類新型拖體絞車的電氣控制設(shè)計(jì)

類新型拖體絞車的電氣控制設(shè)計(jì)概述拖體絞車是鉆機(jī)上的一種重要設(shè)備，其用途是吊起和放下鉆桿等設(shè)備。傳統(tǒng)拖體絞車用的是機(jī)械控制，但其控制精度不高，而且容易發(fā)生故障。為此，我們研發(fā)了一種類新型拖體絞車，采用電氣控制，具有更高的控制精度和更可靠的性能。本文主要介紹類新型拖體絞車的電氣控制設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)控制器選擇為實(shí)現(xiàn)電氣控制，我們采用了比較先進(jìn)的工業(yè)控制器，主要包括三部分：PLC、觸摸屏和伺服變頻器。PLC：采用西門子S7-300系列PLC，具有可靠性高、功能強(qiáng)大、程序可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)；觸摸屏：采用進(jìn)口液晶觸摸屏，具有顯示清晰、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)；伺服變頻器：采用西門子G130系列伺服變頻器，具有控制精度高、噪音小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)選擇在拖體絞車實(shí)際運(yùn)行中，需要承受較大的負(fù)載和慣性力，因此需要選擇較大功率的電機(jī)。我們采用了一臺(tái)50KW的交流電機(jī)，通過伺服變頻器實(shí)現(xiàn)變頻控制。傳感器選擇為了實(shí)現(xiàn)對(duì)拖體絞車的位置和速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，我們選擇了兩個(gè)傳感器：編碼器和保壓傳感器。編碼器：采用進(jìn)口磁編碼器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置的高精度監(jiān)測；保壓傳感器：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。電路設(shè)計(jì)為了保證電路的穩(wěn)定性和可靠性，我們設(shè)計(jì)了多重保護(hù)電路，包括過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過載保護(hù)等。軟件設(shè)計(jì)控制程序框圖為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和人機(jī)交互，我們編寫了控制程序，使用西門子的STEP7編寫。整個(gè)控制程序如下所示：START

INITIALIZATION

INITIALIZINGI/OMODULES

INITIALIZINGVARIABLES

SETTINGPARAMETERS

ENDINITIALIZATION

RUNNING

READINGENCODERDATA

READINGPRESSURESENSORDATA

EXECUTINGCONTROLSTRATEGY

GENERATINGCONTROLSIGNALS

ENDRUNNING

ERRORHANDLING

HANDLINGMODULEERRORS

HANDLINGSYSTEMERRORS

ENDERRORHANDLING

STOP其中，INITIALIZATION模塊主要用于初始化硬件和變量，RUNNING模塊用于實(shí)時(shí)讀取傳感器數(shù)據(jù)和執(zhí)行控制策略，ERRORHANDLING模塊用來處理錯(cuò)誤。人機(jī)界面設(shè)計(jì)為了方便操作者實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制拖體絞車，我們設(shè)計(jì)了人機(jī)界面，使用西門子的WinCC編寫。人機(jī)界面如下所示：人機(jī)界面人機(jī)界面界面主要包括：實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示區(qū)域、手動(dòng)控制按鈕區(qū)域、自動(dòng)控制按鈕區(qū)域等。操作者可以通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)拖體絞車的實(shí)時(shí)監(jiān)