電動(dòng)鉆機(jī)培訓(xùn)課件

職工培訓(xùn)中心王福旺 二O一五年七月 鉆井工程公司員工素質(zhì)提升培訓(xùn) 現(xiàn)代石油鉆機(jī)屬于大功率多工作機(jī)械聯(lián)合作業(yè)型的鉆采設(shè)備 鉆機(jī)的主體工作機(jī)械有三類(lèi)主傳動(dòng)設(shè)備 提升機(jī)械 絞車(chē) 實(shí)現(xiàn)鉆具和井架底座提升 下放任務(wù) 旋轉(zhuǎn)機(jī)械 轉(zhuǎn)盤(pán) 頂部驅(qū)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械變成液體壓力 鉆井泵 實(shí)現(xiàn)泥槳循環(huán) 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)是由電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 依靠電氣傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞和速度的控制 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)是由數(shù)臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)而組成的專(zhuān)用電網(wǎng) 電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以及鉆井過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)組成 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有兩種類(lèi)型 一類(lèi)是的直流調(diào)速系統(tǒng) 它是通過(guò)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電 再由SCR裝置整流控制直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的模式 還有一類(lèi)是交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 系統(tǒng)一 ZJ70D系統(tǒng)框圖 BM ZJ70DB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)框圖 包括下列子系統(tǒng) 1 發(fā)電機(jī)組控制子系統(tǒng) 2 交流變頻調(diào)速子系統(tǒng) 3 PLC現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò) 4 電機(jī)控制中心 MCC 5 司鉆及過(guò)程操作子系統(tǒng) 600V交流母線 600 400V變壓器 輔助柴油發(fā)電機(jī) MCC電機(jī)控制中心 CAT柴油發(fā)電機(jī)組600VAC 整流單元 MP1電機(jī)模塊 整流單元 MP2電機(jī)模塊 MP3電機(jī)模塊 DW電機(jī)模塊 RT電機(jī)模塊 AD電機(jī)模塊 觸摸屏MP370 電控房PLC 主站 司鉆臺(tái)PLC 遠(yuǎn)程子站 整流單元 MP1電機(jī)模塊 整流單元 MP2電機(jī)模塊 MP3電機(jī)模塊 DW電機(jī)模塊 RT電機(jī)模塊 AD電機(jī)模塊 電控房監(jiān)視工控機(jī) 現(xiàn)場(chǎng)總線 通訊接口板 柴油發(fā)電機(jī)組 系統(tǒng)概述系統(tǒng)動(dòng)力采用五臺(tái)性能可靠 技術(shù)成熟的CAT3512DITA SR4B600V 1500kVA50Hz柴油發(fā)電機(jī)組 由ROSSHILL1400型控制系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行 采用適應(yīng)國(guó)內(nèi)外鉆井行業(yè)的廣泛要求和執(zhí)行的600V電壓標(biāo)準(zhǔn) 具有較強(qiáng)的市場(chǎng)竟?fàn)幜?動(dòng)力機(jī)組 發(fā)電控制系統(tǒng)通常電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī) 都有一個(gè)自己獨(dú)立的專(zhuān)用電網(wǎng) 由3 5臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電 為鉆機(jī)提供3相600V 或690V 50HZ或 60HZ 的交流電源 通稱(chēng)發(fā)電系統(tǒng) 交流控制系統(tǒng)的功能是控制柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組 使其輸出穩(wěn)定的600V50Hz交流電源 每套交流控制系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)斷路器 交流控制組件 同步裝置 功率限制電路和接地檢測(cè)電路等 交流控制組件安裝在一個(gè)柜中 稱(chēng)GEN柜 1 發(fā)電機(jī)斷路器發(fā)電機(jī)斷路器的作用是隔離發(fā)電機(jī)母線與電網(wǎng)母線 斷路器上裝有過(guò)電流時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嗟拇琶摽垩b置 還裝有一個(gè)欠電壓 UV 脫扣線圈 它同交流組件中的保護(hù)電路相聯(lián)鎖 當(dāng)電路發(fā)生欠頻 超頻 過(guò)壓和逆功率等故障狀態(tài)時(shí) 