技术智能防碰天车实验研究——基于PLC与MCGS组态
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
等 问题 。
近年来 Ｐ Ｌ Ｃ技术在 工业 自动 控 制领 域应 用 愈来 愈 广 ， 在控 制性 能、 开 发 周 期 和 硬 件 成 本 等 方 面 所 表 现 出 的 综 合
优势 ， 是 其 它 工 控 产 品 难 以 比 拟 的 。采 用 Ｐ Ｉ Ｃ 控 制 能 够 明
图 １ 系 统 结 构 框 图 显 降低成本 和企业 管理成本 ， 具有 普遍 的技术及经 济意义 。 ３ ． １ 硬 件 设 计 目前 国 内 油 田 常 用 的 防 碰 天 车 装 置 有 大 庆 １ ３ ０ 、 宏 华钻 该 装 置 由模 拟 井 架 、 Ｐ Ｉ ｃ 、 传 感 器 及 其 外 围 电路 组 成 ， 所
升或 下放过 程实 行直 观 的 高度 显 示 ， 并 对 顶撞 天车 事 故实 监 控 界 面 。
施 随钻监 测 、 报警、 自动 控 制 。 目前 ， 钻机 的防碰装 置通 常有重 锤 式 、 过 卷 阀 式 和 电 子 式 ３种 。重 锤 式 和 过 卷 阀 式 属 机 械 防 碰 装 置 ， 没 有 提 前 报 警 的功能 ， 其 紧 急 刹 车是 突 发 性 的 ， 对 设 备 冲 击 很 大 。 电子 式 防碰装 置具有控 制精度 高 、 提前 报警 及 安装 容易 的特 点 。 但 是 电 子 式 钻 机 天 车 防 碰 系统 还 是 存 在 报 警 位 置 设 置 不 当
３ 智能 防碰 天车装 置 系统设 计
在对 常用 的智能 防 碰天 车 装置 的工 作 环境 、 原 理 及 流 随着计 算机技 术 、 传感器 技术 、 自动 控 制 技 术 的 飞 速 发 展， 这些 技术 已经完全 用于天 车防 碰 系统 中 ， 出 现 了 新 一 代 程 进 行 分 析 的 基 础 上 ， 对 天 车 防 碰 系 统 进 行 功 能 设 计 。 搭 Ｌ Ｃ为 核 心 的 硬 件 系 统 。 利 用 ＭＣ Ｇ Ｓ组 态 软 件 制 作 的数 显 防 碰 装 置 ， 在 钻井过程 中 ， 它 能 对 钻 机 游 动 滑 车 的 上 建 以 Ｐ
（ 西 南石 油 大 学 电 气 信 息 学 院 ， 四Ｊ ｌ １成 都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
摘 要 ： 通 过 对 目前 国 内油 田常 用 的 智 能 防碰 天 车 装 置 的 调 查 研 究 ， 设 计 了以 Ｐ Ｉ Ｃ为主控制 器 ， 包括 模 拟 井 架 、 集 成 运 算放 大电路板 、 电机 、 滚筒 、 传 感 器 和 滑轮 等 硬 件 组 成 的 智 能 防碰 系统 ， 并 在 实验 室条 件 下 对 智 能 防 碰 天 车 系统 进 行 模 拟 ， 从 硬 件 和 软 件 两 个 方 面进 行 改 进 。 为 了提 高 系统 的 可 靠 性 ， 传 感 器 采 用 冗余 设 置 ， 并 用 ＭＣ ＧＳ组 态软 件 设 计 上 位 机 界 面 ， 直观 、 快 捷 的 对 整 个 系统 的运 行 过 程 进 行 实 时 监 控 。 改进 后 的 实验 装 置 对 实 际 防碰 天 车装 置 的 研 究 、 今后 的 Ｐ Ｉ Ｃ教 学 过 程 以及 与 工 程 实践 学 习相 结 合 的 过 程 中具 有 重 要 的参 考 价 值 。
停） 刹 车。 防碰 天车装 置是石油 、 天 然气 、 矿 业 等 钻 探 作 业 中 必 需 （ 所 以 防 碰天 车系 统 的安 全 性是 十分 重要 的 ， 该 装 置 具 的安全保 障系统 ， 在 石油钻井 施工 作业 中， 由 于 防 碰 天 车 失
运 算处 理 、 提 醒 司 钻等 功 能 ， 防 止 顶 撞 天 车 等 效造 成的 游车大 钩 顶撞 天 车 的事 故 ， 容 易 影 响 石 油 钻 采 和 有 自动 监 测 、 事 故 的 发 生 。 生产 效益 ， 并造 成人 身安全威 胁 ， 所 以 如 何 提 高 天 车 防 碰 系 统 的 可 靠 性 一 直 是 油 田和 钻 机 制 造 厂 关 注 的 焦 点 。
