УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ВХОДНЫХ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
DEVICE FOR SWITCHING INPUT ANALOGUE SIGNALS OF DRILLING EQUIPMENT

Изобретение относится к области средств построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов, а конкретно к технике сбора, передачи, обработки и отображения информации, необходимой для оперативного контроля и управления производственным процессом и может быть использовано для управления электроприводами буровых лебедок и роторов.
Известен контроллер ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, состоящий из пластмассового корпуса, клеммы заземления, разъемов, ряда индикаторов, защелки, печатной платы с расположенными на ней компонентами схемного решения конкретного назначения модуля (патент РФ №15528). Недостатком его является отсутствие унификации корпуса для создания базового набора модулей, который позволяет проектировать локальные интеллектуальные устройства, невозможность «горячей» замены модулей и отсутствие резервирования модуля аналоговых входов.
Известен диагностический контроллер ввода-вывода сигналов, содержащий корпус, разъемы, печатную плат у с расположенными на ней компонентами схемного решения конкретного назначения модуля (патент РФ №2172940). Это устройство обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности в работе контроллера в условиях низких температур и повышенной запыленности воздуха. Недостатком его является отсутствие унификации корпуса для создания базового набора модулей, который позволяет проектировать локальные интеллектуальные устройства, и невозможность «горячей» замены модулей и отсутствие резервирования модуля аналоговых входов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является модуль контроллера ввода-вывода сигналов (патент РФ №2439646) выполненный в виде прямоугольного корпуса с вентиляционными прорезями. Левая боковая стенка выполнена съемной с возможностью защелкиванием ее на пяти опорных защелках, на которые предварительно одевается печатная плата и общий процессор. Корпус модуля, выполненный в виде двух параллельных печатных плат, которые сочленены межплатным разъемом для электрической связи, на передней стороне корпуса расположены крышка доступа к объектовым разъемам или к портам процессора с ключом переключения его режимов работы и табло ряда индикаторов, который установлен на торце печатной шиты с наклеенной светонаправляющей прокладкой, а снаружи основания индикаторного табло корпуса установлен трафарет с прозрачными надписями и прозрачный плафон.
Недостатком данного модуля контроллера ввода-вывода сигналов является отсутствие возможности вывода из работы модуля входных аналоговых сигналов в случае его выхода из строя с передачей функций приема задания частоты вращения системой управления электроприводом.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности работы системы управления электроприводами буровых лебедок и роторов, а также сокращение простоев бурового оборудования в ожидании ремонта или замены модуля входных аналоговых сигналов.
Поставленная задача решается устройством переключения входных аналоговых сигналов бурового оборудования, содержащим контроллер, предназначенным для сбора дискретных и аналоговых сигналов с пульта бурильщика и вышечно-лебедочного блока, обработки этих сигналов и передачи соответствующих данных по сети в системы управления тиристорных преобразователи буровых лебедки и ротора, а также для приема данных от систем управления тиристорных преобразователей буровых лебедки и ротора, и вывода соответствующих аналоговых и дискретных сигналов на показывающие приборы и светосигнальную аппаратуру пульта бурильщика, включение электромагнитных клапанов вышечно-лебедочного блока и пускателей вспомогательных приводов; коммандоаппарат на пульте бурильщика, предназначенный для подачи сигнала задания частоты вращения бурового ротора и коммандоаппарат, предназначенный для подачи сигнала задания частоты вращения буровой лебедки; системы управления тиристорных преобразователей буровых лебедки и ротора.
Новым является то, что в случае выхода из строя модуля входных аналоговых сигналов он выводится из работы, а функции приема аналоговых сигналов задания частоты вращения буровых лебедки и ротора передаются системе управления тиристорных преобразователей, при этом устройство дополнительно оснащено исполнительным блоком для коммутации переключателей, обеспечивающих вывод из работы поврежденного модуля входных аналоговых сигналов и подачи аналоговых сигналов задания частоты вращения буровых лебедки и ротора в системы управления тиристорных преобразователей, при этом в системах управления тиристорных преобразователей включаются клеммы приема аналоговых сигналов и формируется сигнал на исполнительный блок, коммутирующий переключатели.
На Рис. 1 схематично изображено предлагаемое устройство переключения входных аналоговых сигналов бурового оборудования, содержащее контроллер.
Устройство переключения входных аналоговых сигналов бурового оборудования, содержащее контроллер содержит: контроллер, состоящий из модуля контроллера 1, модуля входных дискретных сигналов 2, модуля выходных дискретных сигналов 3, модуля входных аналоговых сигналов 4, модуля выходных аналоговых сигналов 5, при этом все модули объединены двухсторонней связью, коммандоаппарат 6 для подачи сигнала задания частоты вращения бурового ротора, коммандоаппарат 7 для подачи сигнала задания частоты вращения буровой лебедки, выходные сигналы которых поступают в модуль входных аналоговых сигналов через переключатели К3 и К4 и в системы управления тиристорных преобразователей буровых лебедки 8 и ротора 9 через переключатели К1 и К2, системы управления тиристорных преобразователей буровых лебедки 8 и ротора 9, объединенных двухсторонней связью с модулем контроллера 1, выходы которых соединены со входом исполнительного блока 10, предназначенного для коммутации переключателей K1, К2, К3 и К4.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном штатном состоянии переключатели К1 и К2 - замкнуты, переключатели К3 и К4 - разомкнуты.
В случае выхода из строя модуля аналоговых входов 4, модуль контроллера 1 передает сигнал неисправности модуля аналоговых входов 4 в системы управления тиристорных преобразователей буровых лебедки 8 и ротора 9. В системах управления тиристорных преобразователей лебедки 8 и ротора 9 включаются клеммы приема аналоговых сигналов от коммандоаппаратов 6 и 7, одновременно с этим одной из систем тиристорных преобразователей, например, буровой лебедки 8 подается сигнал на исполнительный блок 10, который переключает группу контактов K1, К2, К3 и К4. Контакты К1 и К2 замыкаются, обеспечивая подачу аналоговых сигналов задания частоты вращения лебедки и ротора в системы управления тиристорных преобразователей буровых лебедки 8 и ротора 9, а контакты К3 и К4 размыкаются, исключая подачу аналоговых сигналов в модуль входных аналоговых сигналов 4. При этом модуль входных аналоговых сигналов 4 выводится из работы, а функции приема аналоговых сигналов задания частоты вращения буровых лебедки и ротора передаются системам управления тиристорных преобразователей буровых лебедки 8 и ротора 9.
Конструкция устройства позволяет автоматически исключить модуль входных аналоговых сигналов с целью дальнейшей беспрерывной работы буровых лебедки и ротора.
Исключаются длительные простои бурового оборудования (механизмы буровой установки: буровые ротор и лебедка) в ожидании ремонта или замены модуля входных аналоговых сигналов, в следствии автоматизированного процесса переключения входных аналоговых сигналов контроллера при выходе из строя модуля входных аналоговых сигналов.
Предлагаемое устройство переключения входных аналоговых сигналов бурового оборудования, содержащее контроллер, позволяет:
- повысить стабильности работы системы управления электроприводами буровых лебедки и ротора;
- сократить простои бурового оборудования в ожидании ремонта или замены модуля входных аналоговых сигналов.