保護(hù)電路使欠壓脫扣線圈自動(dòng)脫扣 斷路器跳閘 保護(hù)發(fā)電機(jī)組 操作斷路器以前 注意保護(hù)額定值 長(zhǎng)延時(shí)設(shè)定值 瞬時(shí)值與發(fā)電機(jī)額定值之間的關(guān)系必須正確設(shè)定 當(dāng)斷路器斷開(kāi)時(shí) 儲(chǔ)能指示器顯示 斷開(kāi) 0FF 要閉合斷路器 首先轉(zhuǎn)動(dòng)手柄數(shù)次 儲(chǔ)能指示器顯示 儲(chǔ)能 Charged 再按下柜體面板上的接通按鈕 Pushtoclose 斷路器便接通 要斷開(kāi)斷路器 只要按一下 分?jǐn)?Pushoff 按鈕即可 2 交流控制組件交流組件包括檢測(cè)電路 速度調(diào)節(jié)器 電壓調(diào)節(jié)器和保護(hù)電路等環(huán)節(jié) 交流組件接受從控制面板上來(lái)的速度調(diào)節(jié)信號(hào)和電壓調(diào)節(jié)信號(hào) 從發(fā)電機(jī)母線來(lái)的電壓反饋信號(hào)和電流反饋信號(hào) 從其他發(fā)電機(jī)組來(lái)的主從邏輯信號(hào) 交流組件向斷路器輸出各種故障信號(hào) 向發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電源電路輸出電壓調(diào)節(jié)信號(hào) 向柴油機(jī)調(diào)速裝置輸出速度調(diào)節(jié)信號(hào) 向功率限制電路輸出總電流和有功電流信號(hào) 交流組件是發(fā)電機(jī)控制的核心組件 3 同步裝置連接線路在發(fā)電機(jī)的同步控制線路中 S0l為同步選擇開(kāi)關(guān) 同步盒 SYNCBOX 中M1為頻率表 M2為同步表 M3為電壓表 L1和L2為同步燈 同步盒通過(guò)4條線與外電路連接 其中三條線與同步開(kāi)關(guān)S01相連 一條線接地 同步開(kāi)關(guān)選擇待上線發(fā)電機(jī)的輸出 例如 S01選在GENl時(shí) 同步盒便檢測(cè)GENl的電壓和頻率 分別在電壓表和頻率表上顯示 并同母線頻率相比較 用同步表和同步燈顯示同步狀態(tài) 當(dāng)交流母線上已有發(fā)電機(jī)在線運(yùn)行 若另一發(fā)電機(jī)要上線時(shí) 在閉合發(fā)電機(jī)斷路器前 使用同步裝置將發(fā)電機(jī)的電壓頻率與交流母線上的電壓頻率相匹配 當(dāng)面板上的同步開(kāi)關(guān)置于 關(guān)斷 0FF 位置時(shí) 同步裝置上的頻率表顯示公共母線頻率 當(dāng)同步開(kāi)關(guān)置于待并發(fā)電機(jī)序號(hào)的位置上時(shí) 頻率表則指示待并發(fā)電機(jī)的頻率 當(dāng)兩電壓相同時(shí) 面板上的同步表和同步燈比較待并發(fā)電機(jī)和母線的頻率或相位 待上線發(fā)電機(jī)和母線信號(hào)同時(shí)送入同步盒 若頻率和相位不相同 同步表指針旋轉(zhuǎn) 同步燈忽暗忽明 若兩信號(hào)同步以后 同步盒上的同步表指針指向12點(diǎn)位置 同步燈熄滅 與此同時(shí) 待上線發(fā)電機(jī)的電壓送到同步按鈕燈LPBl上 該燈發(fā)光 在此瞬時(shí)果斷按下同步按鈕燈 Pushtoclose 斷路器合閘線圈通電 斷路器合閘 將發(fā)電機(jī)并入母線 功率限制盒功率限制盒的作用 當(dāng)發(fā)電機(jī)的有功功率KW或總電流ITOTAL達(dá)到設(shè)定值時(shí) 對(duì)直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載進(jìn)行限制 以防柴油機(jī)關(guān)機(jī)或發(fā)電機(jī)斷路器脫扣 當(dāng)負(fù)載突然增加時(shí) 使柴油發(fā)電機(jī)組的負(fù)載逐漸增加 保護(hù)機(jī)組 機(jī)組欠頻或逆功時(shí) 對(duì)直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載進(jìn)行限制 限制值的設(shè)定由4個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)確定設(shè)定值大小 4個(gè)開(kāi)關(guān)全部閉合時(shí) 設(shè)定值為機(jī)組額定值信號(hào)的80 4個(gè)開(kāi)關(guān)全部斷丌時(shí) 則為110 改變開(kāi)關(guān)狀態(tài) 最小可得到2 的設(shè)定改變量 80 82 84 108 110 負(fù)荷增加速率的限制限制值設(shè)定以后 只要尚未達(dá)到設(shè)定值 司鉆可以任意增加直流電動(dòng)機(jī)的手輪給定和功率 由于機(jī)組不能瞬時(shí)達(dá)到滿(mǎn)功率 必須經(jīng)過(guò)幾秒鐘才能達(dá)到 但負(fù)荷功率往往是快速變化的 因此 將功率限制電路設(shè)計(jì)成有一定速率的功率增加線路 這樣使得柴油機(jī)有足夠的時(shí)間去響應(yīng)增加的負(fù)荷 功率限制若在增加手輪給定過(guò)程中不能增加泥漿泵的沖程和轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速 則表明鉆機(jī)已達(dá)到功率限制值 也就是說(shuō) 進(jìn)一步增加手輪給定不會(huì)使柴油發(fā)電機(jī)組提供更大的功率 如果目前鉆井作業(yè)良好 就無(wú)須增加機(jī)組上線 實(shí)際上保持機(jī)組運(yùn)行在接近機(jī)組最大功率是最好的運(yùn)行狀態(tài) 