西門子頂驅電控系統提升某石油機械廠頂驅的競爭力

分類：技術教程日期：2014-01-03 00:00:00 來源：西部工控網

　　頂部驅動鉆井裝置是當今鉆井工程界的重大前沿技術之一，迄今為止全球只有不到十家公司具備該生產能力。

　　西門子大型傳動部(LDBU)協助SFAE解決某石油機械廠的技術痛點

　　2003年西門子與某石油機械廠開始合同研發“頂驅電控系統”。頂驅作為石油鉆井主要設備，是整個頂驅設備的神經中樞，一旦頂驅出現機械故障，會使用戶蒙受巨大的損失，嚴重的還可能引發鉆井事故。項目組還需解決如何滿足某石油機械公司用戶最基本的設備需求，如保證鉆采24小時不宕機。因此，研發出理想的頂驅電控系統，電控系統設計和制造水平決定了頂驅設備整體的可靠性和運行水平成了項目組的攻克難點。

　　鑒于某石油機械公司項目的特殊性，大型驅動部在西門子有限公司北方區的領導下，參加了某石油機械公司頂驅項目專門成立的跨部門客戶服務團隊，鼎立協助SFAE頂驅項目組。根據項目組制定的“零缺陷管理流程”，按照該石油機械公司電控系統的設計、制造、服務、新產品開發和新技術應用優化流程，改進設計、檢驗手段和質量控制手段，實現了系統的自動檢驗。VIP服務流程為該石油機械公司頂驅及客戶提供365天24小時全天候服務響應。

　　優越的頂驅電控系統平臺

　　西門子與該石油機械公司共同研發出的頂驅電控系統實現了電控房與司鉆操作臺、本體控制站之間的智能通訊;方便了鉆機維護管理人員與司鉆集中監控，具有很好的可視性和可讀性。同時使系統結構大大簡化，后續功能開發空間很大，無論從設計、安裝、運行、維護，還是提高工效等方面，都體現出優越性，為系統的全集成自動化奠定了基礎。

　　圖1：頂驅系統組成示意圖

　　頂驅網絡系統采用的是PROFIBUS-DP結構，包括所有遠程站和變頻驅動系統，所有子站、整流器和逆變器都通過PROFIBUS協議與CPU進行通訊。除CPU與本體站以外，所有的通訊電纜均為屏蔽雙絞線。CPU與本體站的通訊為光纜。其中CPU機架共使用的信號模塊為5個DI、2個DO、1個AO。數字輸入主要將系統的各路電源狀態輸入到PLC以供系統的自診斷及上位工控軟件WINCC顯示使用。在項目中使用的SIMATICS7-300系列PLC是西門子全集成自動化TIA系統中的控制核心，是其集成與開放特性的重要體現。

　　技術先進，安全可靠，成本低廉的自動化解決方案

　　該頂控電控系統全集成自動化解決方案，針對系統的安全可靠性、減少停機時間;減少系統運維成本;充分考慮油田勘探的不同地域環境、工況和安裝調試便利性等，采用先進的設計研發手段為該石油機械公司建立了具有國際先進水平的專用全功能、全載荷、全功率試驗裝置，建設了具有國際水準的現代化生產設施，研究開發了相關的鉆井工藝技術，形成了10余項國家專利。西門子針對該石油機械公司技術人員進行專業化培訓，幫助該石油機械公司實現了年產百余套套頂驅的規模生產能力，同時組建了一支高水平的技術服務隊伍。交流變頻頂部驅動鉆井設備很快形成了批量生產能力，在國內市場打破了國外品牌的壟斷，并實現了產品的完全替代，同時迅速打入了國際市場。

　　SIMOVERTMASTDRIVESCUVC使您的機器設備與眾不同的驅動系統

　　對于額定驅動功率高達6000KW的連續過程控制任務來說，自動控制和驅動技術的要求都很高。SIMOVERTMASTDRIVESCUVC矢量控制模塊，已經在世界范圍內取得了巨大成功，可以動態、高效、而靈活的應用于所有領域。

　　控制原理是獨一無二的：從驅動器的過程控制刀自動控制都采用了一個專門的工程管理工具-DriveES;功率范圍從0.55KW到6000KW，采用了獨創性的控制原理、獨創性的參數配置和獨創性的操作控制概念;就控制精度、控制可靠性以及對電網無干擾的主動性前端(ActiveFrontEnd)技術的實用性而言，SIMOVERTMASTDRIVESCUVC領先于所有對手。而其緊湊性也是世界第一的。綜合化、集成化和智能化時期可以靈活的滿足各種機械和應用需求，使機器設備的生產能力達到最高。簡而言之-一個統一的控制系統可以帶來管理成本的降低、全球化的應用能力、高精確度、應用的靈活性和絕佳的應用表現-當然，這需要控制系統與自動化生產系統整體上保持完美的協調。

　　SIMOVERTMASTDRIVESCUVC可以處理所有驅動問題的通用驅動器。不但可以對三項感應電動機進行驅動控制，可控電壓高達690V，同時模塊化的嵌入式操作單元卡，繼承的自由功能模塊使您的驅動方案更加靈活。

　　優越的頂驅電控系統平臺，技術先進，安全可靠，成本低廉的自動化解決方案，與眾不同的驅動系統。

　　附錄