CN204009461U - 一种上扣控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动化控制技术，尤其涉及一种上扣控制装置。本实用新型的上扣控制装置，包括控制计算机，数据处理器、A/D转换器、D/A转换器、电流变送器、电机控制器、上扣电动机，控制计算机与数据处理器通过信号线连接，上扣电动机电流通过电流变送器输出信号至A/D转换器，A/D转换器分别与电机控制器、D/A转换器电连接，D/A转换器输出信号至电机控制器并通过电机控制器来控制上扣电动机。本实用新型的上扣装置简化了控制系统，提高了控制性。

Description

一种上扣控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动化控制技术，尤其涉及一种上扣控制装置。

背景技术

现有的上扣控制装置是直接采用力传感器采集上扣力矩，将传感器采集到的信号进行处理后用于扭矩控制。如2012年2月1日授权公告的中国专利，公告号为CN202131999U，公开了一种油套管上扣扭矩精确测控装置，其将放大器与力传感器相连，采集板卡与放大器相连，采集板卡与滤波、整形器相连，滤波、整形器与圈数传感器连接后，实现对上扣扭矩测控的目的。采用这种方式进行上扣控制时系统和控制都较为复杂，不便于实施。

实用新型内容

本实用新型提供一种上扣控制装置，采样上扣电机的电流值，通过电流值表征上扣力矩，用于上扣扭矩控制，从而简化了控制系统，提高了控制性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：包括控制计算机，数据处理器、A/D转换器、D/A转换器、电流变送器、电机控制器、上扣电动机，控制计算机与数据处理器通过信号线连接，上扣电动机电流通过电流变送器输出信号至A/D转换器，A/D转换器分别与数据控制器、D/A转换器电连接，D/A转换器输出信号至电机控制器并通过电机控制器来控制上扣电动机。

测量上扣力矩的传统方式是力矩传感器，采用力矩传感器时，必须要配置相关检测元件和电路，在控制上较为复杂。采用电动机作为上扣动力元件时，电动机的电流值与上扣力矩有一定的对应关系，只需要采用电流互感器将电流转换便可，系统设置更加方便，也简化了系统，控制起来更加方便。

作为本实用新型的一种改进，所述电动机的类型为力矩电机。力矩电机的转矩恒定，采用力矩电机上扣，可以保证上扣过程中转矩的稳定，有助于保护丝扣和上扣精度。

采用力矩电机进行上扣时，可以使所述电机控制器是可控硅调压器。采用可控硅调压器作为电机控制器，通过控制导通角可以方便的控制力矩电机的输入电压，进而控制上扣转矩。

所述数据处理器的作用是用于对检测到的信号进行数据处理、接收并处理控制计算机的指令，作为所述数据处理器的一种较佳实施方式，所述数据处理器的类型是可编程控制器。采用可编程控制器可以方便的对数据进行预处理，同时对整机设备进行控制。

采用本实用新型的技术方案对油管进行上扣时，油管的两端都设置有螺纹，可以采用以下技术方案：上扣电动机的数量为2个，电流变送器和电机控制器的数量也分别是2个，其对应连接关系为：上扣电动机Ⅰ电流通过电流变送器Ⅰ输出信号至A/D转换器，上扣电动机Ⅱ电流通过电流变送器Ⅱ输出信号至A/D转换器，D/A转换器输出信号分别至电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ，达到控制上扣电动机Ⅰ、上扣电动机Ⅱ扭矩的目的。

采用以上技术方案，可以采用一套控制系统控制两个上扣电动机上扣，实现简单，协调控制容易。

附图说明

图1是本实用新型采用力矩电机实施的上扣控制装置系统拓扑图；

图2是本实用新型用于油管两端同时上扣时的控制装置系统拓扑图。

具体实施方式

实施例1

本实施方式中的上扣动力元件是力矩电机，其系统组成如图1所示：

其包括控制计算机、数据处理器(可编程控制器)、A/D转换器、D/A转换器、电流变送器、电机控制器(可控硅调压器)、上扣电动机(力矩电机)，可编程控制器(三菱或西门子系列)与控制计算机通过专用编程电缆(SC-09)进行通讯，控制计算机需有COM接口，控制计算机安装组态王，可以在组态界面上设置上扣电流修正值和显示力矩电机电流，力矩电机电流通过电流变送器(科立恒KCE-IJ03系列)输出0-10V信号至A/D转换器，模块采集换算为上扣电流(0-30A)，D/A转换器输出0-10V信号至力矩控制器(TMA系列)，控制力矩控制器可控硅导通角从而改变力矩电机(YLJ系列)电压值，达到控制力矩电机扭矩的目的。力矩电机的正反转控制依靠两个接触器来实现。