對(duì)保養(yǎng)機(jī)組和節(jié)省燃料都有好處 功率限制指示燈亮著對(duì)任何設(shè)備都不會(huì)產(chǎn)生不良影響 如果此時(shí)鉆井作業(yè)需要更大的功率 那就必須增加上線機(jī)組 勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電源電路 這是一個(gè)半控整流橋 為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)供給可調(diào)的直流電源 以保證發(fā)電機(jī)輸出所需要的電壓和無(wú)功功率 整流可控硅的觸發(fā)脈沖有交流組件中的電壓調(diào)節(jié)器輸出 禁動(dòng)電路 禁動(dòng)電路是一個(gè)包括正負(fù)12V的蓄電池組及其充電的單相橋式整流電路 蓄電池給柴油機(jī)啟動(dòng)電路和交流組件中的脈沖讀出電路供電 SCR可控硅整流系統(tǒng)直流傳動(dòng)系統(tǒng)的功能就是控制SCR元件 將恒壓 恒頻交流電源整流成連續(xù)可調(diào)的直流電源 整流裝置為三相全控整流橋 整流橋通過(guò)斷路器與交流電網(wǎng)隔離 整流橋的輸出經(jīng)指配接觸器對(duì)直流電動(dòng)機(jī)供電 實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆機(jī)絞車(chē) 泥漿泵 轉(zhuǎn)盤(pán)速度控制 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 滿(mǎn)足傳動(dòng)要求 直流控制組件是控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的核心部件 既可以控制串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 也可以控制并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 它能輸出強(qiáng)觸發(fā)脈沖 確保SCR快速導(dǎo)通 能使同軸驅(qū)動(dòng)同一負(fù)荷的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷均衡分配 每個(gè)鉆井功能都有獨(dú)立的電流限制 轉(zhuǎn)盤(pán)電流限制可平滑調(diào)節(jié) 電流給定具有漸增特性 可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)增加 所有鉆井功能的速度調(diào)節(jié)器均與指配接觸器相聯(lián)鎖 轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)電流的封門(mén)閾值設(shè)置為最大電流限制值的150 設(shè)有零位聯(lián)鎖保護(hù)裝置 以防指配時(shí)電動(dòng)機(jī)突然高速轉(zhuǎn)動(dòng) 可手動(dòng)調(diào)節(jié)組件的電位器 以試驗(yàn)SCR橋的輸出電壓 各柜中的組件均能互相置換 全部器材已經(jīng)過(guò)老化試驗(yàn) 穩(wěn)定可靠 故障很少 模擬控制直流控制組件 DCMOD 直流驅(qū)動(dòng)柜 SCR柜 每套直流傳動(dòng)系統(tǒng)包括晶閘管整流橋 浪涌抑制電路 接觸器控制電路 直流控制組件 或稱(chēng)驅(qū)動(dòng)器 皮帶輪防滑保護(hù)和冷卻風(fēng)機(jī)等裝置 上述裝置均安裝在一個(gè)驅(qū)動(dòng)柜 SCR柜 中 柜子裝在電控房?jī)?nèi) 根據(jù)鉆機(jī)需要可以在配備三柜 四柜或五柜 在結(jié)構(gòu)上著重考慮到了操作簡(jiǎn)便 可靠性高 性能優(yōu)越和維修簡(jiǎn)便 SCR柜輸出可調(diào)電壓0 750VDC 輸出電流可達(dá)2000ADC 柜子的上端 裝有1600AF的斷路器 具有欠壓脫扣線圈和輔助觸點(diǎn) 面板上安裝電壓表 0 1000VDC 電流表 0 2000ADC 和通電指示燈等裝置 SCR整流橋下用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻 在主熔斷器上附有微動(dòng)開(kāi)關(guān) 微動(dòng)開(kāi)關(guān)斷標(biāo)志著主熔斷器損壞 可使斷路器脫扣跳閘 柜中安裝的浪涌抑制電路 可減弱危害SCR元件的任何尖脈沖 為了安全 在控制線路中還裝有鎖定開(kāi)關(guān) 每個(gè)SCR柜都能驅(qū)動(dòng)泥漿泵 轉(zhuǎn)盤(pán)和絞車(chē) 所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可為串勵(lì) 也可以并勵(lì) 用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泥漿泵時(shí)配有皮帶輪滑動(dòng)保護(hù)裝置 司鉆控制臺(tái)是對(duì)鉆機(jī)各驅(qū)動(dòng)功能的主要控制和監(jiān)視裝置 其上裝有工況指配開(kāi)關(guān) 選擇開(kāi)關(guān) 速度給定手輪 轉(zhuǎn)盤(pán)電流限制旋鈕 儀表 按鈕 指示燈 觸摸屏和顯示屏等裝置 箱體用不銹鋼制成 密封 并配有正壓防爆系統(tǒng) 司鉆控制臺(tái)與PLC柜之間采用雙絞屏蔽電纜通訊 與電控房之間用電纜連接 當(dāng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí) 仍可用電纜旁通控制 不影響正常鉆井 