机、 钻２ ０ Ｂ等 ， 其 中大 庆 １ ３ ０是 一 款 使 用 时 间 较 长 ， 安 全 性 涉及到 的硬件有 电机 、 滚筒 、 滑轮 、 传 感器 、 集 成 运算 放大 器 能较 高 的天车 。 等。 但 由于实验 室 的条 件 限制 ， 无 法 对 现 场 所 用 的 天 车 装 采 用可编程序控 制 器（ ｐ ｉ ｅ ） 对整 个 工作 过 程进 行控 制 ， 置 进 行 研 究 并 将 研 究 成 果 作 为 学 生 实 践 课 的 学 习 材 料 。 因 采 用 三 菱 公 司 的 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一 ４ ８ ＭＲ 型 Ｐ Ｌ Ｃ， 此型号 Ｐ Ｉ Ｃ 输 入 此， 本文 基于传 感器 、 电路 等 学 科 的 基 本 知 识 ， 采用 Ｐ Ｉ Ｃ为 点数为 ２ ４个 ， 输 出点 数 为 ２ ４个 ， 能 够 满 足 此 次 设 计 中 点 数 控 制级 ， 利 用 ＭＣ ＧＳ进 行 上 位 机 监 控 界 面 组 态 ， 模 拟 了 智 能 的需要 。三菱 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一４ ８ ＭＲ 型 Ｐ Ｉ Ｃ具 有 集 成 型 高 性 能 、 高
Ｎｏ ．２ ４。 ２ ０１３
现 代商 贸 工 业 Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
２ ０ １ ３年 第 ２ ４期
技术智能 防碰天车实验研究
基于 Ｐ Ｌ Ｃ与 Ｍ Ｃ ＧＳ组 态
韩 燕 李 红 伟 邓 刚 刘 灏 颖 谢 晨
关键 词 ： 智能 ； 防碰 天车 ； Ｐ Ｉ Ｃ ／ ＭＣ ＧＳ组 态
中图分类号 ： ＴＢ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ － ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ １ ９ ７ — ０ ２
wk.baidu.com１ 概 述
碰高度 Ｈ 时 ， 电气 动 执行 机 构 将快 速动 作 ， 实 现 自动 紧 急
近年来 Ｐ Ｌ Ｃ技术在 工业 自动 控 制领 域应 用 愈来 愈 广 ， 在控 制性 能、 开 发 周 期 和 硬 件 成 本 等 方 面 所 表 现 出 的 综 合
优势 ， 是 其 它 工 控 产 品 难 以 比 拟 的 。采 用 Ｐ Ｉ Ｃ 控 制 能 够 明
图 １ 系 统 结 构 框 图 显 降低成本 和企业 管理成本 ， 具有 普遍 的技术及经 济意义 。 ３ ． １ 硬 件 设 计 目前 国 内 油 田 常 用 的 防 碰 天 车 装 置 有 大 庆 １ ３ ０ 、 宏 华钻 该 装 置 由模 拟 井 架 、 Ｐ Ｉ ｃ 、 传 感 器 及 其 外 围 电路 组 成 ， 所
升或 下放过 程实 行直 观 的 高度 显 示 ， 并 对 顶撞 天车 事 故实 监 控 界 面 。
施 随钻监 测 、 报警、 自动 控 制 。 目前 ， 钻机 的防碰装 置通 常有重 锤 式 、 过 卷 阀 式 和 电 子 式 ３种 。重 锤 式 和 过 卷 阀 式 属 机 械 防 碰 装 置 ， 没 有 提 前 报 警 的功能 ， 其 紧 急 刹 车是 突 发 性 的 ， 对 设 备 冲 击 很 大 。 电子 式 防碰装 置具有控 制精度 高 、 提前 报警 及 安装 容易 的特 点 。 但 是 电 子 式 钻 机 天 车 防 碰 系统 还 是 存 在 报 警 位 置 设 置 不 当
３ 智能 防碰 天车装 置 系统设 计
在对 常用 的智能 防 碰天 车 装置 的工 作 环境 、 原 理 及 流 随着计 算机技 术 、 传感器 技术 、 自动 控 制 技 术 的 飞 速 发 展， 这些 技术 已经完全 用于天 车防 碰 系统 中 ， 出 现 了 新 一 代 程 进 行 分 析 的 基 础 上 ， 对 天 车 防 碰 系 统 进 行 功 能 设 计 。 搭 Ｌ Ｃ为 核 心 的 硬 件 系 统 。 利 用 ＭＣ Ｇ Ｓ组 态 软 件 制 作 的数 显 防 碰 装 置 ， 在 钻井过程 中 ， 它 能 对 钻 机 游 动 滑 车 的 上 建 以 Ｐ