本实施例中括号中是具体的器件型号和取值，实际应用过程中，本领域技术人员可以根据具体的要求进行变换。

实施例2

本实施方式中是用于对油管上扣的实施例：

如图2所示，其包括控制计算机、数据处理器(可编程控制器)、A/D转换器、D/A转换器、电流变送器Ⅰ、电流变送器Ⅱ、电机控制器(可控硅调压器Ⅰ、Ⅱ)，上扣电动机(力矩电机Ⅰ、力矩电机Ⅱ)，可编程控制器(三菱或西门子系列)与控制计算机通过专用编程电缆(SC-09)进行通讯，控制计算机需有COM接口，控制计算机安装组态王，可以在组态界面上设置上扣电流修正值和显示力矩电机电流，力矩电机电流通过电流变送器(科立恒KCE-IJ03)输出0-10V信号至A/D转换器，模块采集换算为上扣电流，D/A转换器输出0-10V信号至力矩控制器(TMA系列)，控制力矩控制器可控硅导通角从而改变力矩电机(YLJ112－10－6系列)电压值，达到控制力矩电机扭矩的目的。力矩电机的正反转控制依靠两个接触器来实现。在上扣开始之前，操作人员首先在试压机操作台上选择试压油管种类，然后在控制计算机参数设置窗口中对不同种类的油管的上扣参数进行设置。这些参数包括：上扣扭矩、上扣电流修正值等。

当油管进入试压机内，试压机夹具将油管夹紧定位，两端小车前进，同时，力矩电机正转，当公扣端和接箍端进行上扣时，开始计时并分多次采集上扣电流。

本实施例中，采样时刻设定为电机开始运行并接触到管端之后，避开了力矩电机的启动和空转电流，保证上扣电流采样值的准确性。

数据存放可编程控制器内部存储地址，计时时间到采集结束，对采集的数据进行筛选处理，首先，存储区的数据进行检索比较，计算相同数值的个数，然后，再找出个数最大的数值对应的数值，即把此数值作为中间量。

本实施例中，对采样次数设定为10次，采样间隔设定为0.2—0.3s。

将中间量加上电流修正值后与设定力矩对应的电流设定值进行比较，一旦大于或等于上述设定值，则认定丝扣已上紧，上扣力矩电机停止上扣。

本实施例中，电流修正值设定为0.5A。

当正常上扣电流值大于或等于中间量加上上扣电流修正值时，停止力矩电机，进入试压环节，当试压结束，力矩电机反转，进行卸扣，同时拖动小车后退，松开夹具，将油管翻出试压机。

Claims (6)

1.一种上扣控制装置，其特征在于，包括控制计算机，数据处理器、A/D转换器、D/A转换器、电流变送器、电机控制器、上扣电动机，控制计算机与数据处理器通过信号线连接，上扣电动机电流通过电流变送器输出信号至A/D转换器，A/D转换器分别与数据处理器、D/A转换器电连接，D/A转换器输出信号至电机控制器并通过电机控制器来控制上扣电动机。

2.根据权利要求1所述的上扣控制装置，其特征在于，上扣电动机的数量为2个，电流变送器和电机控制器的数量也分别是2个，其对应连接关系为：上扣电动机Ⅰ电流通过电流变送器Ⅰ输出信号至A/D转换器，上扣电动机Ⅱ电流通过电流变送器Ⅱ输出信号至A/D转换器，D/A转换器输出信号分别至电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ，达到控制上扣电动机Ⅰ、上扣电动机Ⅱ扭矩的目的。

3.根据权利要求1或2所述的上扣控制装置，其特征在于，所述电动机采用力矩电机。

4.根据权利要求1或2所述的上扣控制装置，其特征在于，所述电机控制器采用可控硅调压器。

5.根据权利要求1或2所述的上扣控制装置，其特征在于，所述数据处理器采用可编程控制器。

6.根据权利要求1或2所述的上扣控制装置，其特征在于，控制计算机安装组态王，组态王的组态界面上设置上扣电流修正值和显示电机电流。