钻机plc控制系统应用探究

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1、钻机PLC控制系统应用探究【摘要】随着钻井生产的发展，国内外的钻井水平不断提高，先进技术在钻井生产中的应用越来越广泛。尤其是近年来，钻机自动控制技术的发展不断趋于成熟，在钻机的电气控制系统中嵌入PLC控制系统，能够更好的满足钻井工艺的需要，尤其是为定向井、水平井等特殊井的钻进提供了技术保障，为自动化钻井和智能化钻井的发展做出了重大贡献。本论文中，将从钻机PLC控制系统的概述、工作原理、优势等多个方面，对钻机PLC控制系统进行详细系统的探讨和研究。【关键词】钻机；PLC控制系统；自动化1、钻机PLC

2、控制系统概述6上世纪七八十年代，钻机控制系统主要是通过气动和液压控制来实现，随着科技的发展，钻机控制系统逐渐发展成为机、电、气、液一体化控制系统。钻机的一体化控制系统主要包括传动控制、动力控制、电力、仪表、电动机控制中心等几个方面。其中，IPC、PLC、HMI为系统核心，结合传感器、控制器、电气元件、电气液动阀件、控制总线等组成执行机构和数据采集系统。司钻控制中心可以通过PLC实现钻机的控制功能，包括绞车电机、钻井泵电机、泥浆泵电机、转盘电机、自动送钻系统以及其他辅助设备的控制，从而实现高标准的恒

3、速、恒压送钻。钻机PLC控制系统的工作流程主要有以下几个环节，首先根据功能需求，编写合适的程序，并通过工业控制机存储在PLC中，司钻通过人机界面的触摸屏将指令传输到司钻房中的PLC，指令处理过后通过PROFIBUS总线将信号远距离传送到电气室，电气室的PLC通讯模块接收到信号之后，继续将信号传送到变频器CUVC控制板，最后信号通过变频器输出，并控制最后的执行元件（电机），调节电机的转速和转矩。2、钻机PLC控制系统的工作原理（1）控制系统处于启动或待机状态：如果电源总开关开启时，电源系统就开始正常

4、运作，PLC开始工作，首先进行检测，检查各设备的输入状态并输出的电路，各元件进入运行准备阶段。检测结束后，PLC处于待机状态。（2）控制系统的行走控制：钻机处于行走状态时，操作行走手柄，通过PLC的控制，行走电磁阀会导通，液压马达开始工作，可以实现钻机的行进功能。（3）控制系统的定位控制。钻机配备定位手柄，并通过PLC的控制，可以控制钻臂的升降、摆动，推进器配合进行位置调整，导通电磁，实现定位控制。6（4）控制系统的钻进控制。当开关处于钻进位置时，操作钻进调整手柄，通过PLC控制，可以导通电磁，实

5、现钻进功能。（5）控制系统的接杆控制。当开关处于接杆位置时，操纵相应手柄，结合PLC的控制，可以导通电磁，完成接杆。（6）控制系统的卸杆控制。开关置于卸杆位置时，操作卸杆手柄，结合PLC控制，导通电磁，完成卸杆。（7）除此之外，在钻机工作过程中，若果控制系统发生故障，PLC会及时发出警报，操作人员可以迅速按急停按钮，停止钻机的运行，最大程度的降低经济损失，避免安全事故的发生。3、钻机PLC控制系统的优势传统的钻机控制系统多为继电保护和电缆控制的方式，非常复杂且故障率高，与传统的控制系统相比，钻机P

6、LC控制系统有以下几个方面的优势：首先，钻机PLC控制系统环境适应力强，可靠性高。钻井生产通常在沙漠、戈壁等艰苦环境中进行，钻机工作条件十分恶劣，为确保钻井生产的有序进行，必须保证钻机控制系统的正常工作。PLC控制系统的环境适应力非常强，可以在零下30度到零上65度的环境温度、相对湿度在35到85个百分点的范围中仍能够可靠运行，抗干扰力强。第二，钻机PLC控制系统模块化程度高。钻机PLC系统是模块化设计，标准统一，便于安装调试，操作简便，且维修方便，工作量小。6第三，具备强大的控制功能。PLC控制

7、系统具有较大的信息存储能力，同时还具有功能强大的I/O接口，能够存贮逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，通过模拟或者数字输出，完成对设备和生产过程的控制，同时能够完成实时监控、图像采集、数据采集、数据分析、信息记录、信息传输等功能。另外，PLC控制系统还能够进行远程控制、过程控制、中断控制、智能控制等，功能强大，实用性强。如钻机通过智能防碰控制系统，可以防止游车运行时发生上碰下砸事故。第四，功能完善，扩展能力强。（1）PLC控制系统配备完善的人机界面，操作人员可以通过智能仪表，清晰

8、了解钻机的各项生产参数，包括电机的转速、转矩以及电流、电压等；（2）操作人员可通过实时监控系统对各设备进行操作和调试；（3）同时，由于PLC的软件由系统软件和用户程序两个部分组成，系统软件由制造商开发并固化在PLC内，用于控制PLC的自身运作，而用户程序则是用户编写输入的，用户可以根据自身的生产需求，编写合适的程序，并输入PLC，从而实现对外部设备的控制，因此具备很强的扩展能力，可以满足多项钻井生产需求。6第五，具有强大的自我管理和诊断能力。（1）PLC控制系统能够对存储空间进行整