卷扬机大钩载荷传感器模块，6个传感器输入模块用于全面收集全液压动力头钻机的运行工作参数，并将采集的信息通过采集端CAN总线接口模块发送至系统控制器。所述的5个控制执行模块设有电液比例阀模块、液压拧管控制阀模块、动力头马达控制阀模块、动力头进给油缸控制阀模块和主卷扬机液压控制阀模块，通过5个控制执行模块中的5个执行器件接收和执行系统控制器通过执行端CAN总线接口模块传输的钻机工作参数的调节控制指令，完成钻机工作参数的调节控制。
[0024]本实用新型的全液压动力头钻机控制系统设有11个节点，其中有6个节点为采集端节点，如图2所示，每个采集端节点设采集端CAN总线接口模块和传感器输入模块，传感器输入模块包括传感器和输入接口，传感器经输入接口与微处理器连接，微处理器与CAN总线收发电路互联，CAN总线收发电路与CAN总线互联。有5个节点为执行端节点，如图3所示，每个执行端节点设执行端CAN总线接口模块和控制执行模块，每一个CAN总线接口设有微处理器和CAN总线收发电路，控制执行模块包括执行器件和输出接口 ；执行器件经输出接口与微处理器连接，微处理器与CAN总线收发电路互联，CAN总线收发电路与CAN总线互联。
[0025]采集端CAN总线接口模块中的微处理器通过输入接口获取传感器采集的信息，采集端微处理器分析处理信息后通过CAN总线收发电路把信息发送至系统控制器；执行端微处理器通过执行端CAN总线收发电路获取系统控制器发送的控制指令，分析处理后通过输出接口向执行器件发出控制指令，由执行器件完成钻机工作参数的调节控制；
[0026]所述的系统控制器通过CAN总线收发信息，系统控制器用于对采集的钻机各工作参数进行数据分析处理和输出控制指令，还用于完成钻机运行数据的存储、分析和管理，图形化的运行监测。
[0027]本实用新型的全液压动力头钻机控制系统的工作过程是:通过各传感器输入模块中的传感器采集钻机运行过程的工作参数，传感器采集的信息通过输入模块传给采集端CAN总线接口的微处理器，微处理器处理接收的信息并通过CAN总线收发电路发送至系统控制器；系统控制器获取信息并进行分析处理，然后发出控制指令通过执行端CAN总线接口的CAN总线收发电路发送给微处理器，微处理器接收和处理信息后，通过相应的控制执行模块的输出接口发送控制指令到执行器件，由执行器件完成钻机工作参数的调节控制。
【主权项】
1.一种全液压动力头钻机控制系统，包括传感器输入模块、控制执行模块、采集端和执行端CAN总线接口模块和系统控制器；其特征在于: 所述的传感器输入模块和控制执行模块分别通过采集端和执行端CAN总线接口模块与CAN总线连接，采集端和执行端CAN总线接口模块通过CAN总线与系统控制器互连；所述的传感器输入模块包括传感器和输入接口，传感器与输入接口连接，传感器通过输入接口与采集端CAN总线接口模块的微处理器连接，传感器用于采集钻机的工作参数；所述的控制执行模块包括执行器件和输出接口，执行器件与输出接口连接，执行器件通过输出接口与执行端CAN总线接口模块的微处理器连接，执行器件用于接收和执行系统控制器通过执行端CAN总线接口模块传输的钻机工作参数的调节控制指令； 所述的CAN总线接口模块为节点模块，分为采集端CAN总线接口模块和执行端CAN总线接口模块，采集端CAN总线接口模块设有微处理器和CAN总线收发电路，微处理器与CAN总线收发电路互联，CAN总线收发电路与CAN总线互联；采集端中的微处理器通过输入接口获取传感器采集的信息，微处理器分析处理后通过CAN总线收发电路把信息发送至系统控制器；系统控制器也通过执行端CAN总线接口模块中的CAN总线收发电路将控制指令发送给执行端微处理器，经微处理器分析处理后通过输出接口向执行器件发出控制指令，由执行器件完成钻机工作参数的调节控制； 所述的系统控制器用于对采集的钻机各工作参数进行数据分析处理和输出控制指令，还用于完成钻机运行数据的存储、分析和管理，图形化的运行监测。
2.根据权利要求1所述的一种全液压动力头钻机控制系统，其特征在于:所述的传感器输入模块设有液压压力传感器模块、液压温度传感器模块、动力头位移传感器模块、动力头行程接近开关模块、动力头转速传感器模块和主卷扬机大钩载荷传感器模块，所述的传感器输入模块用于全面收集全液压动力头钻机的运行工作参数，并通过CAN总线接口模块发送至系统控制器。
3.根据权利要求1所述的一种全液压动力头钻机控制系统，其特征在于:所述的控制执行模块设有电液比例阀模块、液压拧管控制阀模块、动力头马达控制阀模块、动力头进给油缸控制阀模块和主卷扬机液压控制阀模块。
【专利摘要】本实用新型涉及一种全液压动力头钻机控制系统，应用了CAN总线技术实现对钻机工作参数的实时监测和控制。控制系统设置了一系列传感器输入模块用于采集钻机的运行状态，采集的信息通过采集端CAN总线接口模块发送至系统控制器，系统控制器分析处理传感器采集的信息后输出控制指令到执行端CAN总线接口模块，经执行端微处理器处理后传给控制执行模块，通过对应的执行器件实现钻机系统工作参数的调节。本控制系统具有结构模块化、集成化、微型化的优点，采用CAN总线技术方便于对全液压动力头钻机检测、执行和控制元件的布置及系统布线，且CAN总线易于扩展，应用本控制系统使钻机的工作参数最优化，可提高生产效率，降低钻探成本。
【IPC分类】E21B44-00
【公开号】CN204357414
【申请号】CN201420790429
【发明人】吴来杰, 郭大鹏
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月12日