全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供一種全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)，包括控制面板、控制器、編碼器、壓力傳感器和伺服控制閥，控制面板輸出與控制器輸入電連接，編碼器設(shè)于連續(xù)管卷筒的輸出端上，編碼器輸出與控制器輸入電連接，控制器輸出與伺服控制閥輸入電連接，伺服控制閥輸出與液壓系統(tǒng)輸入電連接，壓力傳感器輸入通過與液壓系統(tǒng)輸出電連接采集系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，壓力傳感器輸出與控制器輸入電連接將系統(tǒng)驅(qū)動壓力值輸送給控制器。本實用新型減輕了操作人員勞動強(qiáng)度，保證卷筒張力的持續(xù)性，杜絕了因操作失誤而導(dǎo)致的安全事故，實現(xiàn)連續(xù)管作業(yè)過程中對連續(xù)管卷筒張力的全自動化控制。
【專利說明】
全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬油田連續(xù)管控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]油田在連續(xù)管作業(yè)過程中，對連續(xù)管卷筒上的張力有一定的要求，需要保證連續(xù)管不能出現(xiàn)松散，同時又不能使卷筒張力過大，因為卷筒張力過大會對懸吊注入頭的吊車造成過大的側(cè)向力，從而出現(xiàn)安全隱患。目前，油田所使用的連續(xù)管作業(yè)機(jī)基本只能對卷筒張力進(jìn)行模糊控制，并需要根據(jù)作業(yè)深度及時手動調(diào)整系統(tǒng)壓力，保證張力控制在一定的安全范圍內(nèi)，所以張力的大小只能憑操作人員的經(jīng)驗和直覺來調(diào)節(jié)，勞動強(qiáng)度大，工作效率低，安全事故發(fā)生率高，并無法進(jìn)一步實現(xiàn)連續(xù)管作業(yè)機(jī)的全自動化作業(yè)控制。因此有必要提出改進(jìn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型解決的技術(shù)問題:提供一種全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)中采用手動調(diào)節(jié)卷筒張力系統(tǒng)相比，可減輕操作人員勞動強(qiáng)度，保證卷筒張力的持續(xù)性，杜絕了因操作失誤而導(dǎo)致的安全事故，實現(xiàn)連續(xù)管作業(yè)過程中對連續(xù)管卷筒張力的全自動化控制。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案:全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)，包括控制面板、控制器、編碼器、壓力傳感器和伺服控制閥，所述控制面板輸出與控制器輸入電連接，所述編碼器設(shè)于連續(xù)管卷筒的輸出端上，所述編碼器輸出與控制器輸入電連接，所述控制器輸出與伺服控制閥輸入電連接，所述伺服控制閥輸出與液壓系統(tǒng)輸入電連接，所述壓力傳感器輸入通過與液壓系統(tǒng)輸出電連接采集系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，所述壓力傳感器輸出與控制器輸入電連接將系統(tǒng)驅(qū)動壓力值輸送給控制器。
[0005]進(jìn)一步地，所述控制器對編碼器和壓力傳感器輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算，所述控制器根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對伺服控制閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。
[0006]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、本實用新型通過控制面板對控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，采用編碼器和壓力傳感器采集系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)信號并傳遞給控制器，控制器對編碼器和壓力傳感器輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算和結(jié)果比對，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對伺服控制閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制系統(tǒng)驅(qū)動壓力，保證連續(xù)管卷筒的張力值與設(shè)定的張力值相符，實現(xiàn)了連續(xù)管卷筒張力在連續(xù)管作業(yè)過程中的自動控制；
[0008]2、本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)中采用手動調(diào)節(jié)卷筒張力系統(tǒng)相比，可減輕操作人員勞動強(qiáng)度，保證卷筒張力的持續(xù)性，杜絕了因操作失誤而導(dǎo)致的安全事故，提高工作效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0010]圖2為本實用新型的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖1-2描述本實用新型的實施例。
[0012]全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括控制面板1、控制器2、編碼器3、壓力傳感器4和伺服控制閥5，所述控制面板I輸出與控制器2輸入電連接，通過控制面板I對控制器2進(jìn)行參數(shù)輸入和狀態(tài)顯示;所述編碼器3設(shè)于連續(xù)管卷筒的輸出端上，用于采集作業(yè)深度即連續(xù)管卷筒的實時放管長度，所述編碼器3輸出通過與控制器2輸入電連接將其采集的數(shù)據(jù)傳輸給控制器2;所述控制器2輸出與伺服控制閥5輸入電連接，所述伺服控制閥5輸出與液壓系統(tǒng)6輸入電連接，所述壓力傳感器4輸入通過與液壓系統(tǒng)6輸出電連接采集系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，所述壓力傳感器4輸出與控制器2輸入電連接將系統(tǒng)驅(qū)動壓力值輸送給控制器2。其中，所述控制器2對編碼器3和壓力傳感器4輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算，所述控制器2根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對伺服控制閥5進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。