皮帶輪防滑電路當(dāng)兩臺(tái)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)由同一臺(tái)SCR并聯(lián)驅(qū)動(dòng)時(shí) 由于皮帶輪故障可能使其中1臺(tái)或2臺(tái)電動(dòng)機(jī)失去負(fù)載而超速 泥漿泵驅(qū)動(dòng)屬于這種情況 皮帶輪防滑電路的作用就是檢測(cè)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)速度限制值時(shí) 斷開(kāi)指配接觸器 切斷2臺(tái)電動(dòng)機(jī)電源 同時(shí)控制而板上的皮帶輪滑動(dòng)指示燈亮 右圖是典型的泥漿泵供電線路 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)MPA和MPB并聯(lián)運(yùn)行 由SCR1可SCR2單元供電 每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電流由霍爾效應(yīng)元件HEDl和HED2測(cè)量 霍爾效應(yīng)元件HED是 個(gè)半導(dǎo)體器件 用來(lái)測(cè)量直流電流 HED安裝在軟磁鐵心的氣隙中 根被測(cè)電流粗導(dǎo)體 即電動(dòng)機(jī)主電路 通過(guò)鐵心 在鐵心葉產(chǎn)生磁通 HED還有兩個(gè)線圈 個(gè)線圈中通入160mA的控制電流 IH 和IH 另一個(gè)線圈的兩端輸出電壓VH VH的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比 即與被測(cè)電流成正比 因此VH的大小反映電動(dòng)機(jī)電流的數(shù)值 將HED1和HED2的兩個(gè)VH信號(hào)分別輸至皮帶輪防滑電路的輸入端 即 兩端和 兩端進(jìn)行比較 兩個(gè)電流輸出信號(hào)經(jīng)二極管組成的 或 門(mén) 選擇電流較小的一個(gè) 因?yàn)閮膳_(tái)電動(dòng)機(jī)由同一個(gè)SCR柜供電 它們承受同一個(gè)電壓 皮帶輪不打滑時(shí) 高速運(yùn)轉(zhuǎn)的泥漿泵正常工作 如果某泥漿泵2臺(tái)電動(dòng)機(jī)中有1臺(tái)或2臺(tái)皮帶輪打滑 將泥漿泵使能電路斷開(kāi) 使該泥漿泵電動(dòng)機(jī)斷電停機(jī) 如果泥漿泵在較低電壓下低速運(yùn)行 即使皮帶輪打滑 由于電壓反饋信號(hào)較低 泥漿泵繼續(xù)運(yùn)行 這種工況不會(huì)引起電動(dòng)機(jī)超速 由于皮帶輪打滑而使泥漿泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) K1的動(dòng)斷觸點(diǎn)接通柜子面板上的打滑指示燈 SPROCKETSLIP 該指示燈可通過(guò)按壓復(fù)位按鈕 SPROCKETSLIPRESET 來(lái)熄滅 腳控器腳控器又稱(chēng)腳踏開(kāi)關(guān) 用以快速提鉆 腳控器用不銹鋼制成 能經(jīng)受鉆臺(tái)上惡劣的工作環(huán)境 并用正壓防爆的特性 在踏板下面裝有二個(gè)不銹鋼彈簧 能在其中一個(gè)失效的情況下 保證踏板安全返程 腳踏開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)三芯電纜與司控臺(tái)連接 寶美變頻電控系統(tǒng) 1 動(dòng)力采用CAT3512B1900KVA600V50Hz柴油發(fā)電機(jī)組 其中ZJ70DB為四臺(tái) ZJ50DB為三臺(tái) ZJ40DB為二臺(tái) 由ROSSHILL1400型發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電和負(fù)荷均衡 2 變頻單元采用進(jìn)口SIEMENS全數(shù)字 一對(duì)一 矢量控制電壓源型交流變頻調(diào)速裝置 3 MCC單元裝有400VAC 300kW輔助柴油發(fā)電機(jī)接口及進(jìn)線斷路器 系統(tǒng)配VFD房 其中ZJ70DB及ZJ50DB為二座 ZJ40DB為一座 外形尺寸控制在12000 2900 3000mm以?xún)?nèi) 采用大功率能耗制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻定量控制制動(dòng)扭矩 游車(chē)可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)下放 獨(dú)立送鉆電機(jī)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)0 1 36m h速度范圍內(nèi)的恒鉆壓自動(dòng)送鉆 有效的防止溜鉆 卡鉆 事故的發(fā)生 鉆機(jī)控制系統(tǒng)以西門(mén)子PLC為控制核心 通過(guò)PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò) 實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)控制單元 變頻器 智能遠(yuǎn)程司鉆監(jiān)控 電液氣聯(lián)控 人機(jī)界面 自動(dòng)送鉆 游車(chē)位置等控制系統(tǒng)間的高速通訊 為鉆井工藝創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)字化 信息化 智能化的管理平臺(tái) 智能化遠(yuǎn)程司鉆操作臺(tái)具有鉆機(jī)操作和鉆井參數(shù)實(shí)時(shí)顯示 