基于PLC的煤层气车载钻机控制系统设计

发布时间：2021-08-10 02:04

　　对车载钻机的自动化控制是高效开采煤层气、从根本上消除瓦斯隐患、确保煤矿安全生产的重要手段。针对煤层气车载钻机机电液系统总体控制思路,采用Beckhoff CX8050 PLC设计了支持CAN总线交互的车载钻机控制系统。通过EtherCAT实时传输扩展I/O的信号参数,由ARM9内核控制器CX8050 PLC高效处理监控数据,通过CAN总线或I/O输出控制柴油机和机电液系统,实时监测关键参数变化,在线反馈控制系统的异常状态。 

【文章来源】：煤矿机械. 2020,41(09)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

车载钻机总体控制思路

基于倍福CX8050 PLC的车载钻机控制系统硬件如图2所示，包括PLC及其I/O模块、带CAN接口的无线遥控器/接收器、人机界面、GPRS、控制终端和智能仪表等设备。倍福CX8050 PLC的E-Bus或K-Bus端口扩展了数字量输出EL1018、数字量输入EL2008和模拟量输入EL3068等模块。I/O模块与PLC间利用EtherCAT实时通信，支持每50μs处理200个模拟量I/O、每12μs处理256个数字量I/O信号，可实现对I/O端口接入的司钻操作按钮和指示灯、电液系统开关和传感器、随钻测量传感器等信号的实时检测和高效处理。

设备层采用独立的终端分别控制柴油机和机电液系统，为了与CX8050 PLC进行数据交换，终端各自配置CAN模块。终端EP30输出控制柴油机运行，实时监测电压、转速、油温、油位等信号，按信号上下限和阈值判定柴油机运行是否存在异常，再通过RS-485转CAN模块UT 2506与CX8050 PLC实时交互监测数据和控制指令。机电液系统控制终端较为复杂，液压马达、电磁阀和传感器由CX8050PLC集中控制，基本原理如图3所示。钻机提升和动力头移动时利用位置开关定位，对应的位置信号输入到PLC的数字量模块EL2008。根据地质条件和钻进工艺，由CX8050 PLC集中处理传感器信号，通过数字量输出EL1018控制电磁阀动作。另外，为了实时监控机电液系统运行，液压油温等不带CAN接口的传感信号反馈输入到EL3068，而油压等带CAN接口的变送器直接接入CX8050 PLC提供的CAN总线。3 车载钻机控制系统软件设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]地面钻井抽采瓦斯技术研究[J]. 周杨洲.  煤炭技术. 2013(04)



本文编号：3333231