基于PLC的电动修井机电气控制系统设计.pdf

2 0 1 2年第4 0卷第 5期 石 油机械 CHI NA PE TROL EUM MACHI NERY ●油气 田开发工程 基 于 P L C的电动修 井机 电气控 制系统设计 徐峻涛 郭 蕾 王 霞 路茂增 马西庚 1 ．中国石油大学 华东信息与控制．3 2 程学院2 ．中石油钻井工程技术研究院 3 ．中石油川庆钻探工程有限公司国际工程公司 摘要随着 “ 十二五”规划中 “ 加快建设资源节约型、环境友好型社会”任务的提 出，电驱 动作业机在油田的推广势在必行。为此，研制 了Y d 4 0型橇装式电动修 井机 ，并针对 x _ l4 0型电动 修井机工作特点，提 出了一种基于 P L C的电动修井机电气控制系统。在设计电动修井机 电气主电 路 的基础上 ，分析 了电气系统 的控制要求及组成，给 出了系统硬 件和软件设计方案。现场试验结 果表明，该 系统性能可靠，自动化程度高，完全满足 油 田现场作 业要求。 电动机在修 井作业过程 中工作效率高，无废气排放 ，噪声低 ，符合 国家节能减排的要求。 关键词 电动修井机 ；电气控制系统；P L C；H MI 中图分类号T E 9 3 5文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 4 5 7 8 2 0 1 2 0 5 0 1 o 5 0 3 PLC b a s e d De s i g n o f t h e El e c t r i c Co nt r o l S y s t e m o f El e c t r i c W o r ko v e r Ri g Xu J u n t a o G u o L e i W a n g Xi a L u Ma o z e n g Ma Xi g e n g 1 ． C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n a n d C o n t r o l E n g i n e e r i n g ，C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m， D o n g y i n g 2 ． C N P C D r i l l i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e 3 ． I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g C o m p a n y of P e t r o C h i n a C h u a n q i n g D r i l l i n g E n g i n e e r i n g C o ． ， L t d ． Ab s t r a c t Mo d e l xJ 1 4 0 s k i d mo u n t e d e l e c t ri c w o r k o v e r r i g w a s d e v e l o p e d a n d a t y p e o f P L C b a s e d e l e c t ri c c o n t r o l s y s t e m wa s f o r mu l a t e d a c c o r d i n g t o t h e c ha r a c t e ris t i c s o f t he rig ．On t h e b a s i s o f d e s i g n i n g t h e ma i n e l e c t r i c c i r c u i t o f t h e rig t h e c o n t r o l r e q u i r e me n t a n d c o mp o s i t i o n o f t he s y s t e m we r e a n a l y z e d a n d t he de s i g n s c he me o f t h e s y s t e m h a r d wa r e a nd s o f t wa r e wa s g i v e n ．Th e fi e l d e x pe r i me n t a l fin di ng s s h o w t h a t t h e s y s t e m i s r e l i a b l e i n p e r f o r m a n c e a n d h i g h i n a u t o ma t i o n，t h u s c o mp l e t e l y me e t i n g t h e n e e ds o f o i l fie l d fie l d o pe r a t i o n．I n t h e p r o c e s s o f wo r k o v e r o p e r a t i o n t h e mo t o r i s h i g h i n o pe r a t i n g e ffi c i e n c y，l o w i n n o i s e a n d p r o d u c e s n o wa s t e g a s ，whi c h i s i n a g r e e me n t wi t h Ch i na ’ S r e q u i r e me n t o f e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e du c t i o n． Ke y wor ds e l e c t r i c wo r k o v e r rig； e l e c t r i c c o n t r o l s y s t e m ； P LC； HM1 0 引 言 目前油田各型修井机普遍以柴油机为动力，柴 油机工作效率仅为 5 0 ％左右 ，且 随着柴油价格的不 断攀升，使得修井作业成本大幅度提高。同时，柴 油机还存在噪声污染、废气排放等一系列环保 问题 ， 不符合 国家节能 降耗的产业政策。随着 “ 十二五” 规划 中 “ 加快建设 资源节约型、环境友好型社会” 任务的提出，电驱动作业机在油 田的推广势在必行 。 电气控制系统的合理与否直接关 系到电动修井机的 性能和可维护性 。目前关于电动修井机 电气控制系 统设计的研究较少。冯学军简析了油 田作业机现状 及发展趋势 ，提出了电驱作业机相关问题及解决方 案 。高天彪等从整车构造和性能角度分析了 Ⅺl 0 型电驱修井机 J 。中国石油大学 华东信息与控 制工程学院和东营爱特机电技术有限公司于 2 0 1 1 年 联合研制了基于可编程逻辑控制器 P L C 控制的 X J 4 0型橇装式电动修井机 ，设计 了电动修井机电气 控制系统 ，取得了较理想效果 。 1 电动修井机电气主电路设计 电动修井机电气主电路如图 1所示。主电路中