修井旋轉實驗臺的研制

韓正偉++韓兵奇++王發元++高棟梁++仁榮亭

摘 要：闡述了旋轉實驗臺傳動系統的結構與系統要求，對其控制系統進行了電氣設計，并進行了試驗。結果表明，該系統結構簡單、定位準確、觸點少、安全可靠、成本低、操作方便。

關鍵詞：旋轉實驗臺 傳動系統 控制系統 定位

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0108-02

現代石油技術正朝著高效、安全、節能的方向發展，石油企業對石油類人才的要求也趨向于復合化，對人才的實踐能力十分看中。因此，學校對學生的培養必須注重理論與實踐的緊密結合，除加強現場實踐教學外，更多的應以本校的實踐基地為主，加強學生的實踐認知過程，培養其動手、動腦及創新能力。日前，我校在石油工業訓練中心設立了修井實訓室，以修井實驗臺為中心，設計了六套實驗系統，分別對修井過程中出現的復雜情況進行實驗及實踐訓練。

1 結構原理

本實驗臺為旋轉結構，主要包括實驗臺、實驗井筒、電動機、修井機、定位傳感器等（圖1）。實驗井筒安裝在旋轉實驗臺上，隨實驗臺一同旋轉，更換操作實驗。定位傳感器安裝在井筒周圍，用以定位實驗井筒相對修井機的位置，選擇實驗井筒。電動機和減速機構設在實驗臺的底部中心軸上，為實驗臺的旋轉提供動力。修井機為修井實驗的主要系統，實現修井實踐訓練的全部操作。

本系統以實驗臺中心為圓心，以三相異步電動機為動力，通過蝸輪蝸桿機構減速后驅動實驗臺旋轉，并快速對正所選擇的實驗井筒，實現修井機與油井井眼的對中，進行修井教學實訓。

2 主要技術參數

額定電壓：380 V

額定功率：1.1 kW

額定轉速：910 r/min

減速比：1∶30

實驗臺旋轉直徑：750 mm

實驗井筒數：6

3 控制系統

3.1 系統要求

本系統為實驗室教學系統，要求安全可靠，運行平穩，噪音小，井筒能迅速準確的定位（誤差不超過±1 mm），且造價低。

3.2 系統設計

根據實驗臺傳動系統的結構和技術參數易知，定位傳感器處旋轉實驗臺的線速度為v=0.19 m/s，其速度較快，因此，控制系統以反應速度較快的光電傳感器定位，且設置電機剎車系統。其原理如圖2所示。

由圖2可知，旋轉實驗臺控制系統由主電路和控制電路兩部分組成，其中控制電路的功能主要包括井筒選擇定位和電機剎車兩部分。井筒選擇定位系統以光電傳感器OMRON EE-XS770為主控元件，配合選擇按鈕開關實現井筒選擇定位功能。為了克服旋轉實驗臺的慣性，實現井筒的準確定位，必須設計電機剎車電路，此處選用了比較典型的“單向啟動能耗制動自動控制線路”。

3.3 系統原理

合上與選定井筒相對應的定位開關Sn（n=1，2，……，6），按下啟動按鈕SB1后，交流接觸器KM1得電，其常開觸點閉合，電機正轉。待井筒旋轉到相應的定位傳感器時，繼電器KA得電，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，接觸器KM1斷電，主觸點和自鎖觸點斷開，接觸器KM2和延時繼電器KT得電，電機處于半波能耗制動狀態。待延時時間到，其常閉觸點斷開，接觸器KM2斷電，電機停轉。如欲在某時刻停車，亦可隨時按下停止按鈕SB2即可使回路斷電，電機剎車，停轉。

4 操作步驟與注意事項

（1）首次操作，通電后按下啟動按鈕SB1或SB2即可使電機正轉或反轉。

（2）運行過程中，如遇緊急情況，按下停止按鈕SB3即可迅速停車。

（3）限位片通過光電開關時電機停轉，但井筒與修井機對齊不理想，此時先按下停止按鈕SB3，使繼電器K復位后，再按下反轉按鈕，使電機反轉再次對正即可。

（4）電機在正常情況下自動停車后，必須先按下停止按鈕SB3，使繼電器K復位，然后才能再次啟動，否則，啟動無效。

5 結論

該控制系統在實驗室內進行了試驗，首次通電對正誤差為±2.12～2.60 mm，再次反轉調整后，誤差可控制在±0.36～0.74 mm，這完全滿足實驗臺的工作要求。且該系統結構簡單，操作按鈕少，觸點少，無焊接點，安全可靠，成本低，操作簡單方便，是實驗教學的好幫手。

參考文獻

[1] 鄧星鐘，周祖德，鄧堅.機電傳動控制[M].華中理工大學出版社，1998.endprint

摘 要：闡述了旋轉實驗臺傳動系統的結構與系統要求，對其控制系統進行了電氣設計，并進行了試驗。結果表明，該系統結構簡單、定位準確、觸點少、安全可靠、成本低、操作方便。

