钻机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油钻探技术领域，具体而言，涉及一种钻机控制系统。
【背景技术】
[0002]在整个钻机电控系统中，其控制核心为VFD房(VFD，Variable Frequency Drive，变频器)的综合控制柜，基本上所有的控制都是通过综合控制柜发出。一些老式电控设备在生产过程中受到当时技术的限制，钻台与VFD房采用多芯电缆连接，将控制信号送到VFD房的综合控制柜内，这样就需要大量的控制电缆才能满足整个控制系统的需要。这种控制方式不但接线复杂，而且在综合控制柜和司钻控制箱内还需要大量的继电器来实现各种逻辑控制功能。由于综合控制柜和司钻控制箱内的控制元件多，接线复杂，使整个系统复杂和臃肿，故障率较高，不利于故障的排除和日常维护。
[0003]以上问题是钻机电控系统问题中比较突出的方面，使得电控系统在使用几年以后的整体性能降低，操作性也不及目前的新钻机。如果能根本上解决以上电控系统的问题，那么整个电控系统的性能、可靠性和操作性将会得到显著的提高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种接线少、系统简单的钻机控制系统。
[0005]因此，本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种钻机控制系统，包括变频柜和司钻模块，其中:
[0007]所述司钻模块包括指令输出模块、第一 PLC、第二 PLC和继电器，所述第一 PLC和所述第二 PLC分别通过两条独立的Profibus-DP总线与所述变频柜内的设备连接；
[0008]所述指令输出模块通过所述继电器连接至所述第一 PLC和所述第二 PLC，所述继电器用于控制所述司钻模块在第一状态与第二状态之间切换，所述第一状态为所述指令输出模块与所述第一 PLC连接，所述第二状态为所述指令输出模块与所述第二 PLC连接。
[0009]其中，所述指令输出模块可以选用触摸屏。进一步，所述指令输出模块包括两个相互独立、并列设置的触摸屏，一个作为备用，整个系统更加可靠。
[0010]本实用新型对老旧钻机电控系统进行局部的改造和更换，能够延长老旧钻机的使用寿命，并且能够显著的提高电控系统的性能、可靠性和操作性，有利于提高钻井效率和降低钻井成本。
【附图说明】
[0011]图1是根据本实用新型实施例的钻机控制系统的原理图；
[0012]图2是图1中钻机控制系统的司钻模块的放大示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0014]如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例的钻机控制系统，包括变频柜I和司钻模块2，其中:
[0015]所述司钻模块2包括指令输出模块3、第一 PLC4、第二 PLC5和继电器Kl，所述第一PLC4和所述第二 PLC5分别通过两条独立的Profibus-DP总线6与所述变频柜I内的设备连接；
[0016]所述指令输出模块3通过所述继电器Kl连接至所述第一 PLC4和所述第二 PLC5，所述继电器Kl用于控制所述司钻模块3在第一状态与第二状态之间切换，所述第一状态为所述指令输出模块3与所述第一 PLC4连接，所述第二状态为所述指令输出模块3与所述第二 PLC5连接。
[0017]其中，所述指令输出模块3可以选用触摸屏。进一步，所述指令输出模块3包括两个相互独立、并列设置的触摸屏7，一个作为备用，整个系统更加可靠。
[0018]本实用新型中，采用PR0FIBUS总线，PR0FIBUS是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准，PR0FIBUS-DP用于设备级的高速数据传送，中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备(如1/0、驱动器、阀门等)进行通信，多数数据交换是周期性的，除此之外，智能化现场设备还需要非周期性通信，以进行配置诊断和报警处理。PR0FIBUS协议的实现可以通过PR0FIBUS的专门协议芯片和微处理器的结合来完成。在电力传动领域，各个公司分别推出自己的实现PR0FIBUS协议的通信模板，直接插入变频器内就可以完成通讯。如SIEMENS SIMOVERT MASTERDRIVER变频器中的CBP2 (CBP)板。
