專利名稱：車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油、天然氣開采修井作業(yè)用修井機(jī)控制系統(tǒng)，特別涉及一種車 載式變頻電動修井機(jī)電氣控制裝置。
二、背景技術(shù)石油開采的修井作業(yè)中，一般采用機(jī)械和人工控制的柴油機(jī)驅(qū)動的履帶式及輪式 修井機(jī)，這種控制結(jié)構(gòu)的修井機(jī)，為油田石油開采做出了貢獻(xiàn)，但同時存在著以下的缺點(diǎn)或 不足①油料消耗大，使用成本高；②故障率高，施工人員勞動強(qiáng)度大；③施工環(huán)境污染大， 噪音大；④施工安全性能差。
三、發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，采用變頻 器、CPU及微機(jī)自動控制結(jié)構(gòu)，有效地克服或避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。本實(shí)用新型所述的車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，包括變頻器、電機(jī)、變速 箱-滾筒、電機(jī)軸編碼器、滾筒軸編碼器、人機(jī)界面觸摸屏、電機(jī)控制中心、液控單元、氣 控單元、電氣控制單元、PLC程序控制器、控制系統(tǒng)電源、三相四線制市電、電量監(jiān)控儀、壓 力-溫度傳感器和操作按鈕，其特征在于所述變頻器分別與電機(jī)、電機(jī)軸編碼器、PLC程序 控制器和三相四線制市電相連接，三相四線制市電分別與電量監(jiān)控儀、電機(jī)控制中心和控 制系統(tǒng)電源相連接，所述滾筒軸編碼器分別與變速箱_滾筒和PLC程序控制器相連接，所述 PLC程序控制器分別與電氣控制單元、操作按鈕、壓力-溫度傳感器、人機(jī)界面觸摸屏和控 制系統(tǒng)電源相連接，所述電氣控制單元分別與操作按鈕、電機(jī)控制中心、氣控單元和控制系 統(tǒng)電源相連接，氣控單元分別與液控單元和操作按鈕相連接。其中，所述操作按鈕分別與電氣控制單元、PLC程序控制器和氣控單元相連接。所 述變頻器與PLC程序控制器由RS485通訊線相連接。所述PLC程序控制器與人機(jī)界面觸摸 屏由RS485通訊線相連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本著“先進(jìn)、可靠、安全、方便、經(jīng)濟(jì)”的原則，采用先進(jìn)、成熟的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)， 其控制系統(tǒng)、交流輸出特性、控制操作和各種保護(hù)、連鎖、指示功能等滿足修井機(jī)的工作參 數(shù)、性能與修井工藝要求。2、具有優(yōu)異的調(diào)速性能、過載能力強(qiáng)、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；3、設(shè)計布局合理、操作簡便可靠、互換性強(qiáng)、易于維護(hù)及維修；4、充分發(fā)揮數(shù)字化控制技術(shù)、變頻傳動技術(shù)、PLC及現(xiàn)場總線技術(shù)，優(yōu)化控制和監(jiān) 測整個修井過程；5、系統(tǒng)設(shè)計遵循機(jī)、電、液、氣、儀表、數(shù)字、通訊一體化的原則，采用正確可靠的防 震、防潮、防水措施，符合安全操作要求；6、整套系統(tǒng)為全數(shù)字控制，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、信息化，硬件軟件標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，提高了系統(tǒng)的性能與可靠性，減少了維護(hù)工作量，降低了維護(hù)難度。7、當(dāng)變頻電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩達(dá)到或超過預(yù)設(shè)值的時候，變頻器系統(tǒng)可以調(diào)劑輸出頻率， 可以自動限制提升的最大速度，保證變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，不因過流而保護(hù)停機(jī)。8、主要保護(hù)功能(可通過顯示屏顯示)1)具有變頻器故障報警指示并控制液壓 盤剎緊急剎車功能；2)具有防碰安全速度、自動限速保護(hù)；3)交流輸入電壓失壓、過壓、欠 壓、過流、短路、交流變頻電機(jī)失風(fēng)、過力矩、大鉤限位、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)。9、人機(jī)界面觸摸屏，可以顯示以下參數(shù)變頻器工作電壓、電流和頻率，顯示變頻 電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)；顯示滾筒轉(zhuǎn)速、大鉤載荷和實(shí)際的高度，可以對高度進(jìn)行校正。還可顯示 懸重、盤剎系統(tǒng)壓力、正轉(zhuǎn)指示、反轉(zhuǎn)指示、剎閘指示、制動報警指示、故障指示、超重指示、 電壓顯示、輸入電流、輸出電流、頻率、并可動態(tài)顯示大鉤高度。10、變頻器配以相應(yīng)軟件保證大鉤提升速度，隨負(fù)荷大小自動調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)輕載快 速，重載慢速的作業(yè)要求，對某一負(fù)載，自動限制提升的最大速度。與外接稱重傳感器、電機(jī) 編碼器(轉(zhuǎn)速傳感器)形成閉環(huán)控制。

附圖為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖
五具體實(shí)施方式