電氣系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控與顯示 故障顯示 報(bào)警的齊備功能 電傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)及主要功能 磁場(chǎng)定向矢量控制技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù) 操作控制為觸摸式控制 起動(dòng)防沖功能 防止大鉤上碰下砸 自動(dòng)送鉆功能 正常 應(yīng)急方式切換功能 過(guò)電流監(jiān)控功能 過(guò)電壓監(jiān)控功能 過(guò)速度監(jiān)控功能 母線接地監(jiān)控功能 變頻器內(nèi)部故障顯示 報(bào)警功能 房?jī)?nèi)溫度監(jiān)控 故障報(bào)警 能耗制動(dòng)功能 絞車(chē)的控制PLC通過(guò)采集主電機(jī)的運(yùn)行和滾筒的轉(zhuǎn)速 懸重等數(shù)字化信號(hào) 判斷起鉆工況或下鉆工況 計(jì)算出游車(chē)的位置 速度 通過(guò)PLC控制程序發(fā)出控制信號(hào) 使主電機(jī)以設(shè)定的速度驅(qū)動(dòng)滾筒 實(shí)現(xiàn)絞車(chē)起下鉆合理的功率利用和工作時(shí)效 利用交流變頻電機(jī)調(diào)速范圍寬的優(yōu)勢(shì) 將絞車(chē)設(shè)計(jì)為一檔無(wú)級(jí)調(diào)速 游車(chē)速度為0 1 3m s左右 能滿(mǎn)足鉆井工藝需要絞車(chē)速度的數(shù)字閉環(huán)控制和游車(chē)位置的數(shù)字閉環(huán)控制有機(jī)結(jié)合 可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)起下作業(yè)的全過(guò)程數(shù)字控制 最大限度地提高鉆機(jī)時(shí)效 增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性 絞車(chē)采用變頻系統(tǒng)能耗制動(dòng)替代輔助剎車(chē)在下鉆作業(yè)中 游動(dòng)系統(tǒng)的懸重通過(guò)滾筒以反力矩拖動(dòng)主電機(jī)反轉(zhuǎn) 主電機(jī)工作在四象限處于發(fā)電工況 電能作用于直流母排 通過(guò)能耗電阻柜轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā) PLC通過(guò)對(duì)采集的數(shù)字信號(hào)分析游動(dòng)系統(tǒng)的懸重 控制主電機(jī)反轉(zhuǎn)的速度 使鉆具以設(shè)定的速度平穩(wěn)安全地下放 主電機(jī)在0r min轉(zhuǎn)速時(shí)也能輸出額定扭矩 因此 可實(shí)現(xiàn)鉆具的懸停 大大減少了液壓盤(pán)剎的磨損 自動(dòng)送鉆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成 自動(dòng)送鉆電機(jī)自動(dòng)送鉆風(fēng)機(jī)減速箱離合器絞車(chē)滾筒自動(dòng)送鉆的基本功能 恒鉆壓自動(dòng)送鉆恒鉆速自動(dòng)送鉆自動(dòng)停止送鉆 該系統(tǒng)采用有速度傳感器的矢量控制技術(shù) 實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)速控制 電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行及零速度懸停功能 操作簡(jiǎn)便 使用安全 控制系統(tǒng)中裝有檢測(cè)送鉆電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的編碼器 精密壓力變送器 工作方式選擇開(kāi)關(guān) 恒壓 停 恒速 轉(zhuǎn)向選擇開(kāi)關(guān) 上升 下放 恒速給定旋鈕和懸重測(cè)量按鈕等 如果選用恒鉆壓自動(dòng)送鉆 先進(jìn)行最初懸重測(cè)量 然后在觸摸屏上設(shè)定所需要的工作鉆壓值系統(tǒng)啟動(dòng)以后便可將實(shí)際鉆壓控制在設(shè)定值上 恒速自動(dòng)傳送鉆方式就是轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 在地層比較穩(wěn)定時(shí)能夠得到較理想的送鉆效果 系統(tǒng)具有鉆壓 鉆速 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩上限功能 超過(guò)上限限制時(shí) 系統(tǒng)自動(dòng)降速且報(bào)警 以防損壞鉆具 使用該系統(tǒng)可明顯提高鉆井質(zhì)量 加快鉆井速度 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 延長(zhǎng)鉆頭壽命 鉆機(jī)自動(dòng)送鉆的技術(shù)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率22KW 可變化 最大送鉆速度36m hour最小送鉆速度0 1m hour靜態(tài)鉆壓控制精度 200 200kg調(diào)速系統(tǒng)精度0 01 FS控制算法 控制 自動(dòng)送鉆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 智能化司鉆操作控制系統(tǒng) 司鉆前部布置 電傳動(dòng)觸摸屏和操作開(kāi)關(guān) 指示燈 電子司鉆裝置及觸摸屏 工業(yè)監(jiān)控顯示器 鉆井儀表及其它儀表 采用正壓防爆 