[0013]本控制系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟:
[0014]1、通過控制面板I設(shè)定連續(xù)管規(guī)格、容量以及連續(xù)管作業(yè)時連續(xù)管卷筒所需張力值；
[0015]2、啟動系統(tǒng)，控制器2通過壓力傳感器4采集液壓系統(tǒng)6的系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，并通過編碼器3采集連續(xù)管卷筒作業(yè)參數(shù)；
[0016]3、控制器2根據(jù)采集的編碼器信號與設(shè)定的連續(xù)管容量進(jìn)行程序計算，得出此時力矩值；
[0017]4、控制器2根據(jù)計算的力矩值與設(shè)定的張力值，進(jìn)行PID計算，得出此時所需的系統(tǒng)驅(qū)動壓力值；
[0018]5、控制器2根據(jù)采集的壓力信號與計算得出的所需系統(tǒng)驅(qū)動壓力值進(jìn)行對比，并依據(jù)對比結(jié)果實時調(diào)節(jié)伺服控制閥5，使系統(tǒng)驅(qū)動壓力與運(yùn)算得出的驅(qū)動壓力值逐步匹配，從而使卷筒張力穩(wěn)定在所設(shè)定的張力值上。
[0019]具體工作過程:如圖2所示，在作業(yè)準(zhǔn)備工作完成后及系統(tǒng)啟動前，從控制面板I上對控制器2進(jìn)行連續(xù)管規(guī)格及張力值參數(shù)設(shè)定，系統(tǒng)啟動后，壓力傳感器4采集液壓系統(tǒng)6中的系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，編碼器3采集連續(xù)管卷筒放管長度，并將數(shù)值傳入給控制器2，同時，控制器2進(jìn)行程序運(yùn)算，并對運(yùn)算結(jié)果與傳入數(shù)值對比，根據(jù)對比結(jié)果對伺服控制閥5進(jìn)行PID控制，從而使系統(tǒng)驅(qū)動壓力值與運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行匹配，使卷筒張力值與設(shè)定張力值相符，這樣便完成了一次系統(tǒng)循環(huán)控制。當(dāng)連續(xù)管卷筒開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，編碼器3的數(shù)值發(fā)生變化，并將此變化值傳入給控制器2，控制器2根據(jù)實時傳入的編碼器3數(shù)值，進(jìn)行程序運(yùn)算，得出實時的力矩值，并由力矩值運(yùn)算出此時需要的系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，然后根據(jù)計算結(jié)果對伺服控制閥5進(jìn)行PID控制，使系統(tǒng)驅(qū)動壓力值與運(yùn)算結(jié)果相符，并通過壓力傳感器4實時輸出壓力值進(jìn)入控制器2，在控制器2中進(jìn)行實時運(yùn)算比對，從而可以及時根據(jù)比對結(jié)果，對伺服控制閥5進(jìn)行相應(yīng)的PID控制，以使液壓系統(tǒng)6的系統(tǒng)驅(qū)動壓力實時與運(yùn)算結(jié)果保持相符，最終保證連續(xù)管卷筒的張力值與設(shè)定的張力值相符，實現(xiàn)了連續(xù)管卷筒張力在連續(xù)管作業(yè)過程中的自動控制。
[0020]本實用性與現(xiàn)有技術(shù)中采用手動調(diào)節(jié)卷筒張力系統(tǒng)相比，可減輕操作人員勞動強(qiáng)度，保證卷筒張力的持續(xù)性，杜絕了因操作失誤而導(dǎo)致的安全事故，提高工作效率。
[0021 ]上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，并非用來限制本實用新型實施范圍，故凡以本實用新型權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本實用新型權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制面板(I)、控制器(2)、編碼器(3)、壓力傳感器(4)和伺服控制閥(5)，所述控制面板(I)輸出與控制器(2)輸入電連接，所述編碼器(3)設(shè)于連續(xù)管卷筒的輸出端上，所述編碼器(3)輸出與控制器(2)輸入電連接，所述控制器(2)輸出與伺服控制閥(5)輸入電連接，所述伺服控制閥(5)輸出與液壓系統(tǒng)(6)輸入電連接，所述壓力傳感器(4)輸入通過與液壓系統(tǒng)(6)輸出電連接采集系統(tǒng)驅(qū)動壓力值，所述壓力傳感器(4)輸出與控制器(2)輸入電連接將系統(tǒng)驅(qū)動壓力值輸送給控制器(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動連續(xù)管卷筒張力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(2)對編碼器(3)和壓力傳感器(4)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算，所述控制器(2)根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對伺服控制閥(5)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。
【文檔編號】E21B19/22GK205663416SQ201520921107
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月18日
【發(fā)明人】張德榮, 李春有, 姚偉鋒, 南建武, 康自強(qiáng), 張宏偉
【申請人】寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司, 寶雞寶石特種車輛有限責(zé)任公司