一种石油钻机辅助电机软启动控制系统及控制方法与流程

本发明属于石油钻机技术领域，涉及一种石油钻机辅助电机软启动控制系统，具体涉及一种石油钻机辅助电机软启动控制系统及控制方法。

背景技术：

石油钻机工作时，其辅助电机的软启动是通过降压启动实现的，从而达到电机及机械负载平滑起动的目的，减小起动电流对电网的影响，保护电网和机械系统。为了生产需要和操作方便，电机在软启动过程中采用多地控制方式进行控制。目前，常见的控制方式有中控、机旁和机柜控制操作。这三种操作方式同时并存，对电机的控制带来了很多便利，但这种多地操作方式并存的控制方式操作繁琐、浪费人力，且存在多种方式配合不当、不安全，自动化程度低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对石油钻机辅助电机现有软启动控制方式存在的上述问题，提供一种安全、自动化程度高的无线遥控的石油钻机辅助电机软启动控制系统。

本发明的另一目的是提供一种利用上述系统进行石油钻机辅助电机软启动控制的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种石油钻机辅助电机软启动控制系统，包括无线发射机和无线接收机，无线发射机和无线接收机通过无线信号通讯；无线接收机输出端与plc输入端相连接，plc输入端还与软启动器ss相连接；plc输出端分别与控制电机软启停的继电器1和控制电机旁路运行的继电器2相连接，继电器1控制软启回路接触器的通断，继电器2控制旁路接触器的通断；软启回路接触器一端依次串接软启动器ss、软启进线接触器km61和进线断路器q1，另一端依次串接热继电器和电机，热继电器和电机之间的导线穿过电流互感器；旁路接触器一端并接于软启回路接触器与热继电器之间，另一端并接于进线断路器q1和软启进线接触器km61之间。

所述软启动器ss为旁路式软启动器；

所述软启动器ss可与两组以上热继电器、软启回路接触器串联，并与同等组数旁路接触器并联，用于控制多台电机的软启停。

本发明一种石油钻机辅助电机软启动控制方法，包括以下步骤：

s1、系统就绪后，使用无线发射机对需要控制的电机m1发出启或停信号；

s2、无线接收机接收到无线发射机发出的信号并进行信号处理，再将启或停命令输出给plc；

s3、plc接收到命令，通过逻辑控制把输出指令发送给相应的继电器，继电器控制接触器动作进而控制电机m1的启动或停止，具体为：

（1）plc接收到无线接收机的启动信号，并检测到控制其它电机m2-m10的软启回路接触器km021-km101不工作时，控制电机m1软启停的继电器1、软启回路接触器km011动合，软启动器ss工作，电机m1运行；km011动合后20秒内，若软启动器ss无旁路信号输出给plc，则控制电机m1软启停的继电器1、km011动断，电机m1停止运行；如果plc检测到软启动器ss的旁路信号，则控制电机m1旁路运行的继电器2动合、旁路接触器km012动合，电机m1旁路运行，km012动合3秒后，控制电机m1软启停的继电器1、km011动断，软启结束，旁路正常工作；软启动器ss等待下一如上所述的软启循环；

（2）当plc接收到无线接收机发出的m1的停止信号时，无论系统在软启还是旁路状态，控制电机m1软启停的继电器1、km011、控制电机m1旁路运行的继电器2、旁路接触器km012均动断，电机m1停止运行。

相比于石油钻机辅助电机的现有软启动控制方式，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过无线发射机上的启、停按键发出操作指令，无线接收机通过其室外天线接收到此操作指令并进行处理后送到plc，通过plc的逻辑控制发出输出指令给执行继电器，执行继电器动合、动断带动接触器动作实现电机的软启、停远程控制操作。

2、本发明的控制系统适用于控制范围为半径100米的任何方位，且不受障碍物的影响，可以满足现场工况条件。操作人员可以随时随地携带轻巧的发射机自由走动，不受环境的影响实行操作，避免了现有电机软启动控制方式由于线控束缚、环境恶劣或指挥配合不当等因素造成的事故隐患。既保证了安全操作又提高了电机控制的自动化程度，生产效率大幅度提高。