司鉆座椅可升降并左右旋轉(zhuǎn)180 司鉆座椅左右安裝司鉆主操作臺(tái) 所有氣控 液控 盤(pán)剎均采用電氣開(kāi)關(guān)控制 配五點(diǎn)對(duì)講系統(tǒng) 司鉆房主要功能 VFD系統(tǒng)控制絞車(chē)氣控與電機(jī)控制轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩限制與氣控起下鉆與游車(chē)位置控制防上碰下砸安全控制鉆井泵運(yùn)行與控制 液壓盤(pán)剎控制液壓上 卸扣貓頭控制頂驅(qū)控制鉆井參數(shù)顯示設(shè)備運(yùn)行檢測(cè)電子司鉆的控制與監(jiān)測(cè) 智能化司鉆控制臺(tái) 采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線 實(shí)現(xiàn)電控與鉆井儀表參數(shù)一體化設(shè)計(jì) 所有氣 液均采用電氣控制 配工業(yè)監(jiān)視 對(duì)講系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)司鉆對(duì)鉆機(jī)的全面監(jiān)控 智能游車(chē)位置控制通過(guò)主電機(jī)采集主電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和滾筒編碼器的數(shù)字信號(hào) 可精確計(jì)算出游車(chē)的具體位置 將計(jì)算的游車(chē)位置與設(shè)定的防止上碰下砸位置進(jìn)行比較分析 與絞車(chē)控制系統(tǒng)結(jié)合 具有報(bào)警 減速 剎車(chē)功能 可首先發(fā)出預(yù)警信號(hào) 發(fā)出指令信號(hào)控制主電機(jī)進(jìn)入安全速度 再對(duì)主剎車(chē)進(jìn)行緊急剎車(chē)控制 SIMATICS7 300自動(dòng)化平臺(tái) 節(jié)省空間 模塊化設(shè)計(jì) 沒(méi)有槽位規(guī)則 適用于緊湊型的機(jī)械控制 無(wú)風(fēng)扇運(yùn)行 沒(méi)有可旋轉(zhuǎn)部件 通用的連接方法螺釘型端子彈簧型端子預(yù)制連接 TOP連接 降低安裝成本 減少維護(hù)費(fèi)用 亮點(diǎn) 模塊化可擴(kuò)展系統(tǒng) 高效的處理速度可極大的縮短設(shè)備的循環(huán)時(shí)間 0 1 s 位指令 分級(jí)的CPU性能 從入門(mén)級(jí)的CPU到高性能的CPU 通過(guò)集成的接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊MPIPROFIBUS DP 集成性 亮點(diǎn) 性能 標(biāo)準(zhǔn)型CPUCPU312CPU314CPU315 2DPCPU317 2DPCPU318 2緊湊型CPUCPU312CCPU313CCPU313C 2PtPCPU313C 2DPCPU314C 2PtPCPU314C 2DP故障安全型CPUCPU315F 2DPCPU317F 2DP集成PROFINET接口的CPU CPU315 2PN DP CPU317 2PN DP TheCPU家族 概述 工作存儲(chǔ)器裝載存儲(chǔ)器運(yùn)行時(shí)間 s 字處理浮點(diǎn)運(yùn)算集成的I ODI DOAI AO集成的技術(shù)功能集成的接口MPI接口PROFIBUS DPPtP通訊擴(kuò)展設(shè)計(jì) CPU313C32KB64K 8MB0 2624 16計(jì)數(shù) 頻率PID控制 有 4 機(jī)架 CPU312C16KB64K 4MB0 4 10 6 計(jì)數(shù) 頻率 有 1 機(jī)架 CPU313C 2PtP32KB64K 8MB0 2616 16 計(jì)數(shù) 頻率PID控制 有 4 機(jī)架 CPU314C 2PtP48KB64K 8MB0 2624 164 2計(jì)數(shù) 頻率PID控制 定位 有 4 機(jī)架 CPU313C 2DP32KB64K 8MB0 2616 16 計(jì)數(shù) 頻率PID控制 有有 DPV14 機(jī)架 CPU314C 2DP48KB64K 8MB0 2624 164 2計(jì)數(shù) 頻率PID控制 定位 有有 DPV14 機(jī)架 TechnicalSlides 六款緊湊型CPUs 滿(mǎn)足不同的性能特性 用戶(hù)存儲(chǔ)器自由編址DI DOAI AO處理時(shí)間 1Kbin 位存儲(chǔ)器計(jì)數(shù)器定時(shí)器通訊連接 CPU31448KByes10242560 1ms2048256256 CPU31216KByes256640 2ms1024128128 CPU315 2DP128KByes10242560 1ms16384256256PROFIBUS DP 主站 從站 最大124站 三款新型標(biāo)準(zhǔn)CPUs 滿(mǎn)足不同的性能特性 集成的功能計(jì)數(shù) 測(cè)量 PID控制 定位功能集成的I O數(shù)字量I O 模擬量I O集成的通訊接口PROFIBUS DP MPI PtP更短的指令執(zhí)行時(shí)間 快速報(bào)警微存儲(chǔ)卡 MMC 免維護(hù)運(yùn)行項(xiàng)目存儲(chǔ) 包括符號(hào)和注釋更小的尺寸 安裝寬度 緊湊型CPUs 亮點(diǎn) 雙機(jī)架配置中央控制器和擴(kuò)展單元最多可擴(kuò)展16個(gè)模塊 對(duì)于信號(hào)模版 低成本的解決方案四機(jī)架配置中央控制器和擴(kuò)展單元最多可擴(kuò)展32個(gè)模塊 對(duì)于任何類(lèi)型模版 靈活的解決方案 S7 