钻机plc控制系统的应用

摘要：钻机PLC控制系统的应用是针对钻井生产的需要,将自动控制技术应用于钻机的电气控制系统中,实现了先进技术在钻井生产中的结合与应用。随着PLC控制技术的日趋成熟,将PLC控制技术应用于钻机的电气控制系统,实现对钻机绞车、转盘、钻井泵及自动送钻系统的控制,从而使钻机能更好地满足钻井工艺要求,为钻井工程提供了优质可靠的技术保障,使钻机的技术改造上了一个新台阶 应用 PLC 控制系统可以取消过去复杂的继电保护方式和容易带来故障的电缆控制方式，从司钻台上的多功能触摸屏即可进行状态显示和进行钻井作业操作，提高了系统的可靠性。增加了自动送钻功能，具有恒速送钻和恒压送钻，为水平井、斜直井的特殊工艺井的完成，提供了设备的保障。

关键词：PLC控制 钻机 自动送钻

1、控制功能强

有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能，还具备比较复杂的三角函数、指数和PID运算,数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机接口、数据传送等功能，还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。通过网络可以与上位机通讯，配备数据采集系统、数据分析系统、色图像系统的操纵台，可以实现自动化工厂的全面要求。

2、完善的监视与诊断

(1)运行管理，控制可编程序控制器何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等等，进行时间上的分配管理。

(2)进行存储空间的管理，即生成用户环境，由它规定各种参数、程序的存放地址。将用户使用的数据参数，存贮地址转化为实际的数据格式和物理存放地址。它将有限的资源变为用户可直接使用的诸多元件。

(3)系统自检程序，它包括各种系统出错检验、用户程序语法检验、警戒时钟运行等。在系统管理程序的控制下，整个可编程控制器就能有序地正确工作。

3、适用于恶劣的运行环境

在环境温度-20℃~65℃、相对湿度为35％~85％情况下可正常工作。

4、操作方便，标准化，通用型设计

PLC系统采用模块化构成, 模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、维修方便

5、灵活应用，可扩展

可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程,同时可根据实际情况对系统进行扩展,实现系统功能的增强。

PLC 控制系统在钻机上安装后，可以使电气故障率降低；缩短了故障处理时间；解决了司钻控制的人机界面问题，司钻在触摸屏上能观察到所有钻井参数，如电机电流、电压、速度、转矩、泵等参数，数据显示准确率达到提高；实现适时监控，方便了司钻的操作；冷却风机与绞车的联锁、系统与电机的联锁，使误操作发生率降低；智能防碰控制系统可防止游车上碰下砸事故的发生，安全可靠性达提高。由于有了技术保证，使钻井建井周期缩短。同时，PLC控制系统为钻机增加了自动送钻功能，可以满足恒压送钻、恒速送钻的工艺要求，为高难度井的施工提供了有力的设备保障。

大庆石油管理局钻井二公司从提高钻机设备的科技含量入手，大力开展科技创新。公司对司钻操作间的操作系统进行了改进，试验应用了钻机PLC控制系统，使电器故障率由过去的2.9‰降为0.4‰，向智能化钻井迈出了可喜的一步。

近年来，这个公司科技投入不断加大，逐步取消了钻台上的刹把。现在司钻不是站在钻台上手握刹把，而是坐在操作间里用电控手柄进行操作。这项科研成果在国际钻井行业也属独创。然而，随着科技进步和发展，工程技术人员通过调查发现，司钻操作系统存在线路多、故障率多、维修时间长、手动操作误差大等问题，既影响了钻井速度，也制约着钻井质量。为此，公司组织工程技术人员有针对性地进行研究试验，确定了以PLC为核心的井场电器控制、实现变频和自动系统控制、运行状态显示和故障跟踪等方面的研究方案。

由于PLC系统具有绘制、编写指令程序等功能，有效解决了人机界面问题，司钻可以在智能触摸屏上进行控制操作，对所有钻井参数一目了然，可以随时看到监控数据，方便了司钻操作。这套系统缩短了故障处理时间，可随时观察到故障类型和提示，故障处理从30多分钟缩短为10分钟；增加了安全系数，智能防碰系统具有自动声、光报警提示功能，使误操作发生率降为零、显示系统准确率达到100%、性能达到100%；解决了手动操作误差大、钻压忽大忽小的问题，尤其是施工特殊井时，全程恒压钻进，有效的提高了钻井质量；建井周期比过去缩短8.87%。

将 PLC 应用于钻井设备的自动控制系统中，综合应用了计算机、自动控制、电子技术、自动检测等先进技术，总体控制水平达到了国内先进水平。PLC 控制技术的推广应用和不断完善，是今后钻机电控技术的发展方向，它提高了钻机运行的可靠性，减少了机电设备的故障率，同时使电气故障排除时间大大减少，自动控制系统和各种保护功能更好地满足了钻井工艺要求，为钻井工程提供了优质可靠的技术保障，使钻机的技术改造上了一个新台阶，为立足国内，开拓国际市场提供了优良装备。