【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仿真系统设计，尤其涉及一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统。
技术介绍
1、石油天然气钻井行业对于设备自动化的需求越来越高，其中，管柱处理系统是石油天然气钻井平台的重要组成部分，包含提升系统、顶驱、铁钻工、动力吊卡、动力卡瓦、排管机械手、动力指梁系统等多个关键设备。管柱处理系统的自动化程度高低直接决定了钻井作业的工作效率和作业安全。
2、现有技术中，石油钻机的设计和制造通常基于传统的组装模式，由各厂家基于规定的标准设计和生产设备，主机厂进行总装，调试环节通常置于硬件设备组装完成之后。这种方式使得钻机中各设备的控制方式较为分散独立，控制系统集成过程中会出现较多问题，通常需要牺牲系统的整体自动化程度，同时，系统调试时间长、成本高。
3、如何低成本实现系统调试，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，用以解决现有技术中存在的缺陷。
2、本专利技术提供一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，包括：人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元，所述人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元依次连接；
3、人机交互单元，用于接收外部输入信号，以基于所述外部输入信号向所述控制单元发送运动使能信号；
4、控制单元，用于通过预设的控制仿真子系统，根据接收到的所述运动使能信号向所述驱动单元发送控制信号；
5、驱动单元，用于根据接收到的所述控制信号，通过
6、仿真机械单元，用于根据所述驱动命令确定待驱动的仿真机械设备，通过预设的物理与运动仿真子系统驱动所述待驱动的仿真机械设备运动；其中，所述仿真机械设备为对应所述钻井平台管柱自动化系统的各个机械设备的数字建模设备。
7、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，所述预设的控制仿真子系统，具体包括：
8、控制器模块，用于基于plc控制器模拟生成对应的plc仿真控制器。
9、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，所述预设的电气行为仿真子系统，具体包括：
10、信号连接模块，用于将所述驱动单元分别与所述plc仿真控制器和所述仿真机械设备进行连接；
11、基于所述钻井平台管柱自动化系统的各个机械设备的运动逻辑关系，模拟生成仿真驱动器；
12、将所述仿真驱动器分别与所述plc仿真控制器和所述仿真机械设备进行信号连接。
13、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，所述预设的物理与运动仿真子系统，具体包括：
14、机械定义模块，用于基于所述钻井平台管柱自动化系统的各个机械设备的运动结构，分别定义对应的仿真机械设备的运动结构；其中，所述运动结构表示所述仿真机械设备中可以进行运动的结构；
15、运动定义模块，用于基于所述钻井平台管柱自动化系统的各个机械设备运动结构的运动属性，分别定义对应的仿真机械设备的运动结构的运动属性；
16、模型构建模块，用于根据所述仿真机械设备的运动结构和所述仿真机械设备的运动结构的运动属性，构建所述钻井平台管柱自动化系统对应的仿真模型；其中，所述仿真模型包括多个仿真机械设备。
17、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，
18、所述控制单元，具体用于通过所述plc模拟控制器接收所述运动使能信号，并基于所述运动使能信号生成所述控制信号；
19、通过所述plc模拟控制器将所述控制信号发送至所述仿真驱动器。
20、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，
21、所述驱动单元，具体用于通过所述仿真驱动器接收所述控制信号，并基于所述控制信号生成所述驱动命令；其中，所述驱动命令中包含待驱动的仿真机械设备；
22、通过所述仿真驱动器将所述驱动命令发送至所述待驱动的仿真机械设备。
23、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，所述预设的物理与运动仿真子系统，还包括：
24、ui界面模块，用于搭建用户界面，基于所述用户界面展示所述仿真模型中多个仿真机械设备的实时图像和运动状态。
25、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，所述预设的物理与运动仿真子系统，还包括：
26、故障告警模块，用于在驱动所述待驱动的仿真机械设备运动之后，若发生故障，则发出告警提示信息。
27、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，
28、所述信号连接模块，还用于将所述驱动单元分别与所述plc控制器和所述仿真机械设备进行连接；
29、基于所述钻井平台管柱自动化系统的各个机械设备的运动逻辑关系，模拟生成仿真驱动器；
30、将所述仿真驱动器分别与所述plc控制器和所述仿真机械设备进行信号连接。
31、根据本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，
32、所述plc控制器，用于连接司钻座椅，以接收所述司钻座椅的输入信号，基于所述司钻座椅的输入信号向所述控制单元发送运动使能信号。
33、本专利技术提供的一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，包括：人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元，人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元依次连接；人机交互单元，用于接收外部输入信号，以基于外部输入信号向控制单元发送运动使能信号；控制单元，用于通过预设的控制仿真子系统，根据接收到的运动使能信号向驱动单元发送控制信号；驱动单元，用于根据接收到的控制信号，通过预设的电气行为仿真子系统生成驱动命令，并将驱动命令发送至仿真机械单元；仿真机械单元，用于根据驱动命令确定待驱动的仿真机械设备，通过预设的物理与运动仿真子系统驱动待驱动的仿真机械设备运动；其中，仿真机械设备为对应钻井平台管柱自动化系统的各个机械设备的数字建模设备。由此可知，本专利技术通过建立钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，可实现对于钻井平台管柱自动化系统的虚拟调试，无需在硬件设备组装完成后再进行调试，可降低研发制造成本，且通过虚拟调试将调试时间前置，可以缩短调试时间。
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1.一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，包括：人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元，所述人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元依次连接；
2.根据权利要求1所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的控制仿真子系统，具体包括：
3.根据权利要求2所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的电气行为仿真子系统，具体包括：
4.根据权利要求3所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的物理与运动仿真子系统，具体包括：
5.根据权利要求3所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的物理与运动仿真子系统，还包括：
8.根据权利要求7所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的物理与运动仿真子系统，还包括：
9.根据权利要求3所述
10.根据权利要求9所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，包括：人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元，所述人机交互单元、控制单元、驱动单元以及仿真机械单元依次连接；
2.根据权利要求1所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的控制仿真子系统，具体包括：
3.根据权利要求2所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的电气行为仿真子系统，具体包括：
4.根据权利要求3所述的钻井平台管柱自动化系统的仿真系统，其特征在于，所述预设的物理与运动仿真子系统，具体包括：
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩硕，李海旭，王耀辉，刘忱，严峰，于洋，张翼龙，
申请(专利权)人：北京捷杰西科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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