全自動連續管卷筒張力控制系統的制作方法
【專利摘要】提供一種全自動連續管卷筒張力控制系統，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，編碼器設于連續管卷筒的輸出端上，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輸入電連接，壓力傳感器輸入通過與液壓系統輸出電連接采集系統驅動壓力值，壓力傳感器輸出與控制器輸入電連接將系統驅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度，保證卷筒張力的持續性，杜絕了因操作失誤而導致的安全事故，實現連續管作業過程中對連續管卷筒張力的全自動化控制。
【專利說明】
全自動連續管卷筒張力控制系統
技術領域
[0001]本實用新型屬油田連續管控制技術領域，具體涉及一種全自動連續管卷筒張力控制系統。
【背景技術】
[0002]油田在連續管作業過程中，對連續管卷筒上的張力有一定的要求，需要保證連續管不能出現松散，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向力，從而出現安全隱患。目前，油田所使用的連續管作業機基本只能對卷筒張力進行模糊控制，并需要根據作業深度及時手動調整系統壓力，保證張力控制在一定的安全范圍內，所以張力的大小只能憑操作人員的經驗和直覺來調節，勞動強度大，工作效率低，安全事故發生率高，并無法進一步實現連續管作業機的全自動化作業控制。因此有必要提出改進。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型解決的技術問題:提供一種全自動連續管卷筒張力控制系統，與現有技術中采用手動調節卷筒張力系統相比，可減輕操作人員勞動強度，保證卷筒張力的持續性，杜絕了因操作失誤而導致的安全事故，實現連續管作業過程中對連續管卷筒張力的全自動化控制。
[0004]本實用新型采用的技術方案:全自動連續管卷筒張力控制系統，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，所述編碼器設于連續管卷筒的輸出端上，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輸入電連接，所述壓力傳感器輸入通過與液壓系統輸出電連接采集系統驅動壓力值，所述壓力傳感器輸出與控制器輸入電連接將系統驅動壓力值輸送給控制器。
[0005]進一步地，所述控制器對編碼器和壓力傳感器輸入的數據進行程序運算，所述控制器根據運算結果對伺服控制閥進行PID調節。
[0006]本實用新型與現有技術相比的優點:
[0007]1、本實用新型通過控制面板對控制器進行參數設定，采用編碼器和壓力傳感器采集系統實時數據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據進行程序運算和結果比對，并根據運算結果對伺服控制閥進行PID調節，進而控制系統驅動壓力，保證連續管卷筒的張力值與設定的張力值相符，實現了連續管卷筒張力在連續管作業過程中的自動控制；
[0008]2、本實用新型與現有技術中采用手動調節卷筒張力系統相比，可減輕操作人員勞動強度，保證卷筒張力的持續性，杜絕了因操作失誤而導致的安全事故，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]下面結合附圖1-2描述本實用新型的實施例。
[0012]全自動連續管卷筒張力控制系統，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進行參數輸入和狀態顯示;所述編碼器3設于連續管卷筒的輸出端上，用于采集作業深度即連續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據傳輸給控制器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6輸入電連接，所述壓力傳感器4輸入通過與液壓系統6輸出電連接采集系統驅動壓力值，所述壓力傳感器4輸出與控制器2輸入電連接將系統驅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輸入的數據進行程序運算，所述控制器2根據運算結果對伺服控制閥5進行PID調節。
[0013]本控制系統的控制方法包括以下步驟:
[0014]1、通過控制面板I設定連續管規格、容量以及連續管作業時連續管卷筒所需張力值；
[0015]2、啟動系統，控制器2通過壓力傳感器4采集液壓系統6的系統驅動壓力值，并通過編碼器3采集連續管卷筒作業參數；
[0016]3、控制器2根據采集的編碼器信號與設定的連續管容量進行程序計算，得出此時力矩值；
[0017]4、控制器2根據計算的力矩值與設定的張力值，進行PID計算，得出此時所需的系統驅動壓力值；
[0018]5、控制器2根據采集的壓力信號與計算得出的所需系統驅動壓力值進行對比，并依據對比結果實時調節伺服控制閥5，使系統驅動壓力與運算得出的驅動壓力值逐步匹配，從而使卷筒張力穩定在所設定的張力值上。
[0019]具體工作過程:如圖2所示，在作業準備工作完成后及系統啟動前，從控制面板I上對控制器2進行連續管規格及張力值參數設定，系統啟動后，壓力傳感器4采集液壓系統6中的系統驅動壓力值，編碼器3采集連續管卷筒放管長度，并將數值傳入給控制器2，同時，控制器2進行程序運算，并對運算結果與傳入數值對比，根據對比結果對伺服控制閥5進行PID控制，從而使系統驅動壓力值與運算結果進行匹配，使卷筒張力值與設定張力值相符，這樣便完成了一次系統循環控制。當連續管卷筒開始運轉后，編碼器3的數值發生變化，并將此變化值傳入給控制器2，控制器2根據實時傳入的編碼器3數值，進行程序運算，得出實時的力矩值，并由力矩值運算出此時需要的系統驅動壓力值，然后根據計算結果對伺服控制閥5進行PID控制，使系統驅動壓力值與運算結果相符，并通過壓力傳感器4實時輸出壓力值進入控制器2，在控制器2中進行實時運算比對，從而可以及時根據比對結果，對伺服控制閥5進行相應的PID控制，以使液壓系統6的系統驅動壓力實時與運算結果保持相符，最終保證連續管卷筒的張力值與設定的張力值相符，實現了連續管卷筒張力在連續管作業過程中的自動控制。
[0020]本實用性與現有技術中采用手動調節卷筒張力系統相比，可減輕操作人員勞動強度，保證卷筒張力的持續性，杜絕了因操作失誤而導致的安全事故，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利要求所述內容所做的等效變化，均應包括在本實用新型權利要求范圍之內。
【主權項】
1.全自動連續管卷筒張力控制系統，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)設于連續管卷筒的輸出端上，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(6)輸入電連接，所述壓力傳感器(4)輸入通過與液壓系統(6)輸出電連接采集系統驅動壓力值，所述壓力傳感器(4)輸出與控制器(2)輸入電連接將系統驅動壓力值輸送給控制器(2)。2.根據權利要求1所述的全自動連續管卷筒張力控制系統，其特征在于:所述控制器(2)對編碼器(3)和壓力傳感器(4)輸入的數據進行程序運算，所述控制器(2)根據運算結果對伺服控制閥(5)進行PID調節。
【文檔編號】E21B19/22GK205663416SQ201520921107
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月18日
【發明人】張德榮, 李春有, 姚偉鋒, 南建武, 康自強, 張宏偉
【申請人】寶雞石油機械有限責任公司, 寶雞寶石特種車輛有限責任公司