附图说明

图1为本发明控制系统中各装置的信号传输过程示意图（以控制10台电机的控制系统为例）；

图2为本发明控制系统的电路图（以控制10台电机的控制系统为例）；

图3为利用本发明系统进行电机软启动控制的流程图。

图中，q1为ac400v进线断路器；km61为软启进线接触器；ss为软启动器；km011-km101为软启回路接触器；km012-km102为旁路接触器；kh1-kh10为热继电器；ta1-ta10为电流互感器；m1-m10为电机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，本发明提供的一种石油钻机辅助电机软启动控制系统，包括无线发射机和无线接收机，其中无线发射机为无线防爆发射机f24-t，无线接收机为f24-r无线接收机。无线发射机将无线信号通过数字化编码的方式发送给无线接收机。无线接收机输出端与plc（cpusr60）输入端相连接，plc输入端还与软启动器ss相连接；plc输出端分别与控制电机m1软启停的继电器1和控制电机m1旁路运行的继电器2相连接，继电器1控制软启回路接触器km011的通断，继电器2控制旁路接触器km012的通断；软启回路接触器km011一端依次串接软启动器ss、软启进线接触器km61和进线断路器q1，另一端依次串接热继电器kh1和电机m1，热继电器kh1和电机m1之间的导线穿过电流互感器ta1；旁路接触器km012一端并接于软启回路接触器km011与热继电器kh1之间，另一端并接于进线断路器q1和软启进线接触器km61之间。

其中，软启动器ss为旁路式软启动器；在图1、图2提供的实施例中，软启动器ss与10组热继电器（kh1-kh10）、软启回路接触器（km011-km101）串联，并与10组旁路接触器（km012-km102）并联，用于控制10台电机（m1-m10）的软启停。

图2中进线断路器q1的作用是为电机软启动控制系统提供电源和线路总保护，软启进线接触器km61的作用是控制软启动器进线电源，软启动器的ss的作用是使电机实现无冲击而平滑的启动，软启回路接触器（km011-km101）的作用是接通／断开软启回路，控制电机（m1-m10）在软启状态下的软启动／停止。旁路接触器（km012-km102）的作用是接通／断开旁路，控制电机（m1-m10）在旁路状态下的启动／停止，热继电器（kh1-kh10）的作用是对电机（m1-m10）进行过载保护，电流互感器（ta1-ta10）的作用是采集电流信号。

本发明电机软启控制系统的控制流程如图3所示。其中，软启回路接触器（km011-km101）互锁。

按照图1、图2将各装置进行装配，系统就绪后，使用无线发射机对电机m1发出启或停信号：

（1）无线发射机对电机m1发出启动信号：

无线接收机接收到该启动信号并进行处理后，将启动命令输出给plc；plc接收到无线接收机的启动命令，对控制其他电机，如m10的软启回路接触器km101进行检测，当检测到km101工作时，则控制电机m1软启动的继电器1、软启回路接触器km011均不动作，软启动器ss不响应其工作，电机m1不运行；

当检测到km101不工作时，则控制电机m1软启动的继电器1、软启回路接触器km011动合，软启动器ss工作，电机m1运行；km011动合后20秒内，若软启动器ss无旁路信号输出给plc，则控制电机m1软启动的继电器1、km011动断，电机m1停止运行；如果plc检测到软启动器ss的旁路信号，则控制电机m1旁路的继电器2动合、旁路接触器km012动合，电机m1旁路运行，km012动合3秒后，控制电机m1软启动的继电器1、km011动断，软启结束，旁路正常工作；软启动器ss等待下一如上所述的软启循环；

（2）无线发射机对电机m1发出停止信号：

无线接收机接收到该停止信号并进行处理后，将停止命令输出给plc；plc接收到无线接收机的停止命令时，无论系统在软启还是旁路状态，控制电机m1软启动的继电器1、km011，以及控制电机m1旁路运行的继电器2、km012均动断，电机m1停止运行。