1、电控型地面防喷器控制装置的介绍电控型地面防喷器控制装置的介绍 北京石油机械厂北京石油机械厂2011年年7月月通讯电缆，以电信号为介质远程控制台按钮箱 电控方式是通过电电控方式是通过电信号对远程控制台信号对远程控制台的控制操作。能够的控制操作。能够及时同步的显示远及时同步的显示远程台的转阀位置，程台的转阀位置，安全可靠性更高，安全可靠性更高，功能更强，操作更功能更强，操作更加人性化。加人性化。HMI 采用电信号作为遥控介质来替代原有的以压缩空采用电信号作为遥控介质来替代原有的以压缩空气为介质的遥控方式气为介质的遥控方式 将司钻控制台和辅助控制台换成按钮控制箱和将司钻控制台和辅助控制台换成按钮控制
2、箱和HMI面板面板 使用使用PLC、触摸屏、传感器、气马达调压阀等元、触摸屏、传感器、气马达调压阀等元件对件对PLC编程，对触摸屏编辑界面编程，对触摸屏编辑界面 采用通讯电缆传递控制信号，采用供电电缆为采用通讯电缆传递控制信号，采用供电电缆为HMI面 板 和 按 钮 箱 供 电 ； 替 代 原 有 的 空 气 管 缆面 板 和 按 钮 箱 供 电 ； 替 代 原 有 的 空 气 管 缆 . 控制方式采用西门子控制方式采用西门子S7-300系列的系列的PLC模块做主站，模块做主站，西门子的西门子的HMI触摸屏和分布式触摸屏和分布式I/O系统分别做从站的系统分别做从站的主从控制系统，主站和从站之间
3、采用现在比较成熟主从控制系统，主站和从站之间采用现在比较成熟的，高可靠性的的，高可靠性的PROFIBUS工业总线进行通工业总线进行通讯讯 .气动压力变送器功用：将高油压值 转化为 相应低气压值空气管缆输送到遥控装置上的气压表，以气压表指示油压值。压力传感器压力传感器（420mA）注意：司钻控制台的注意：司钻控制台的压力表读数为零压力表读数为零或与远程台读数或与远程台读数差别很大，有可差别很大，有可能是传感器的进能是传感器的进油阀没打开油阀没打开蓄能器压力传感器蓄能器压力传感器（040MPa）管汇压力传感器管汇压力传感器（040MPa）环形压力传感器环形压力传感器（025MPa）气源压力传感器气
4、源压力传感器（02.5MPa）压力传感器压力传感器（420mA）环形压力环形压力进油阀进油阀管汇压力管汇压力进油阀进油阀注意：司钻控制台的注意：司钻控制台的压力表读数为零压力表读数为零或与远程台读数或与远程台读数差别很大，有可差别很大，有可能是传感器的进能是传感器的进油阀没打开油阀没打开蓄能器压力蓄能器压力进油阀进油阀气源压力气源压力进气阀进气阀工作原理工作原理整套电控系统的电器框图整套电控系统的电器框图 DI:开关量输入开关量输入DO:开关量输出开关量输出AI：模拟量输入：模拟量输入AO：模拟量输出：模拟量输出主电源主电源控制电源控制电源注意：排气孔不可封堵注意：排气孔不可封堵比较比较分析分
5、析传感器将油压值输入传感器将油压值输入PLC设定电机的启动设定电机的启动/停止压力值停止压力值及报警参数及报警参数PLC将两者比较将两者比较后控制电机启停后控制电机启停电控工作原理电控工作原理磁环磁环磁性开磁性开关关当转阀换向时会带当转阀换向时会带动活塞杆上的磁环动活塞杆上的磁环一起运动，气缸左一起运动，气缸左右各有一个磁性开右各有一个磁性开关，当磁性开关感关，当磁性开关感应到磁环时会给应到磁环时会给PLC一个输入信号一个输入信号PLC控制司控制司钻箱钻箱/触摸屏触摸屏相应的指示相应的指示灯亮灯亮司钻箱通过电缆遥控转阀换向司钻箱通过电缆遥控转阀换向司钻箱按司钻箱按钮给钮给PLC输入信号输入信号
6、PLC控制控制电磁电磁换向换向阀阀技术特点与创新突破技术特点与创新突破电控型液控装置相比于气控型具有的设计优点电控型液控装置相比于气控型具有的设计优点气控型气控型电控型电控型远程遥控方式远程遥控方式压缩空气压缩空气电信号电信号遥控时间遥控时间2 3 S 1 S即时显示转阀位置即时显示转阀位置仅能在司钻台上显示上仅能在司钻台上显示上一次的操作情况一次的操作情况可以，通过磁性开关可以，通过磁性开关报警装置报警装置报警功能报警功能3项项报警功能达到报警功能达到7项，有扩展项，有扩展空间空间电机自动起停控制电机自动起停控制通过压力控制器，使用通过压力控制器，使用改锥调节，精度不易控改锥调节，精度不易控
