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机械专业毕业设计牵引绞车论文


如需设计图纸请联系 QQ:68110808 第1页 1 绪 论 本系统设计的目的是对缆车式活动泵房的牵引绞车的控制系统的改进, 利用PLC技术使其控制系统工作稳定可靠,并且易于维修。本设计的意义是 使用软件实现复杂的硬件电气的功能。 对于绞车及其控制系统的发展如下: 国内有移动组合式全数字变频防爆绞车控制系统, 对于变频调速技术 和PLC控制技术已经非常成熟, 但还没有将变频调速技术和PLC 控制技术同 时应用于井下防爆绞车控制的报道。究其原因: 一、 现有的国内外生产的变频器大多不适应我国煤矿井下生产所用660V 电压等级; 二、现有的变频器和PLC控制器均不防爆,不能满足高瓦斯矿井、煤与 瓦斯突出矿井井下工况的要求; 三、 国内外生产的隔爆变频器普遍采用油浸或水冷散热方式, 体积庞大、 价格高、不便于安装和现场维护; 四、没有适用于井下提升机的变频器控制的应用软件和PLC控制应用软 件。移动组合式全数字四象限变频防爆绞车控制系统较好地解决了以上的问 题。 在国外,钻机制造商德国Wirth公司、Bentec公司以及美国Varco公司拥 有先进的绞车控制技术、 电动机四象限传动技术以及电子(自动) 司钻控制技 术。这些绞车控制系统能根据钻压、机械钻速、转盘转速和扭矩等参数控制 钻井钢丝绳的连续递送以保持稳定的钻井状态, 进而大大提高钻井效率。 如: 一、德国Wirth公司齿轮传动绞车 德国Wirth公司新一代齿轮传动绞车采用四象限控制技术,配有2台或3 台直流或交流电动机,能平稳地减速和停止下降或上升的载荷,在不超过设 备使用限制的情况下,直流和交流电动机都能运用再生制动技术,制动能量 大部分回馈给电网。绞车控制系统通过控制电动机四象限传动,使能量在一 个起下钻作业中按4个不同传动阶段分配。 绞车的控制系统是通过一个30~60kW的交流电动机来实现其它的辅助 驱动。在钻井过程中,自动化司钻控制电动机实现恒钻压自动送钻,保持设 定的参数,使钻井工具的寿命得以大大增长。另外,在主电动机失效时,还 可做为应急装置,将井中钻具提起。 绞车控制系统还包括一套智能防碰系统(ACS),用来优化游车上下运行 如需设计图纸请联系 QQ:68110808 第2页 过程中的安全和效率,它监控绞车独立的3个刹车系统。系统提供了整个提 升系统动能的参数分析,并考虑了包括系统制动能力、钩载、游车的速度和 位置等参数,在位于司钻控制室的ACS系统终端设定系统的上、下限位。 两个PLC上独立计算大钩的位置、速度和制动距离。根据控制系统的运 算法则,并考虑到系统的动能和绞车的刹车系统能力,两个PLC能独立启用 再生制动、涡流刹车或盘式刹车。大钩位置、载荷和所需要的制动距离等参 数持续地由两个微处理器检测和比较,任何差异都认为是ACS系统失效。电 动机再生制动、涡流刹车和盘刹紧急制动将被激活,使载荷制动停止。 二、Bentec公司绞车 德国Bentec公司已成功地将四象限传动用于其链传动钻机上, 将电动机 用于刹车, 并将能量回馈。盘式刹车只用于驻车或紧急制动。绞车遥控操 作, 游车可以准确定位。自动送钻速度从10 m/ h到150 m/ h 。 三、美国Varco公司单轴绞车 美国Varco公司最新一代单轴ADS —10绞车,充分利用了交流变频的控 制技术, 可不使用摩擦离合器而使用电动机再生制动来保持负荷。高性能 可精确控制的空气冷却和水冷却伊顿( Eaton) 组合盘式刹车可实现自动送 钻,并且使该绞车唯一的刹车——空气冷却模块用于紧急制动和负载的静态 控制,

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