[实用新型]一种基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置

说明书

本实用新型公开了一种基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置，其包括PLC控制器，与PLC控制器通信连接的编码器、双轴倾角传感器、转速传感器、温度传感器，装置还包括液压油温度自调整单元，液压油温度自调整单元与PLC控制器电连接；液压油温度自调整单元包括设置于液压油箱本体上的对液压油进行加热的加热子单元以及对液压油进行降温的冷却子单元。本实用新型可以实现对液压油温度、钻头转速、钻杆倾角、钻杆钻入深度等方面工况参数，相较于现有技术对钻杆工作深度单方面监测，监测更全面，保障钻机运作安全性，提高可靠性。

技术领域

本实用新型属于钻机技术领域，涉及钻机工况监控及油温调整，具体涉及一种基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置。

背景技术

旋挖钻机作为目前常见工程机械设备，在各类工程中得到广泛应用。当旋挖钻机工作时，需要液压油处于一定合适温度，当液压油温度过高(＞80℃)时，液压油的粘度降低，容易导致泄漏、光滑油膜强度降低、加速设备磨损、生成碳化物和淤碴、油液氧化加速、油质恶化、油封、高压胶管过早老化等；当液压油温度过低(＜30℃)时，还容易导致油的粘度大、流动性较差、阻力大、工作效率低等。

同时，旋挖钻机钻孔受地质、地形、环境条件等影响，可能使得所成孔与竖直方向产生角度偏差，由于成孔深度可达数十米，角度微小偏差可能会很大程度影响成孔质量，而仅凭技术人员直接观测经验来调整钻杆位置，不准确性高且效率低下。而且，不同项目对成孔深度要求不一，需根据实际工程要求进行深度调整，但实际工作中，钻机地下实际钻孔深度难以直接获得。

此外，钻头在地下工作时，技术人员难以直接观测得到地下工作情况，当遇到钻机最大输出扭矩大于实际扭矩等不良工作情况可能会造成钻机损坏，影响钻机使用寿命。

专利申请号为CN202110724908.7公开了一种旋挖钻机钻杆工作状态监控预警保护模拟可视系统，采用主卷扬深度传感器、动力头位置传感器、动力头重量传感器与显示控制一体机相连并连接至电源，通过各传感器接收工况数据传输至一体机内进行监测。然而由于只考虑了对钻杆的监控保护，对于其他参数如工作温度、钻头转速、倾角等其他工况参数没有进行监测，工况监测不够全面。且在面对异常情况时系统仅制动处理，无法实现对异常情况的自动调整与解决，需人工进行干预与调整，耗费人力，智能程度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对目前现有技术存在的不足，提供一种基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置，针对钻机液压油温度、实际工作转速、钻头倾角、钻孔深度等进行实时监测，同时可实现油温自调整，使液压油处于工作温度范围内。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现。

本实用新型提供的基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置，其包括PLC控制器，与PLC控制器通信连接的编码器、双轴倾角传感器、转速传感器、温度传感器，所述编码器安装于主卷扬上，所述双轴倾角传感器安装于桅杆上，所述转速传感器安装于动力头支架上，所述温度传感器安装于液压油箱内壁；所述装置还包括液压油温度自调整单元，液压油温度自调整单元与PLC控制器电连接；所述液压油温度自调整单元包括设置于液压油箱本体上的对液压油进行加热的加热子单元以及对液压油进行降温的冷却子单元，所述加热子单元和冷却子单元均与PLC控制器电连接。

上述基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置，所述编码器置于编码器支座内，与主卷扬卷筒轴通过联轴器进行连接。编码器通过串口连接PLC控制器和电源。通过编码器测量卷筒的转角，进而得到钻杆下行深度。

上述基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置，所述双轴倾角传感器对X轴(左右倾斜)、Y轴(前后倾斜)两轴进行监测，安装于桅杆侧面且两轴方向均与钻杆长度方向垂直，通过测量重力加速度在其安装位置上分量大小可分别得到两轴相对于水平面的倾角。

上述基于PLC的钻机工况监测与油温自调整装置，所述钻杆与转速传感器对应位置设置有感应片，通过转速传感器对感应片的感应测量钻头的实时工作转速。