7、制制通过传感器，在触摸屏上通过传感器，在触摸屏上完成，准确且调节方便完成，准确且调节方便使用环境使用环境寒冷地区压缩空气里的寒冷地区压缩空气里的水气结冰堵塞气路通道水气结冰堵塞气路通道可在寒冷地区使用可在寒冷地区使用技术特点与创新突破技术特点与创新突破电控型液控装置相比于气控型具有的设计优点电控型液控装置相比于气控型具有的设计优点采用采用Profibus现场总线控制技术，抗干扰能力强现场总线控制技术，抗干扰能力强系统能储存系统能储存600小时的压力趋势记录小时的压力趋势记录多功能报警装置，并且能将以前发生的报警记录值储存多功能报警装置，并且能将以前发生的报警记录值储存设计多种防喷器组合配置，使
8、用者根据不同钻井阶段防喷设计多种防喷器组合配置，使用者根据不同钻井阶段防喷器的配置来选择不同的组合器的配置来选择不同的组合增加增加UPS系统，保证在系统没电时，可为系统提供两小时系统，保证在系统没电时，可为系统提供两小时动力动力根据用户的需要，可在一套根据用户的需要，可在一套HMI和按扭箱上实现对防喷器和按扭箱上实现对防喷器组和分流器的操作组和分流器的操作技术特点与创新突破技术特点与创新突破人性化的操人性化的操作界面即时作界面即时显示远程台显示远程台转阀位置，转阀位置，配备多功能配备多功能报警系统。报警系统。选择中英文选择中英文, ,可以对语言可以对语言进行自由切进行自由切换，还可根换，还可根
9、据用户要求据用户要求增加西班牙增加西班牙文、俄文等文、俄文等多语言文字多语言文字. .技术特点与创新突破技术特点与创新突破可以记录系统可以记录系统压力曲线压力曲线, ,通通过该曲线过该曲线, ,可可以观察到蓄能以观察到蓄能器、管汇、环器、管汇、环形压力的变化形压力的变化情况。情况。 技术特点与创新突破技术特点与创新突破设计了多个设计了多个幅面的防喷幅面的防喷器组合配置器组合配置, ,使用者可以使用者可以根据不同钻根据不同钻井阶段防喷井阶段防喷器的配置来器的配置来选择不同的选择不同的组合。组合。 技术特点与创新突破技术特点与创新突破触摸屏及按钮箱代替常规的司钻台一般放于队长室一般放于队长室一般放
10、于司钻房里一般放于司钻房里 构成构成防护等级为防护等级为IP65的防爆型不锈钢控制箱，的防爆型不锈钢控制箱，可置于钻台上可置于钻台上西门子西门子ET200M PLC一套及输入输出模块一套及输入输出模块按钮及指示灯用于控制操作防喷器并显示按钮及指示灯用于控制操作防喷器并显示转阀位置转阀位置010V的变比表将远程台上的压力值显示在的变比表将远程台上的压力值显示在按钮箱上按钮箱上一个二级操作的控制按钮，当对防喷器进一个二级操作的控制按钮，当对防喷器进行操作时，必须同时按住控制按钮并按下行操作时，必须同时按住控制按钮并按下需要操作的带灯按钮，这样可以保证对防需要操作的带灯按钮，这样可以保证对防喷器操作
11、的正确性喷器操作的正确性一个蜂鸣器用于报警时发出声光报警一个蜂鸣器用于报警时发出声光报警 按钮控制箱 功能描述功能描述 防喷器组的操作（开防喷器组的操作（开/ /关）关） 报警显示及确认报警显示及确认 电机运行显示电机运行显示 压力值的显示压力值的显示 HMI面板 构成构成不锈钢控制箱不锈钢控制箱西门子西门子MP377 15英寸触摸屏英寸触摸屏 一个蜂鸣器用于报警时发出声光报警一个蜂鸣器用于报警时发出声光报警冷却风扇和温控器，用于调节控制箱内温度冷却风扇和温控器，用于调节控制箱内温度 功能描述功能描述 防喷器组形式的设定和修改防喷器组形式的设定和修改 防喷器组的操作（开防喷器组的操作（开/ /
12、关）关） 报警显示和报警点的设置报警显示和报警点的设置 电机自动启停的控制电机自动启停的控制 报警历史记录和压力值的趋势曲线报警历史记录和压力值的趋势曲线安装调试 远程控制台从井场获得电力和气源。远程控制台从井场获得电力和气源。防爆按钮箱通过通讯线和电缆线与远程控制防爆按钮箱通过通讯线和电缆线与远程控制台连接，通过操作箱体上的按钮，控制远程控台连接，通过操作箱体上的按钮，控制远程控制台的三位四通转阀。制台的三位四通转阀。HMI 操作面板通过通讯线和电缆线与远程控操作面板通过通讯线和电缆线与远程控制台连接，通过操作制台连接，通过操作HMI界面，控制远程控制界面，控制远程控制台的三位四通转阀。台的
