专利名称：石油钻机用大钩高度测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高度测量系统，具体的讲，属于一种石油钻机用大钩高度测量系统。
背景技术：
大钩是石油钻机提升系统的重要设备，它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具，在起下钻时悬挂吊环起下钻具，完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作，以及在轻度卡钻或遇阻时排除事故。在钻井过程中，绞车滚筒上缠绕的钢丝绳随着滚筒的转动带动大钩的升降，从而绞车滚筒的旋转运动就转换成大钩的直线运动。大钩在钻台面上与天车之间的直线运动可用大钩高度这一参数来实时反映。在钻井过程所测量记录的各个参数中，大钩高度的测量是最基本、最关键的，其它比如进尺、钻时(钻速)、井深、钻头位置等参数以及大钩上碰下砸保护功能、绞车自动加减速功能等都是在测得大钩高度的基础上派生出来的。通常大钩高度是通过在绞车上安装的绞车传感器——光学编码器及其基于单片机的信号处理系统来测量实现的，其电路设计较复杂，每次初始化比较麻烦，且此类测量装置属于模拟电路系统，测量精度不够高，误差大，上下移动的高度常出现不能够回零，长时间运行后存在较大的累积误差。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有的钻机大钩高度测量系统控制精度不高、误差大、易受干扰且稳定性不好从而降低了该钻机设备的生产效率及完井的质量，提供一种结构简单、测量精度高且抗干扰能力强的石油钻机大用大钩高度测量系统。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下石油钻机用大钩高度测量系统，包括PLC控制系统，依次连接的信号发生模块、信号采集模块，受PLC控制的HMI显示系统，其中信号采集模块的输出端与PLC控制系统的输入端相连。为了更好地实现PLC系统的功能，所述PLC控制系统包括PLC、均与PLC相连的存储器、信号采集模块接口、HMI显示系统接口，其中信号采集模块接口与信号采集模块相连，HMI显示系统接口与HMI显示系统相连。为了准确测量大钩高度，所述信号发生模块的输入端还连接有绞车滚筒轴。作为一种优选，所述信号发生模块为高速计数模块。作为一种优选，所述HMI显示系统为人机界面显示系统。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果(I)本实用新型结构简单，成本低廉、性能稳定，非常适合大规模推广使用。(2 )本实用新型中的PLC控制系统与HML相互作用，在接收到信号采集模块输出的信号后，能够快速进处理，即可对大钩高度进行测量，无需另外增加额外高昂的成本。(3)本实用新型具有良好的扩展性，由于信号发生模块和信号采集模块能够不仅测量高度、同时还能测量宽度等，因此也能进行深度测量以及大钩上碰下砸的保护。
图1为本实用新型的原理框图。图2为本实用新型中PLC系统的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例如图1所示，该石油钻机采用大钩高度测量系统，包括依次连接的信号发生模块、信号采集模块、PLC控制系统、HMI显示系统。其中该信号发生模块的输入端上还连接有绞车滚筒轴，所述信号发生模块为脉冲编码器，所述信号采集模块为脉冲编码器，该脉冲编码器为德国倍加福增量式编码器，型号为RHI90N-0IAK1R61N-1024 ;该信号采集模块为西门子公司生产的高速计数模块，具体型号为6ES7350-1 AH03-0AE0 ;PLC控制系统为西门子PLC控制系统，如图2所示，该PLC控制系统根据本实用新型的具体应用可包括PLC、均与PLC相连的存储器、信号采集模块接口、HMI显示系统接口，其中信号采集模块接口与信号采集模块相连，HMI显示系统接口与HMI显示系统相连。本实用新型的原理在于脉冲编码器安装在钻机的绞车滚筒轴上，该绞车滚筒轴上缠绕的钢丝绳随着滚筒的转动带动大钩升降，脉冲编码器随之输出与大钩高度相对应的脉冲信号，此脉冲信号进入高速计数模块后，PLC控制系统对其处理成大钩的实际高度。PLC准确计算出大钩高度值。进一步的，所述HMI显示系统为人机界面画面，此时通过HMI上的技术清零按钮对数值进行清零，使该按钮为绿色，以司钻选择的钻台零点为基础，在最高点拉动大钩，在此过程中将高度分为六段，通过高速计数模块将采集到的技术脉冲发送给PLC系统，同时通过皮尺测量大钩的实际高度，PLC系统和HMI系统的配合，根据高速计数模块的输出信号和实际输入的参数校正出正确的高度值。如上所述，便可很好的实现本实用新型。
权利要求1.石油钻机用大钩高度测量系统，其特征在于，包括PLC控制系统，依次连接的信号发生模块、信号采集模块，受PLC控制的HMI显示系统，其中信号采集模块的输出端与PLC控制系统的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的石油钻机用大钩高度测量系统，其特征在于，所述PLC控制系统包括PLC、均与PLC相连的存储器、信号采集模块接口、HMI显示系统接口，其中信号采集模块接口与信号采集模块相连，HMI显示系统接口与HMI显示系统相连。
3.根据权利要求2所述的石油钻机用大钩高度测量系统，其特征在于，所述信号发生模块的输入端还连接有绞车滚筒轴。
4.根据权利要求3所述的石油钻机用大钩高度测量系统，其特征在于，所述信号发生模块为高速计数模块。
5.根据权利要求1 4任一项所述的石油钻机用大钩高度测量系统，其特征在于，所述HMI显不系统为人机界面显不系统。
专利摘要本实用新型公开了一种石油钻机用大钩高度测量系统，属于电学领域。本实用新型包括PLC控制系统，依次连接的信号发生模块、信号采集模块，受PLC控制的HMI显示系统，其中信号采集模块的输出端与PLC控制系统的输入端相连。通过上述设置，本实用新型便能够很好的测量大钩高度，结构简单、方法易行，适合推广使用。
文档编号G01B21/02GK202903164SQ20122063095
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者刘永国, 刘小明, 赵军民, 张谨 申请人:四川中曼电气工程技术有限公司