[0019]本实用新型针对老式钻机电控系统控制系统复杂，可以对电控系统进行局部的改造，将控制系统升级改造成双PLC双总线的控制方式，这样就可以用简单易行的办法使整个电控系统的性能得到显著的提高。
[0020]采用双PLC双总线的方法代替原来的模拟钻机式的控制，钻台上采用双触摸屏7。这样变频柜I (VFD房)与司钻模块(司钻房)之间的控制线就只有两根PR0FIBUS总线，接线简单便捷。双PLC双总线的控制方式是指控制系统采用两套相互独立的PLC进行控制，两套相互独立Profibus总线分别将司钻模块2与变频柜I连接。这样控制系统就可以实现一用一备，司钻台的控制采用双触摸屏以后，操作更加简单方便，因为两台触摸屏7是相对独立的，任意一台触摸屏7都能实现对整个电控系统的控制，所以司钻模块2的操作系统也是用一备一，在生产过程中任何一台触摸屏7出现故障，都不会对生产造成影响，而且触摸屏7维护简单，更换方便。如果在正常作业时控制系统出现问题，可以马上切换到备用的PLC控制系统，不影响正常的钻井作业；同时，技术人员可以对有故障的PLC系统检修。这样一来使得整个电控系统的可靠性得到显著提高，设备操作更加简单。
[0021]本实用新型对老旧钻机电控系统进行局部的改造和更换，能够延长老旧钻机的使用寿命，并且能够显著的提高电控系统的性能、可靠性和操作性，有利于提高钻井效率和降低钻井成本。
[0022]双PLC双总线的切换通过继电器Kl来实现，在使用第一 PLC4时，切换继电器处于释放状态，第一 PLC4电源通过继电器Kl常闭点得电，处于运行状态，第二 PLC5的电源在常开点上，处于无电停止的状态，第一套通讯通过切换继电器Kl的常闭点与司钻台上的触摸屏7连接，进行通讯实现钻台上的控制，第二套通讯连接在常开点上处于断开的状态。当控制系统从第一 PLC4切换到第二 PLC5时，控制继电器Kl得电吸合，原来的常闭点分开，常开点吸合，这样第二 PLC5得电工作第一 PLC4处于无电停止的状态，第二套通讯与触摸屏7相连。在改造时只需要在综合控制柜增加两套相同的PLC，在变频柜I增加一块通讯板，在司钻模块2增加两套从站和触摸屏7，就可以实现控制系统的升级，使得整个电控制系统的性能和可靠性得到显著提高。
[0023]综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。
【主权项】
1.一种钻机控制系统，其特征在于，包括变频柜(I)和司钻模块(2)，其中: 所述司钻模块⑵包括指令输出模块⑶、第一 PLC(4)、第二 PLC(5)和继电器(Kl)，所述第一 PLC (4)和所述第二 PLC (5)分别通过两条独立的Profibus-DP总线(6)与所述变频柜(I)内的设备连接； 所述指令输出模块(3)通过所述继电器(Kl)连接至所述第一 PLC(4)和所述第二PLC(5)，所述继电器(Kl)用于控制所述司钻模块(3)在第一状态与第二状态之间切换，所述第一状态为所述指令输出模块(3)与所述第一 PLC (4)连接，所述第二状态为所述指令输出模块(3)与所述第二 PLC(5)连接。2.根据权利要求1所述的钻机控制系统，其特征在于，所述指令输出模块(3)为触摸屏。3.根据权利要求1所述的钻机控制系统，其特征在于，所述指令输出模块(3)包括两个相互独立、并列设置的触摸屏(7)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种钻机控制系统，包括变频柜和司钻模块，其中：所述司钻模块包括指令输出模块、第一PLC、第二PLC和继电器，所述第一PLC和所述第二PLC分别通过两条独立的Profibus-DP总线与所述变频柜内的设备连接；所述指令输出模块通过所述继电器连接至所述第一PLC和所述第二PLC，所述继电器用于控制所述司钻模块在第一状态与第二状态之间切换，所述第一状态为所述指令输出模块与所述第一PLC连接，所述第二状态为所述指令输出模块与所述第二PLC连接。本实用新型对老旧钻机电控系统进行局部的改造和更换，能够延长老旧钻机的使用寿命，并且能够显著的提高电控系统的性能、可靠性和操作性，有利于提高钻井效率和降低钻井成本。
【IPC分类】E21B44/00
【公开号】CN204716222
【申请号】CN201520429542
【发明人】秦德增
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月19日