鉆井平臺(tái)鉆桿自動(dòng)排放控制系統(tǒng)研究.pdf

1、鉆桿的自動(dòng)排放是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆井的重要組成部分，本文結(jié)合課題組自行設(shè)計(jì)的鉆桿自動(dòng)排放系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，分析其機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，以液壓驅(qū)動(dòng)作為動(dòng)力，應(yīng)用PLC和Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)鉆桿排放的自動(dòng)化控制進(jìn)行了研究。 目前用于工業(yè)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)和通信協(xié)議眾多，在比較了它們各自的控制功能優(yōu)缺點(diǎn)后，選擇了西門子PLC和現(xiàn)場(chǎng)總線中的Profibus-DP總線實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿排放的自動(dòng)控制，同時(shí)結(jié)合目前通訊技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)鉆桿排放過程的監(jiān)控和

2、操作界面，實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制過程的集中管理，并闡述了Profibus總線良好的可擴(kuò)展性。 本文首先對(duì)總體方案及各機(jī)構(gòu)的組成進(jìn)行介紹，并設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的液壓回路，闡述了各機(jī)構(gòu)的功能和動(dòng)作要求，將其分解、整合，以完成在起鉆、下鉆和離線接立根等過程中的鉆桿操作的動(dòng)作流程。 然后利用西門子軟件Step7對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，利用CPU315-2DP作為Profibus-DP總線的主站，用ET200M作為總線的從站等，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線各硬件

3、的組態(tài)和通訊處理。將每個(gè)操作過程分為手動(dòng)、單步、單周期和連續(xù)四個(gè)控制模式，以滿足操作過程中的不同需求。對(duì)主站進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的控制。并對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中有速度要求和同步要求的部分提出并設(shè)計(jì)了PID控制和模糊控制的方案。 采用西門子的監(jiān)控軟件WinCC和WinCC flexible分別組態(tài)設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和觸摸屏控制界面，并對(duì)報(bào)警信號(hào)及信息歸檔處理進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于監(jiān)控和操作人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況的掌握從而做出正確的判斷。