软泵控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了软泵控制系统，包括接近开关传感器、手轮、数字量输入模块和PLC；所述接近开关传感器接收主泵和从泵的信号发送至数字量输入模块，处理后的信号发送至PLC，PLC同时接收手轮的输出信号，并将处理信号传递至PID调节器，PID调节器分别控制主泵电机驱动系统和从泵电机驱动系统。接近开关传感器对泥浆泵电机转速的检测，手轮发送操作人员设定的初始转速给定信号，并将主泵和从泵的相位信息和时间相位信号发送至PLC，经过PLC处理后，分别对每个从泵的相位进行调节。
【专利说明】软泵控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井泵的控制系统，具体涉及到对多台钻井泵进行联动控制的系统。
【背景技术】
[0002]钻井过程中，钻井泵是钻井液循环系统的核心部分，当多台泵同时运行时，由于泵速是独立调节的，各泵活塞运动互不协调，这样就会造成泵压叠加，使高压管路中钻井液压力波动很大，钻井液流压力的剧烈波动。
[0003]在随钻技术的应用中，钻井液压力的冲击脉冲不利于信号的传输，会使随钻的控制系统误操作，产生控制偏差，降低定向精度，甚至接收不到信号而不能工作。钻井液压力的剧烈冲击，会使松软的地层产生调块甚至塌方，造成井下事故。伴随剧烈冲击脉冲的泵压，钻井液回路中的压力管线、阀件、空气包及泵本身的压力冲击应力大大增加，加速泵组件的疲劳。为解决现场存在的这些问题，提出了钻井泵软泵的概念及实现软泵控制技术，
[0004]传统的多台泥浆泵同时运行时由于泵速各自独立调节，各泵之间的活塞运动没有协调，造成泵压叠加后高压管路上压力跳动很大，加速泵组件疲劳损耗，降低随钻控制系统定向精度。
[0005]为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提出了一种新的解决方案。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种能够对多台泥浆泵的泵速进行协调，使共同输出的泵压平稳，进而减少管路上的泵压的大范围跳动，减少安全事故。
[0007]为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:提供一种软泵控制系统，其特征在于:包括接近开关传感器、手轮、数字量输入模块和PLC，所述数字量输入模块连接有指示灯；所述接近开关传感器接收主泵和从泵的信号发送至数字量输入模块进行数字化处理，处理后的信号发送至PLC，PLC同时接收手轮的输出信号，并将处理信号传递至PID调节器，PID调节器分别控制主泵电机驱动系统和从泵电机驱动系统。
[0008]综上所述，本实用新型具有以下优点:
[0009]操作人员通过手轮对泥浆泵电机转速进行给定，接近开关传感器对运转中的泥浆泵电机转速进行检测；通过接近开关传感器和手轮对泥浆泵电机转速的检测以及初始信号给定，自动选择主泵和从泵，并将主泵和从泵的相位信息和时间相位信号发送至PLC，经过PLC处理后，分别对从泵的泵冲相位进行调节，使所有泵同步。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】[0011]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0012]如图1所示，本实用新型提供了一种软泵控制系统，包括接近开关传感器、手轮、数字量输入模块和PLC，所述数字量输入模块连接有指示灯，指示灯可以指示数字量输入模块的状态。接近开关传感器接收主泵和从泵的信号发送至数字量输入模块进行数字化处理，处理后的信号发送至PLC，PLC同时接收手轮的输出信号，并将处理信号传递至PID调节器，PID调节器分别控制主泵电机驱动系统和从泵电机驱动系统。其中手轮作为电机初始给定信号，接入PLC作为操作人员给电机的转速给定信号，从泵可以包括多台。
[0013]接近开关传感器主要由感应磁力型组成，无需接触检测对象进行检测为目的，达到对检测对象移动信息的检测并将检测信息转为电脉冲信号输出，接近开关传感器器相应时间快，环境温度-200- +700，防护等级IP67，能在恶劣的环境下提供可靠的检测信号。本实用新型采用单只欧母龙接近开关将现场泵冲信号脉冲信号输出到数字量输入模块，并保证每个脉冲的准确性，其每采集一个脉冲都能准确、能及时的反应出系统计算判断其某时间周期内以及设备当前的位置，通过PLC计算并达到输出控制目的。
[0014]选择主从控制时，首先由主从切换判断几号泵为主泵，当某台泵为主泵时自动切换掉其它泵的给定信号并转为从泵运行，从泵的给定信号由主泵接管。
[0015]泵冲的每一个泵冲周期的检测，由接近开关传感器检测到的每一周期的循环时间送到数字量输入模块，将其计算出在单位时间内的相位角，且以主泵每一周期清零时间做为从泵泵冲脉冲的采样时间点，同时主泵泵脉冲的时间和从泵泵脉冲的时间作为比较，当从泵泵脉冲时间或相位超前主泵泵脉冲时间或相位时，在PLC里就做减法处理，当从泵泵脉冲时间或相位滞后主泵泵脉冲时间或相位时，在处理器里就做加法处理，同时该处理信号加到手轮给定值上，再做处理然后送入PID调节器，控制从泵电机驱动系统，使从泵泵脉冲相位总是滞后主泵泵脉冲40°或60°。当主从泵脉冲调节到相位相差40°或60°时，功能块不作加减计算，系统检测到的时间相差值就直接赋值给PID调节功能块输出给定泵冲脉冲，使其始终保持相位相差40°或60°，并同步运行，这样就有效的克服泵压叠加后钻井液高压管路上跳动和冲击，使泥浆泵液压力流速都趋于平稳，并减低了泵组件疲劳损耗，随钻控制系统定向检测精度也因管线内压力流速平稳而相应提高。
[0016]虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种软泵控制系统，其特征在于:包括接近开关传感器、手轮、数字量输入模块和PLC，所述数字量输入模块连接有指示灯；所述接近开关传感器接收主泵和从泵的信号发送至数字量输入模块进行数字化处理，处理后的信号发送至PLC，PLC同时接收手轮的输出信号，并将处理信号传递至PID调节器，PID调节器分别控制主泵电机驱动系统和从泵电机驱动系统。
【文档编号】F04B49/06GK203627173SQ201320756960
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】陈克利, 辜运富, 赵军民, 周翼 申请人:四川中曼电气工程技术有限公司