广适应的新型自动送钻装置

摘要

本发明涉及一种广适应的新型自动送钻装置，该装置包括执行机构、变频电机和变频器，执行机构由绞车带动，绞车通过减速箱和离合器接至变频电机上，变频器接至变频电机，三相电源连通变频器，执行机构上设置有一个悬重传感器，该悬重传感器将所测数据输入至可编程控制器PLC中，该可编程控制器PLC连通变频器和一个作为人机界面的触摸屏，可编程控制器PLC中包含有钻压计算模块、PID模块和模糊整定模块。本发明的装置针对自动送钻控制对象的特点，减少了司钻对于PID控制系统的干预程度，引入了模糊控制算法对PID系统参数进行整定，达到了PID控制系统参数的最优化配置的目的。

主权项

一种广适应的新型自动送钻装置，该装置包括执行机构、变频电机和变频器，所述的执行机构由绞车带动，绞车通过减速箱和离合器接至变频电机上，所述的变频器接至变频电机，三相电源连通变频器，其特征在于，所述的执行机构上设置有一个悬重传感器，该悬重传感器将所测数据输入至可编程控制器PLC中，该可编程控制器PLC连通变频器和一个作为人机界面的触摸屏，可编程控制器PLC中包含有钻压计算模块和PID模块，所述的可编程控制器PLC执行如下操作步骤：①由作为人机界面的触摸屏输入给定钻压，通过悬重传感器读出当前悬重并传输至可编程控制器PLC中的钻压计算模块，由钻压计算模块计算出当前钻压，并将当前钻压输入至PID模块中，钻压计算模块执行如下操作：读入当前悬重，查看是否为第一次读入当前悬重，若是则将当前悬重作为初始悬重，若否则当前钻压=当前悬重－初始悬重；②由PID模块根据当前钻压计算出钻压差，通过I环节、P环节和D环节计算出变频器的给定速度值，并将该给定速度值输入至变频器中；本步骤中的钻压差=当前钻压－给定钻压，I环节的参数、P环节的参数和D环节的参数均由人机界面输入，根据上述数值计算出变频器的给定速度值U(k)：U(k)=∑Wl(k)Xl(k)，1分别可取i、p或d；Wp(k)*Xp(k)=Kp*E(k)；Wi(k)*Xi(k)=Kp*T/Ti*∑E；Wd(k)*Xd(k)=Kp*Td/T*[E(k)‑E(k‑1)]；其中：E(k)为第K次采样时实际钻压和给定钻压的差；Kp为P环节的系数，由人机界面输入；T为采样时间；Ti为I环节的时间常数，由人机界面输入；Td为D环节的系数，由人机界面输入；U(k)为输入至变频器中的值；③由变频器控制变频电机变频调速，进而控制执行机构适时改变钻压以实现自动送钻。