300的擴(kuò)展能力 S7 300的安裝位置 水平安裝 垂直安裝 安裝 模板的分配 模板的分配僅有兩條規(guī)則 電源模板必須插在第一槽 最左側(cè) 安裝在中央機(jī)架上的接口模板 IM 必須插在第三槽 電源模板 接口模板 安裝規(guī)范 對(duì)于水平安裝 CPU和電源必須安裝在左面 對(duì)于垂直安裝 CPU和電源必須安裝在底部必須保證下面的最小間距 機(jī)架左右為20mm單層組態(tài)安裝時(shí) 上下為40mm兩層組態(tài)安裝時(shí) 上下至少為80mm接口模塊安裝在CPU的右面一個(gè)機(jī)架上最多插八個(gè)I O模塊 信號(hào)模塊 功能模塊 通訊處理器 多層組態(tài)只適用于CPU314 315 316保證機(jī)架與安裝部分的連接電阻很小 例如通過(guò)墊圈來(lái)連接 安裝 導(dǎo)軌 總線連接器 固定螺絲 硬件組態(tài)和參數(shù)分配 插入一個(gè)站 啟動(dòng)硬件組態(tài) 產(chǎn)生硬件設(shè)定組態(tài) 模塊地址概況 CPU屬性 2x CPU屬性 概述 CPU屬性 啟動(dòng) CPU屬性 保持 CPU屬性 循環(huán) 時(shí)鐘存儲(chǔ)器 CPU屬性 保護(hù) CPU屬性 診斷 時(shí)鐘 一次右擊 訪問(wèn)符號(hào)表 量程卡 模擬輸入模塊SM331 配置模擬量模塊SM331 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間 執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位和完全再啟動(dòng) 1 把模式開(kāi)關(guān)設(shè)定在STOP 排除停機(jī)錯(cuò)誤 解釋錯(cuò)誤信息 顯示CPU信息 顯示診斷信息 PMU OP1S PC SIMOVERTMasterDrives 各種控制方式 統(tǒng)一的操作 參數(shù)設(shè)定裝置狀態(tài)通訊 交流MasterDrives統(tǒng)一的操作方式 PMU操作簡(jiǎn)單方便 適用于數(shù)量較少的參數(shù)設(shè)定和調(diào)整 所有裝置在門(mén)內(nèi)都有一個(gè)基本操作板PMU PMU的5個(gè)七段數(shù)碼管和3個(gè)發(fā)光二極管用于狀態(tài)顯示 3個(gè)按鍵用于參數(shù)設(shè)定 借助基本操作板PMU可以完成運(yùn)行要求的所有參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整 以及啟動(dòng)參數(shù)和測(cè)量值的顯示 PMU PMU有X300插頭 此插頭帶有RS232或RS485標(biāo)準(zhǔn)的USS接口 數(shù)字鍵快速直接地選擇所需參數(shù) OP1S為選件 可裝在裝置的門(mén)也可裝于裝置之外 如柜的門(mén)上 一個(gè)4 16個(gè)字符的液晶顯示器 OP1S 參數(shù)存儲(chǔ)功能 最多可存8套參數(shù) 參數(shù)組讀及寫(xiě) 提示性菜單 可不再安裝其它測(cè)量裝置 在所有SIMOVERTMASTERDRIVES通用 借助OP1S可以完成運(yùn)行要求的所有參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整 以及啟動(dòng)參數(shù)和測(cè)量值的顯示 菜單索引的參數(shù)存取參數(shù)組讀及寫(xiě)將現(xiàn)有的參數(shù)組復(fù)制到同系列的其它裝置上打印參數(shù)組通過(guò)控制字進(jìn)行操作 開(kāi)關(guān)量命令 如開(kāi) 關(guān)命令 及施加給定值通過(guò)狀態(tài)字進(jìn)行監(jiān)控 整流器工作狀態(tài)反饋信號(hào) 及讀出實(shí)際值 讀出故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào) PC 軟件結(jié)構(gòu) 軟件結(jié)構(gòu)2個(gè)功能強(qiáng)大的處理器 C163及C167 處理所有閉環(huán)控制及電樞和勵(lì)磁回路的傳動(dòng)功能控制功能可通過(guò)各功能模塊實(shí)現(xiàn) 功能模塊可通過(guò)參數(shù)連接控制相關(guān)的所有重要點(diǎn)均可由BICO訪問(wèn) 軟件結(jié)構(gòu) 連接器調(diào)節(jié)系統(tǒng)中所有重要的量可用連接器來(lái)存取 經(jīng)連接器獲得的量與測(cè)量點(diǎn)相對(duì)應(yīng)并作為可存取的數(shù)字值 連接器的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定為每100 14位 16384級(jí) 該值可在裝置內(nèi)部被使用 如控制給定值或改變限幅 還可通過(guò)操作面板 模擬量輸出及串行接口輸出 下列量可通過(guò)連接器被訪問(wèn) 模擬輸入 輸出實(shí)際值傳感器的輸入斜坡函數(shù)發(fā)生器 限幅電路 觸發(fā)裝置 調(diào)節(jié)器 自由軟件模塊的輸入和輸出數(shù)字量固定給定值常用值如運(yùn)行狀態(tài) 電機(jī)溫度 晶閘管溫度 報(bào)警存儲(chǔ)器 故障存儲(chǔ)器 運(yùn)行時(shí)間 處理器容量等 軟件結(jié)構(gòu) 開(kāi)關(guān)量連接器開(kāi)關(guān)量連接器是能采用數(shù)值為 0 或 1 的數(shù)字控制信號(hào) 主要用于接入一個(gè)給定值或執(zhí)行控制功能 開(kāi)關(guān)量連接器也能通過(guò)操作面板 