；參閱附圖，一種車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，包括變頻器1、電機(jī)2、變速 箱_滾筒3、人機(jī)界面觸摸屏7、電機(jī)軸編碼器4、滾筒軸編碼器5、電機(jī)控制中心13、液控單 元8、氣控單元9、電氣控制單元11、PLC程序控制器18、控制系統(tǒng)電源12、三相四線制市電 14、電量監(jiān)控儀15、壓力-溫度傳感器6和操作按鈕10。變頻器1分別與電機(jī)2、電機(jī)軸編 碼器4、PLC程序控制器18和三相四線制市電14相連接，三相四線制市電14分別與電量監(jiān) 控儀15、電機(jī)控制中心13和控制系統(tǒng)電源12相連接。滾筒軸編碼器5分別與變速箱-滾 筒3和PLC程序控制器18相連接。PLC程序控制器18分別與電氣控制單元11、操作按鈕 10、壓力-溫度傳感器6、人機(jī)界面觸摸屏7和控制系統(tǒng)電源12相連接。電氣控制單元11 分別與操作按鈕10、電機(jī)控制中心13、氣控單元9和控制系統(tǒng)電源12相連接。氣控單元9 分別與液控單元8和操作按鈕10相連接。操作按鈕10分別與電氣控制單元11、PLC程序控制器18和氣控單元9相連接。 變頻器1與PLC程序控制器18由RS485通訊線17相連接。PLC程序控制器18與人機(jī)對話 觸摸屏7由RS485通訊線16相連接。本實(shí)用新型采用韓國收獲公司S0H0132VD4工程型矢量控制變頻調(diào)速器、 YAFS110-315變頻電機(jī)(額定功率llOkW、額定電壓380V、額定電流223A、額定頻率 25. 5Hz、額定轉(zhuǎn)速498r/min)，將變頻技術(shù)應(yīng)用到電動修井機(jī)上，控制電機(jī)2的轉(zhuǎn)速和方 向，實(shí)現(xiàn)“行走”電氣制動，盤剎駐車方式，大大降低修井作業(yè)成本、噪音、污染指標(biāo)，提高修 井作業(yè)安全性，宜于推廣應(yīng)用。游車電子防碰系統(tǒng)(須在絞車排繩正常情況下)由PLC程序控制器18通過總線 采集滾筒軸編碼器5的位置信號，計算出當(dāng)前游車的位置，在觸摸屏7數(shù)字方式實(shí)時顯示當(dāng) 前游車高度，為操作者提供直觀的操作顯示功能。當(dāng)游車到達(dá)預(yù)警位置時系統(tǒng)提示操作者減速運(yùn)行。如果操作者未能正確操作減速，則系統(tǒng)自動減速。如果誤操作致使當(dāng)游車進(jìn)入 設(shè)定的電子防碰位置時系統(tǒng)將自動停止絞車電機(jī)的運(yùn)行并實(shí)施安全抱閘。游車的預(yù)警位置 與電子防碰位置均可以由操作者在觸摸屏7上根據(jù)需要修改?？刂婆_可實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟動/停 止、電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、變頻系統(tǒng)復(fù)位、頻率調(diào)節(jié)、多段速控制、電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速顯示、變頻器 運(yùn)行指示、變頻器故障指示。操作控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下工作模式選擇解卡、低速和高速 三種狀態(tài)；并可以實(shí)現(xiàn)以下功能⑴提升力矩限制給定；⑵依據(jù)懸重自動選擇速段，腳踏 電位器對速度的調(diào)節(jié)有速段限制。
權(quán)利要求一種車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，包括變頻器、電機(jī)、變速箱-滾筒、人機(jī)界面觸摸屏、電機(jī)軸編碼器、滾筒軸編碼器、電機(jī)控制中心、液控單元、氣控單元、電氣控制單元、PLC程序控制器、控制系統(tǒng)電源、三相四線制市電、電量監(jiān)控儀、壓力-溫度傳感器和操作按鈕，其特征在于所述變頻器分別與電機(jī)、電機(jī)軸編碼器、PLC程序控制器和三相四線制市電相連接，三相四線制市電分別與電量監(jiān)控儀、電機(jī)控制中心和控制系統(tǒng)電源相連接，所述滾筒軸編碼器分別與變速箱-滾筒和PLC程序控制器相連接，所述PLC程序控制器分別與電氣控制單元、操作按鈕、壓力-溫度傳感器、人機(jī)界面觸摸屏和控制系統(tǒng)電源相連接，所述電氣控制單元分別與操作按鈕、電機(jī)控制中心、氣控單元和控制系統(tǒng)電源相連接，氣控單元分別與液控單元和操作按鈕相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，其特征在于所述操作按鈕 分別與電氣控制單元、PLC程序控制器和氣控單元相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，其特征在于所述變頻 器與PLC程序控制器由RS485通訊線相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，其特征在于所述PLC 程序控制器與人機(jī)界面觸摸屏由RS485通訊線相連接。
專利摘要一種車載式電動修井機(jī)電氣控制裝置，包括變頻器、電機(jī)、PLC程序控制器、壓力-溫度傳感器和操作按鈕。所述變頻器分別與電機(jī)、電機(jī)軸編碼器、PLC程序控制器和三相四線制市電相連接，三相四線制市電分別與電量監(jiān)控儀、電機(jī)控制中心和控制系統(tǒng)電源相連接，所述滾筒軸編碼器分別與變速箱-滾筒和PLC程序控制器相連接，所述PLC程序控制器分別與電氣控制單元、操作按鈕、壓力-溫度傳感器、人機(jī)對話觸摸屏和控制系統(tǒng)電源相連接，所述電氣控制單元分別與操作按鈕、電機(jī)控制中心、氣控單元和控制系統(tǒng)電源相連接，氣控單元分別與液控單元和操作按鈕相連接。本實(shí)用新型具有全數(shù)字控制、及網(wǎng)絡(luò)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等特點(diǎn)，主要在石油開采的修井作業(yè)工程中應(yīng)用。
文檔編號E21B44/00GK201620867SQ20102001509
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月10日
發(fā)明者呂阿波, 李文龍, 王紅占, 趙增輝, 高景貴 申請人:勝利油田勝利動力機(jī)械集團(tuán)有限公司