柔性刹车的盘刹自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种柔性刹车的盘刹自动控制系统，液压站分别与电液控制阀一、电液控制阀二、电液控制阀三、电液比例阀四和电液控制阀五的液压进出接口连通，电液控制阀一和电液比例阀四同时与两组自动钳连接；电液控制阀五与两组工作钳连接；电液控制阀二和电液控制阀三与四组安全钳连接；PLC控制器的一个信号输出端与电液比例阀四的线圈连接；PLC控制器另一个输出端输出24V电源，24V电源依次与其他刹车信号开关D和急停键A串行连接；急停键A另一端分为四路；PLC控制器的另一个信号输入端同接有多个安全信号。本实用新型专利技术的装置，提高了刹车稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于石油机械
，涉及一种柔性刹车的盘刹自动控制系统。
技术介绍
石油钻机上配套的绞车液压盘刹主要有液控液和电气液两种控制模式，两者都是人工通过手柄进行操作。工作刹车是依靠司钻根据速度判断来操作手柄，司钻很容易猛拉刹把造成刹车不平稳，严重影响作业效率；安全刹车是强制性的紧急刹车，其刹车速度快，冲击很大。钻井过程中液压盘刹由于保护刹车或操作刹车很频繁，大量的急速刹车会对游吊系统和钻井钢丝绳造成伤害。目前交流变频钻机配套的能耗制动辅助刹车系统在游吊高速运行时减速刹车时间太长，司钻人员对绞车速度不能很好的控制。随着钻井自动化程度的提高，急需设计一种智能柔性刹车系统，为司钻提供良好的操作体验和安全保障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种柔性刹车的盘刹自动控制系统，解决了现有技术中使用机械手柄或者电控手柄制动，导致刹车冲击大，容易憋停电机和损伤钢丝绳的问题。本技术所采用的技术方案是，一种柔性刹车的盘刹自动控制系统，包括液压站和PLC控制器，液压站分别与电液控制阀一、电液控制阀二、电液控制阀三、电液比例阀四和电液控制阀五的液压进出接口连通，其中电液控制阀一和电液比例阀四的高压出口同时与两组自动钳控制连接；电液控制阀五的高压出口与两组工作钳控制连接；电液控制阀二和电液控制阀三的高压出口同时与四组安全钳控制连接；PLC控制器的一个信号输出端直接与电液比例阀四的线圈控制连接；PLC控制器另一个输出端输出24V电源，24V电源依次与其他刹车信号开关D和急停键A串行连接；急停键A另一端分为四路，第一路与电液控制阀一的线圈连接，第二路与电液控制阀三的线圈连接，第三路通过驻车键B与电液比例阀四的线圈连接，第四路通过速度手柄使能键C与电液控制阀五的线圈连接；PLC控制器的另一个信号输入端同时连接有安全钳的刹车压力、自动钳的刹车压力、液压站的系统压力、以及液压站的低油位信号、高油温信号。本技术的柔性刹车的盘刹自动控制系统，其特征还在于：速度手柄使能键C设置在司钻房内的绞车速度控制手柄上。本技术的有益效果是，包括以下几个方面：1)实现盘刹和电控联合控制，取消了工作制动手柄，避免了手柄人工操作导致冲击大、憋停电机的问题；同时减小司钻房空间，降低司钻劳动强度，提高了作业效率。2)采用四组安全钳、两组工作钳和两组自动钳，总共四个电液控制阀进行协调控制，满足驻车制动、自动制动，紧急制动多种工况的使用。控制系统线路简单，故障容易排除，安全可靠。3)两组自动钳相应的电液比例阀四直接由电控PLC控制，根据钻井工况和钩载等参数自动调整刹车压力和刹车频率。当急停A型信号激活后，自动钳参与急停动作，和两组工作钳一同保证刹车安全，提高系统可靠性。4)将液压站的油温、油位及刹车钳的压力信号等(P1、P2、P3、P4、P5…)反馈给PLC控制器，PLC根据具体的工况选择自动钳刹车或者紧急刹车，提高了制动系统的可靠性、有效性和智能化水平。5)两组自动钳跟绞车速度控制手柄的使能键C关联，当司钻将速度手柄回零，并且松开手柄使能键时，激活工作钳进行刹车；当要给速时，在司钻按压使能键后工作钳自动松开，司钻操作更加便捷，控制系统更加可靠。附图说明图1是本技术的结构(工作原理)示意图。图中，1.电液控制阀一，2.电液控制阀二，3.电液控制阀三，4.电液比例阀四，5.电液控制阀五，6.液压站，7.PLC控制器，8.自动钳，9.工作钳，10.安全钳。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。