13、三位四通转阀。安装调试 安装安装吊装远程控制台，须用四根钢丝绳套于底座的四脚起吊，起吊吊装远程控制台，须用四根钢丝绳套于底座的四脚起吊，起吊时请注意吊装平稳。时请注意吊装平稳。远程控制台应安装于离井口远程控制台应安装于离井口3030米以外的适当位置，按钮箱安放米以外的适当位置，按钮箱安放在钻台上，在钻台上，HMIHMI面板安放在队长房内。面板安放在队长房内。检查预充蓄能器的氮气压力检查预充蓄能器的氮气压力油箱加油油箱加油安装调试 接通气源接通气源油管和防喷器连接油管和防喷器连接电源连接电源连接 接线前，将远程控制台上电控箱的总电源开关断开，接线前，将远程控制台上电控箱的总电源开关断开， 以防通
14、电后电机立刻启动而发生事故。以防通电后电机立刻启动而发生事故。检查电机旋转方向检查电机旋转方向连接通讯线和电缆线连接通讯线和电缆线 注意：对应插头针数插接。插接时要求对正插接注意：对应插头针数插接。插接时要求对正插接安装调试 将电控箱内的所有空开闭合将电控箱内的所有空开闭合将电控箱主开关扳到将电控箱主开关扳到“开开”位，将控制箱上的位，将控制箱上的UPS 开关扳到开关扳到“开开”位位安装调试 启动HMI 操作面板先合上箱体内的空气开关先合上箱体内的空气开关Q1和和Q2，转动电源钥匙开关，转动电源钥匙开关，HMI面板开始工作，系统主屏幕将有显示。面板开始工作，系统主屏幕将有显示。在主菜单上按下在
15、主菜单上按下“系统设定系统设定”系统将显示对话框来输入设置系统将显示对话框来输入设置密码来确保安全，用户当输入正确的密码（密码来确保安全，用户当输入正确的密码（bpm123）后，）后，菜单将改为系统设置菜单。菜单将改为系统设置菜单。设置防喷器类型，更改名称。设置防喷器类型，更改名称。设置报警值电机启动值设置报警值电机启动值动画动画安装调试 调试油泵启停试验泵系统总流量试验溢流阀启闭特性电控气、气控液开关正确性试验氮气压力检查蓄能器压力低报警气源压力低报警油箱液位报警电动泵运转指示UPS使用报警故障与排除 电动机不能启动电动机不能启动原因：原因：电源参数不符合要求，电压低。电源参数不符合要求，电
16、压低。措施：措施：检修电路。检修电路。原因：原因：电控箱内电器元件损坏、失灵，如转电控箱内电器元件损坏、失灵，如转 换开关，传感器。换开关，传感器。措施：措施：检修电控箱。检修电控箱。原因：原因：HMI操作面板设置值不对操作面板设置值不对措施：措施：重新设定。重新设定。原因：原因：油箱液面太低油箱液面太低措施：措施：增加液压油。增加液压油。故障与排除 在触摸屏上无法控制大转阀在触摸屏上无法控制大转阀原因：原因：气源不正常气源不正常措施：措施：检查气源是否正常，可以在远程台的电检查气源是否正常，可以在远程台的电 控箱上手动试验一下气马达调压阀是否控箱上手动试验一下气马达调压阀是否 可以操作。可以
17、操作。原因：原因：HMI面板上的二次操作按钮元件损坏。面板上的二次操作按钮元件损坏。措施：措施：更换二次操作按钮元件更换二次操作按钮元件原因：原因：HMI操作面板死机操作面板死机措施：措施：重新开机重新开机故障与排除 触摸屏触摸屏/按钮箱和远程台上的环形和气源压力显示对应按钮箱和远程台上的环形和气源压力显示对应不上不上原因：原因：传感器损坏传感器损坏措施：措施：更换传感器更换传感器原因：原因：远程控制台模拟量输入模块坏远程控制台模拟量输入模块坏措施：措施：更换模块更换模块故障与排除 触摸屏有画面，显示压力值为触摸屏有画面，显示压力值为#，无法进行操作，无法进行操作 原因：原因：通讯电缆总线插头
18、损坏通讯电缆总线插头损坏措施：措施：更换总线插头更换总线插头原因：原因：触摸屏通讯插口损坏触摸屏通讯插口损坏措施：措施：更换触摸屏，或找西门子原厂维修更换触摸屏，或找西门子原厂维修故障与排除 司钻箱四块表闪，远程台可以正常使用司钻箱四块表闪，远程台可以正常使用原因：通讯不上原因：通讯不上措施：检查线，拔下远程台的插针，测试措施：检查线，拔下远程台的插针，测试1针和针和4针有没针有没有电阻，应该是有有电阻，应该是有110欧左右的电阻，若没有看通讯电欧左右的电阻，若没有看通讯电缆有无死弯或线断，司钻台插座上是否是由于安装插座缆有无死弯或线断，司钻台插座上是否是由于安装插座不规范导致没有插座内线断。不规范导致没有插座内线断。措施：看司钻台上措施：看司钻台上PLC的总线插头的终端电阻是不是的总线插头的终端电阻是不是on，远程台上远程台上PLC的总线插头的终端电阻是不是的总线插头的终端电阻是不是off措施：检查远程台上措施：检查远程台上PLC的总线插头插接位置是否插在的总线插头插接位置是否插在DP口上口上谢谢大家！