開(kāi)關(guān)量輸出或經(jīng)串行接口被輸出 下列狀態(tài)可經(jīng)開(kāi)關(guān)量連接器進(jìn)行訪問(wèn) 開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)固定控制位調(diào)節(jié)器 限幅電路 故障 斜坡函數(shù)發(fā)生器 控制字 狀態(tài)字的狀態(tài) 軟件結(jié)構(gòu) 結(jié)合點(diǎn)結(jié)合點(diǎn)由軟件模塊的輸入通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)決定 在相應(yīng)參數(shù)連接器信號(hào)的結(jié)合點(diǎn)上對(duì)所希望的信號(hào)引入連接器編號(hào) 以便確定哪些信號(hào)被作為輸入量 這樣 不僅模擬輸入和接口信號(hào) 而且內(nèi)部量都可用做給定值 附加給定值 極限值等等 在開(kāi)關(guān)量連接器信號(hào)結(jié)合點(diǎn)上引入作為輸入量的開(kāi)關(guān)量連接器編號(hào) 以便通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入 串行接口的控制位 或調(diào)節(jié)中生成的控制位 執(zhí)行控制功能或輸出一個(gè)控制位 軟件結(jié)構(gòu) BICO數(shù)據(jù)組的轉(zhuǎn)換BICO數(shù)據(jù)組可通過(guò)控制字 輸入開(kāi)關(guān)量連接器 進(jìn)行轉(zhuǎn)換 這時(shí)即可選擇在結(jié)合點(diǎn)哪些連接器量值或開(kāi)關(guān)量連接器量值有效 這樣就可使調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)或控制量靈活匹配 串行接口 下列串行接口可供使用 PMU上X300插頭是一個(gè)串行接口 此接口按RS232或RS485標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行USS 協(xié)議 可用于連接選件操作面板OP1S或通過(guò)PC的SIMOVIS 在主電子板端子上的串行接口 RS485雙芯線或4芯線用于USS 通信協(xié)議或裝置對(duì)裝置連接 在端子擴(kuò)展板 選件 端子上的串行接口 RS485雙芯線或4芯線 用于USS 通信協(xié)議或裝置對(duì)裝置連接 通過(guò)附加卡 選件 的PROFIBUS DP 經(jīng)附加卡 選件 SIMOLINK與光纖電纜連接 串行接口 串行接口的物理特性 RS232 12V 接口 用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接RS485 5V 推挽接口 具有抗干擾性 此外 還用與最多31臺(tái)裝置的總線連接 串行接口 USS 通信協(xié)議USS 通信協(xié)議是西門(mén)子公司制定的一種通信協(xié)議 也可用于非西門(mén)子系統(tǒng) 例如 PC上進(jìn)行編程處理 或使用任意主站連接 傳動(dòng)裝置在運(yùn)行時(shí)作為一個(gè)主站的從站 通過(guò)使用從站編碼選取傳動(dòng)裝置 可以通過(guò)USS 通信協(xié)議進(jìn)行下列數(shù)據(jù)交換 用于參數(shù)讀寫(xiě)的PKW 參數(shù)識(shí)別值 數(shù)據(jù)組 PZD 數(shù)據(jù)組 過(guò)程數(shù)據(jù) 如 控制字 給定值 狀態(tài)字 實(shí)際值 發(fā)送的數(shù)據(jù)組 實(shí)際值 通過(guò)輸入的連接器號(hào)在參數(shù)中找出 接收的數(shù)據(jù)組 給定值 以連接器號(hào)表示 在任意一個(gè)結(jié)合點(diǎn)都有效 串行接口 裝置對(duì)裝置 通信協(xié)議通過(guò)裝置對(duì)裝置協(xié)議使裝置與裝置耦合 在這種工作方式下 通過(guò)一個(gè)串行接口進(jìn)行裝置間的數(shù)據(jù)交換 例如 建立給定值鏈 把串行接口作為4芯導(dǎo)線使用 即可以從前一個(gè)裝置中接收數(shù)據(jù)并加以處理 例如通過(guò)乘法求值 然后再送到下一個(gè)裝置 只有一個(gè)串行接口可用以這樣的目的 在整流裝置之間可進(jìn)行下列數(shù)據(jù)交換 發(fā)送控制字和給定值 接收狀態(tài)字和實(shí)際值 在發(fā)送和接收方向每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字不超過(guò)5個(gè) 通過(guò)連接器編號(hào)和結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換串行接口可同時(shí)工作 這樣可通過(guò)第一個(gè)串行接口連接自動(dòng)化系統(tǒng) USS 協(xié)議 用于控制 診斷和給定主給定值 第二個(gè)串行接口通過(guò)裝置對(duì)裝置 協(xié)議實(shí)現(xiàn)一個(gè)給定值鏈的功能 與槽2的CBP2通訊 相關(guān)參數(shù)設(shè)置 PKE PZD控制字1 相關(guān)參數(shù)設(shè)置 PKE PZD控制字2 相關(guān)參數(shù)設(shè)置 PKE PZD狀態(tài)字1 相關(guān)參數(shù)設(shè)置 PKE PZD狀態(tài)字2 在STEP7中組態(tài)CBP2 生成PKE PZD對(duì)應(yīng)的DB塊 PKW含義與傳輸規(guī)則 PKW為4個(gè)字節(jié) 如下圖 每格4位 含義如下 PKE IND