参照图1，本技术的结构是，包括液压站6和PLC控制器7，液压站6分别与电液控制阀一1、电液控制阀二2、电液控制阀三3、电液比例阀四4和电液控制阀五5的液压进出接口连通，其中电液控制阀一1和电液比例阀四4的高压出口同时与两组自动钳8控制连接；电液控制阀五5的高压出口与两组工作钳9控制连接；电液控制阀二2和电液控制阀三3的高压出口同时与四组安全钳10控制连接；PLC控制器7的一个信号输出端直接与电液比例阀四4的线圈控制连接；PLC控制器7另一个输出端输出24V电源，24V电源依次与其他刹车信号开关D和急停键A串行连接；急停键A另一端分为四路，第一路与电液控制阀一1的线圈连接，第二路与电液控制阀三3的线圈连接，第三路通过驻车键B与电液比例阀四2的线圈连接，第四路通过速度手柄使能键C与电液控制阀五5的线圈连接；PLC控制器7的另一个信号输入端同时连接有安全钳10的刹车压力P1、自动钳8的刹车压力P2、液压站6的系统压力P3、以及液压站6的低油位信号P4、高油温信号P5，或者根据需要连接其他涉及安全的控制信号。液压站6用于给整个刹车控制系统提供液压制动的动力。PLC控制器7根据钩载、钩速等参数通过驱动放大器输出信号直接控制电液比例阀四4的压力，给两组自动钳8提供大小可调的刹车力矩。速度手柄使能键C设置在司钻房内的绞车速度控制手柄上，司钻在操作绞车速度的同时，电液控制阀五5自动根据速度手柄使能键C的反馈数据控制两组工作钳9的刹车动作。急停键A、驻车键B、速度手柄使能键C、其他刹车信号开关D(包括防碰信号，故障信号、互锁信号及断电信号)中一个或多个信号触发都会中断对相对应电液控制阀的电源，进而控制相应的刹车钳执行快速制动，确保刹车系统系安全。本技术的工作原理是，1)PLC控制器7直接控制电液比例阀四4的通断电及压力大小，给两组自动钳8提供大小可调的刹车力矩；PLC控制器7根据钩载、钩速等钻井参数以及其它刹车信号的轻重程度自动设定自动钳8的刹车压力和控制工作时间，实现刹车平稳安全且合理控制减速时间，提高钻井作业效率。2)当绞车拖动的游吊系统达到上下报警点时，或者当司钻操作速度控制手柄回零时，PLC控制器7使得自动钳8以适当的压力辅助减速刹车。3)当司钻操作速度控制手柄回零并松开绞车控制手柄时，速度手柄使能键C断开，电液控制阀五5断电，两组工作钳9刹车；同时PLC控制器7输出信号控制两组自动钳8进行刹车。4)当司钻按下驻车键B时，电液控制阀二2断电，电液控制阀一1和电液控制阀三3保持通电，四组安全钳10进行刹车。5)当司钻按下急停键A时，电液控制阀一1、电液控制阀二2、电液控制阀三3和电液控制阀五5同时断电，安全钳10、工作钳9和自动钳8同时进行刹车。6)当刹车系统发生故障、防碰信号或者其它刹车信号D触发断开时，电液控制阀一1、电液控制阀二2、电液控制阀三3和电液控制阀五5同时断电，安全钳10、工作钳9和自动钳8同时进行刹车。7)安全钳10的刹车压力P1、自动钳8的刹车压力P2、液压站6的系统压力P3信号以及液压站6的低油位信号P4、高油温信号P5各自反馈到PLC控制器7，由PLC控制器7根据各个信号的性质选择自动钳减速刹车或者紧急刹车。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性刹车的盘刹自动控制系统，其特征在于：包括液压站(6)和PLC控制器(7)，液压站(6)分别与电液控制阀一(1)、电液控制阀二(2)、电液控制阀三(3)、电液比例阀四(4)和电液控制阀五(5)的液压进出接口连通，其中电液控制阀一(1)和电液比例阀四(4)的高压出口同时与两组自动钳(8)控制连接；电液控制阀五(5)的高压出口与两组工作钳(9)控制连接；电液控制阀二(2)和电液控制阀三(3)的高压出口同时与四组安全钳(10)控制连接；PLC控制器(7)的一个信号输出端直接与电液比例阀四(4)的线圈控制连接；PLC控制器(7)另一个输出端输出24V电源，24V电源依次与其他刹车信号开关D和急停键A串行连接；急停键A另一端分为四路，第一路与电液控制阀一(1)的线圈连接，第二路与电液控制阀三(3)的线圈连接，第三路通过驻车键B与电液比例阀四(4)的线圈连接，第四路通过速度手柄使能键C与电液控制阀五(5)的线圈连接；PLC控制器(7)的另一个信号输入端同时连接有安全钳(10)的刹车压力、自动钳(8)的刹车压力、液压站(6)的系统压力、以及液压站(6)的低油位信号、高油温信号。

【技术特征摘要】
1.一种柔性刹车的盘刹自动控制系统，其特征在于：包括液压站(6)和PLC控制器(7)，液压站(6)分别与电液控制阀一(1)、电液控制阀二(2)、电液控制阀三(3)、电液比例阀四(4)和电液控制阀五(5)的液压进出接口连通，其中电液控制阀一(1)和电液比例阀四(4)的高压出口同时与两组自动钳(8)控制连接；电液控制阀五(5)的高压出口与两组工作钳(9)控制连接；电液控制阀二(2)和电液控制阀三(3)的高压出口同时与四组安全钳(10)控制连接；PLC控制器(7)的一个信号输出端直接与电液比例阀四(4)的线圈控制连接；PLC控制器(7)另一个输出端输出2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊康，廖丽华，张虎山，李亚辉，廖恒伟，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61