（ 西 南石 油 大 学 电 气 信 息 学 院 ， 四Ｊ ｌ １成 都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
摘 要 ： 通 过 对 目前 国 内油 田常 用 的 智 能 防碰 天 车 装 置 的 调 查 研 究 ， 设 计 了以 Ｐ Ｉ Ｃ为主控制 器 ， 包括 模 拟 井 架 、 集 成 运 算放 大电路板 、 电机 、 滚筒 、 传 感 器 和 滑轮 等 硬 件 组 成 的 智 能 防碰 系统 ， 并 在 实验 室条 件 下 对 智 能 防 碰 天 车 系统 进 行 模 拟 ， 从 硬 件 和 软 件 两 个 方 面进 行 改 进 。 为 了提 高 系统 的 可 靠 性 ， 传 感 器 采 用 冗余 设 置 ， 并 用 ＭＣ ＧＳ组 态软 件 设 计 上 位 机 界 面 ， 直观 、 快 捷 的 对 整 个 系统 的运 行 过 程 进 行 实 时 监 控 。 改进 后 的 实验 装 置 对 实 际 防碰 天 车装 置 的 研 究 、 今后 的 Ｐ Ｉ Ｃ教 学 过 程 以及 与 工 程 实践 学 习相 结 合 的 过 程 中具 有 重 要 的参 考 价 值 。
停） 刹 车。 防碰 天车装 置是石油 、 天 然气 、 矿 业 等 钻 探 作 业 中 必 需 （ 所 以 防 碰天 车系 统 的安 全 性是 十分 重要 的 ， 该 装 置 具 的安全保 障系统 ， 在 石油钻井 施工 作业 中， 由 于 防 碰 天 车 失
运 算处 理 、 提 醒 司 钻等 功 能 ， 防 止 顶 撞 天 车 等 效造 成的 游车大 钩 顶撞 天 车 的事 故 ， 容 易 影 响 石 油 钻 采 和 有 自动 监 测 、 事 故 的 发 生 。 生产 效益 ， 并造 成人 身安全威 胁 ， 所 以 如 何 提 高 天 车 防 碰 系 统 的 可 靠 性 一 直 是 油 田和 钻 机 制 造 厂 关 注 的 焦 点 。
机、 钻２ ０ Ｂ等 ， 其 中大 庆 １ ３ ０是 一 款 使 用 时 间 较 长 ， 安 全 性 涉及到 的硬件有 电机 、 滚筒 、 滑轮 、 传 感器 、 集 成 运算 放大 器 能较 高 的天车 。 等。 但 由于实验 室 的条 件 限制 ， 无 法 对 现 场 所 用 的 天 车 装 采 用可编程序控 制 器（ ｐ ｉ ｅ ） 对整 个 工作 过 程进 行控 制 ， 置 进 行 研 究 并 将 研 究 成 果 作 为 学 生 实 践 课 的 学 习 材 料 。 因 采 用 三 菱 公 司 的 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一 ４ ８ ＭＲ 型 Ｐ Ｌ Ｃ， 此型号 Ｐ Ｉ Ｃ 输 入 此， 本文 基于传 感器 、 电路 等 学 科 的 基 本 知 识 ， 采用 Ｐ Ｉ Ｃ为 点数为 ２ ４个 ， 输 出点 数 为 ２ ４个 ， 能 够 满 足 此 次 设 计 中 点 数 控 制级 ， 利 用 ＭＣ ＧＳ进 行 上 位 机 监 控 界 面 组 态 ， 模 拟 了 智 能 的需要 。三菱 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一４ ８ ＭＲ 型 Ｐ Ｉ Ｃ具 有 集 成 型 高 性 能 、 高
Ｎｏ ．２ ４。 ２ ０１３
现 代商 贸 工 业 Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
２ ０ １ ３年 第 ２ ４期
技术智能 防碰天车实验研究
基于 Ｐ Ｌ Ｃ与 Ｍ Ｃ ＧＳ组 态
韩 燕 李 红 伟 邓 刚 刘 灏 颖 谢 晨
关键 词 ： 智能 ； 防碰 天车 ； Ｐ Ｉ Ｃ ／ ＭＣ ＧＳ组 态
中图分类号 ： ＴＢ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ － ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ １ ９ ７ — ０ ２
wk.baidu.com１ 概 述
碰高度 Ｈ 时 ， 电气 动 执行 机 构 将快 速动 作 ， 实 现 自动 紧 急