接收中央处理模块2驱动信号的驱动模块4，该驱动模块4对现场执行元件5进行驱动。工业电脑1负责控制程序的运行，数据的输入和输出，指令的发出，数据的监视，对数据进行分析、存储、传输。
为了保证该智能控制装置的优化运行，还包括对信号采集模块1发送信号的电路进行稳压的稳压模块6；对信号采集模块1发出信号进行滤波处理的滤波模块7；对现场执行元件5工作状况进行信号采集并将采集到的信号传输给中央处理模块2的信号回馈模块8；对驱动模块4进行谐波处理的消谐模块9；对中央处理模块2进行过流、过热、过压处理的保护模块10；中央处理模块2上连接有多个RS232接口11；中央处理模块上连接有远传模块12，该远传模块12连接有网络模块13。信号采集模块1通过信号接口14与中央处理模块2、稳压模块6、滤波模块7相连接；驱动模块4通过输出接口15与现场执行元件5进行连接。
本实用新型为自主研发的基于PC的钻机智能监视电控系统，软件设计中预设智能控制策落，直接通过PC上的嵌入式控制软件达到驱动钻机的运行，同时软件编制按功能划分做到标准化、模块化、便于功能的扩充，能够对现场的信息参数编制独立的参数模块，便于在运行中修改，便于分析，实时采取修正和故障自测自处理，有效的解决了现有钻机控制技术中存在的问题，对钻机动态参数给予分析，运用现代的控制模糊策落对预先设定数据进行实践，并实时修正，使钻机达到最佳运行状态，对钻机的控制达到了控制精确、高效、安全、可靠、智能化的目的，节约了钻井成本，降低工人劳动强度。
Claims (8)
1.基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：该智能控制装置包括对井场信号进行实时采集的信号采集模块，接收、处理信号采集模块发出信号的中央处理模块，与中央处理模块互通信息的工业电脑，以及接收中央处理模块驱动信号的驱动模块，该驱动模块对现场执行元件进行驱动。
2.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：还包括对信号采集模块发送信号的电路进行稳压的稳压模块。
3.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：还包括对信号采集模块发出信号进行滤波处理的滤波模块。
4.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：还包括对现场执行元件工作状况进行信号采集并将采集到的信号传输给中央处理模块的信号回馈模块。
5.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：还包括对驱动模块进行谐波处理的消谐模块。
6.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：还包括对中央处理模块进行过流、过热、过压处理的保护模块。
7.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：所述中央处理模块上连接有RS232接口。
8.根据权利要求1所述的基于PC的石油钻机智能控制装置，其特征在于：所述中央处理模块上连接有远传模块，该远传模块连接有网络模块。
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| CN103343681A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-10-09 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 基于ipc与plc的钻机集成双环网络耦合控制系统 |
| CN113250674A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-13 | 山东恒信电器集团有限公司 | 一种用于石油钻井设备的电控系统 |
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