[发明专利]修井自动化整体控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及修井作业设备技术领域，尤其是指一种能够实现自动化起钻与下钻的修井自动化整体控制系统，其能够利用机械代替人工完成对油管的摆放，大大降低工人的工作强度和危险性。

背景技术

修井作业，指的是石油钻井以及后续油井维护的一种作业，为了确保油井能顺利使用，而采取的维护和保养措施。修井作业的特点是工程难度大，技术要求高，必须用大型的修井设备，并配备大修钻杆、大修转盘等专用设备工具才能开展工作。现有技术中的修井作业，最常见的工作内容包括起钻和下钻。起钻，顾名思义，就是将井下的钻具(例如油管)从井眼内起出来；下钻，顾名思义，就是将钻具下放到井眼内。

目前，起下钻的工作主要是依靠人工控制机械完成的，但现有技术中用于起下钻的机械工具技术较为简单，人工操作强度大，而且人工操作时还具有一定的危险性。

发明内容

本发明提出一种修井自动化整体控制系统，解决了现有技术中工人在起下钻过程中存在危险性和工作强度大的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：修井自动化整体控制系统，包括：

主控系统，所述主控系统通过485接口分别连接平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜，所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的PLC分别通过485接口连通组态王软件；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述主控系统之间通过485接口连接，所述PLC控制器上还连接有急停开关、摇杆、切换开关和键盘。

优选的，所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的PLC与所述组态王软件之间通过ModbusRTU协议进行相互通信。

优选的，所述主控系统上还连接有显示器，所述组态王软件实时读取所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的PLC的状态及参数并显示到所述显示器上。

优选的，所述急停开关直接连接到所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的急停开关上。

优选的，所述PLC控制器上还连接有声光报警器。

优选的，所述键盘与所述PLC控制器之间通过PS2或者USB接口连接。

本发明在采用了上述技术方案后的有益效果是：该修井自动化整体控制系统能够协调平台机器人、扶正手、液压钳、二层台机器人、自动吊卡之间的工作，监控各个部件的工作状态，并对出现的问题及时处理，实现整套系统自动化控制运行，利用机械代替人工完成对油管的摆放，大大降低工人的工作强度和危险性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1为本发明一种实施例的系统框图；

图2为起钻的流程示意图；

图3为下钻的流程示意图。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，为本发明修井自动化整体控制系统的一种实施例，该系统包括主控系统和PLC控制器，所述主控系统通过485接口分别连接平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜，所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的PLC分别通过485接口连通组态王软件；所述PLC控制器与所述主控系统之间通过485接口连接，所述PLC控制器上还连接有急停开关、摇杆、切换开关、声光报警器和键盘，组态王软件实时的读取PLC控制器里摇杆、开关等的状态，当有键按下时，根据设定的参数以及开关的状态向平台、二层台、液压钳等发出指令进行远程操控。

所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的PLC与所述组态王软件之间通过ModbusRTU协议进行相互通信。

所述主控系统上还连接有显示器，所述组态王软件实时读取所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的PLC的状态及参数并显示到所述显示器上。

为了避免由于通信延时或者通信故障造成无法紧急停车，所述急停开关直接连接到所述平台控制柜、二层台控制柜和液压钳扶正手控制柜的急停开关上，这样急停开关按下后，3个控制柜将全部停止工作。

所述键盘与所述PLC控制器之间通过PS2或者USB接口连接。

该系统的硬件系统主要由由工控机、操控显示器、视频监控显示器、键盘、摇杆、指示灯、PLC、开关电源、组态王软件构成。其中，工控机为专业多串口工控机，显示器选用19寸液晶显示器，PLC选用信捷PLC控制器XC2-24R-E，具有16入8出，组态王软件选用组态王7.0，摇杆选用四方向+三按键摇杆，键盘选用钢制4x4键盘，开关电源选用24V-3A电源，指示灯选用24V指示灯。

另外，程序中使用到的关键参数说明如下：