[发明专利]石油钻机液压盘刹智能测试系统及方法

权利要求书

1.一种石油钻机液压盘刹智能测试方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）启动盘刹测试功能：用户通过启动可视化人机交互设备（1）上的“测试启动按钮”启动测试功能；

（2）首先判断液压盘刹的状态：判断石油钻机1、2号液压盘刹的抱闸状态，如果两液压盘刹为费抱闸状态即释放状态，则激活液压盘刹，使其抱闸；如果不是释放状态进行判断绞车滚筒使能状态；

（3）判断绞车滚筒使能状态：判断绞车滚筒释放已经使能，如其处于待机状态即无使能；如果没有处于待机状态则在可视化人机交互设备（1）的“设定测定扭矩输入域”中输入测试目标转矩值Tn；

（4）开始测试：输入测试目标转矩值Tn完成确认后，系统正式开始测试；

（5）绞车滚筒控制切换为转矩模式：绞车滚筒控制原为速度控制模式，正式启动测试后系统自动切换为转矩控制模式，形成转矩闭环控制；

（6）绞车给定值增加5%Tn（107）：绞车滚筒给定每个循环增加5%Tn，直到100%Tn为止；

（7）绞车滚筒角位移（108）：可编程控制器（2）通过绞车滚筒编码器反馈的信号来判断绞车是否有角位移，如果绞车滚筒有角位移，证明盘刹转矩没达到当前设定值，跳转至出具失败测试报告（121），如果绞车滚筒没有角位移，证明盘刹转矩达到当前设定值，跳转至转矩达到Tn（109），继续运行测试程序判断实际转矩是否达到测试目标转矩值Tn，如果已经达到Tn，则跳转至保持一分钟（111），如果还没达到Tn，则跳转至给定达到Tn（110）；

（8）给定达到Tn（110）：判断转矩是否已经达到测试目标转矩值Tn，如果达到Tn，则保持一分钟（111），否则跳转至绞车给定值增加5%Tn（107）；

（9）保持一分钟（111）：液压盘刹智能测试系统检查到转矩达到测试目标转矩值Tn后保持该转矩下静态平衡一分钟；

（10）绞车滚筒有角位移：此时再次判断绞车滚筒是否有角位移，根据测试报告判断，有则跳转至出具失败测试报告（121），否则跳转至出具成功测试报告（113）；

（11）出具成功测试报告：根据之前程序执行的结果，出具成功测试报告，内容包括测试时间，测试转矩值参数信息；

（12）复位测试功能：当液压盘刹智能测试系统完成测试报告后自动复位测试功能，准备进入正常待机状态；

（13）重新测试：复位测试功能后系统会提示用户是否重新测试液压盘刹，用户选择否，则测试程序跳转至结束（116），如果用户选择是，则跳转至启动盘刹测试功能（101）重新测试盘刹；结束整个盘刹测试功能，系统进入待机状态；

上述方法基于以下系统实现，该系统包括可视化人机交互设备（1）、可编程控制器（2）、变频器（3）、电机（4）、绞车滚筒（5）、1、2号液压盘刹（6）及绞车滚筒编码器（7）；可视化人机交互设备（1）分别通过总线与可编程控制器（2）、变频器（3）电连接，变频器（3）与电机（4）之间通过动力电缆连接，电机（4）的输出轴上安装所述绞车滚筒（5）给其提供动力，1、2号液压盘刹（6）设于绞车滚筒（5）前、后端，所述绞车滚筒编码器（7）安装在绞车滚筒（5）上；1、2号液压盘刹（6）、绞车滚筒编码器（7）与可编程控制器（2）间通过信号电缆连接来传输状态信号；

可视化人机交互设备（1）上设有1、2号液压盘刹压力的输出域，1、2号液压盘刹状态指示灯、测试启动按钮、阀值配置按钮、测试取消按钮、设定测定扭矩输入域、及实际扭矩显示域；

可视化人机交互设备（1）用于接收传输操作人员的操作指令并同时显示绞车滚筒测试扭矩和实际扭矩值、盘刹压力值；变频器（3）按照可编程控制器（2）输送的指令去驱动电机（4）来满足当前工况所需的指标值，同时通过电机上安装的速度编码器监测电机的转矩，规格化后传输给可编程控制器（2），电机（4）驱动绞车滚筒（5）将电机转矩传输给绞车滚筒（5）；液压盘刹（6）处于抱闸状态，克服绞车滚筒（5）的转矩，同时将其状态传输给可编程控制器（2），绞车滚筒编码器（7）将绞车滚筒的旋转情况传送给可编程控制器（2）；可编程控制器（2）综合判断操作指令、液压盘刹状态、及绞车滚筒旋转情况，经过高速运算后给变频器（3）发控制指令，综合判断石油钻机液压盘刹性能；

可编程控制器（2）包括接受指令单元（60）、综合判断单元（61）、高速运算单元（62）和发出指令单元（63）；变频器（3）包括指令单元（68）、指令处理单元（67）、输出执行单元（66）；由可视化人机交互设备（1）输入操作指令，可编程控制器（2）的接收指令单元（60）接收到指令后，首先，结合绞车滚筒的状态反馈单元（64）、变频器输出执行单元（66）反馈的状态信息，依次经综合判断单元（61）、高速运算单元（62）后通过指令单元（63）发送指令输出至变频器（3）；变频器（3）通过其接收指令单元（68）接收到指令后，经指令处理单元（67）对指令处理完成后，通过输出执行单元（66）输出给执行机构（65）电机，同时将其输出的状态参数反馈给可编程控制器（2）的综合判断单元（61），状态反馈单元（64）将绞车滚筒上的1、2号液压盘刹的状态参数、绞车滚筒编码器（7）的状态参数、及其余所有的机械状态参数反馈给综合判断单元（61）和可视化人机交互设备（1）可视化输出，用于综合判断石油钻机液压盘刹性能。