關鍵詞：旋轉實驗臺 傳動系統 控制系統 定位

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0108-02

現代石油技術正朝著高效、安全、節能的方向發展，石油企業對石油類人才的要求也趨向于復合化，對人才的實踐能力十分看中。因此，學校對學生的培養必須注重理論與實踐的緊密結合，除加強現場實踐教學外，更多的應以本校的實踐基地為主，加強學生的實踐認知過程，培養其動手、動腦及創新能力。日前，我校在石油工業訓練中心設立了修井實訓室，以修井實驗臺為中心，設計了六套實驗系統，分別對修井過程中出現的復雜情況進行實驗及實踐訓練。

1 結構原理

本實驗臺為旋轉結構，主要包括實驗臺、實驗井筒、電動機、修井機、定位傳感器等（圖1）。實驗井筒安裝在旋轉實驗臺上，隨實驗臺一同旋轉，更換操作實驗。定位傳感器安裝在井筒周圍，用以定位實驗井筒相對修井機的位置，選擇實驗井筒。電動機和減速機構設在實驗臺的底部中心軸上，為實驗臺的旋轉提供動力。修井機為修井實驗的主要系統，實現修井實踐訓練的全部操作。

本系統以實驗臺中心為圓心，以三相異步電動機為動力，通過蝸輪蝸桿機構減速后驅動實驗臺旋轉，并快速對正所選擇的實驗井筒，實現修井機與油井井眼的對中，進行修井教學實訓。

2 主要技術參數

額定電壓：380 V

額定功率：1.1 kW

額定轉速：910 r/min

減速比：1∶30

實驗臺旋轉直徑：750 mm

實驗井筒數：6

3 控制系統

3.1 系統要求

本系統為實驗室教學系統，要求安全可靠，運行平穩，噪音小，井筒能迅速準確的定位（誤差不超過±1 mm），且造價低。

3.2 系統設計

根據實驗臺傳動系統的結構和技術參數易知，定位傳感器處旋轉實驗臺的線速度為v=0.19 m/s，其速度較快，因此，控制系統以反應速度較快的光電傳感器定位，且設置電機剎車系統。其原理如圖2所示。

由圖2可知，旋轉實驗臺控制系統由主電路和控制電路兩部分組成，其中控制電路的功能主要包括井筒選擇定位和電機剎車兩部分。井筒選擇定位系統以光電傳感器OMRON EE-XS770為主控元件，配合選擇按鈕開關實現井筒選擇定位功能。為了克服旋轉實驗臺的慣性，實現井筒的準確定位，必須設計電機剎車電路，此處選用了比較典型的“單向啟動能耗制動自動控制線路”。

3.3 系統原理

合上與選定井筒相對應的定位開關Sn（n=1，2，……，6），按下啟動按鈕SB1后，交流接觸器KM1得電，其常開觸點閉合，電機正轉。待井筒旋轉到相應的定位傳感器時，繼電器KA得電，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，接觸器KM1斷電，主觸點和自鎖觸點斷開，接觸器KM2和延時繼電器KT得電，電機處于半波能耗制動狀態。待延時時間到，其常閉觸點斷開，接觸器KM2斷電，電機停轉。如欲在某時刻停車，亦可隨時按下停止按鈕SB2即可使回路斷電，電機剎車，停轉。

4 操作步驟與注意事項

（1）首次操作，通電后按下啟動按鈕SB1或SB2即可使電機正轉或反轉。

（2）運行過程中，如遇緊急情況，按下停止按鈕SB3即可迅速停車。

（3）限位片通過光電開關時電機停轉，但井筒與修井機對齊不理想，此時先按下停止按鈕SB3，使繼電器K復位后，再按下反轉按鈕，使電機反轉再次對正即可。

（4）電機在正常情況下自動停車后，必須先按下停止按鈕SB3，使繼電器K復位，然后才能再次啟動，否則，啟動無效。

5 結論

該控制系統在實驗室內進行了試驗，首次通電對正誤差為±2.12～2.60 mm，再次反轉調整后，誤差可控制在±0.36～0.74 mm，這完全滿足實驗臺的工作要求。且該系統結構簡單，操作按鈕少，觸點少，無焊接點，安全可靠，成本低，操作簡單方便，是實驗教學的好幫手。

參考文獻

[1] 鄧星鐘，周祖德，鄧堅.機電傳動控制[M].華中理工大學出版社，1998.endprint

摘 要：闡述了旋轉實驗臺傳動系統的結構與系統要求，對其控制系統進行了電氣設計，并進行了試驗。結果表明，該系統結構簡單、定位準確、觸點少、安全可靠、成本低、操作方便。

關鍵詞：旋轉實驗臺 傳動系統 控制系統 定位

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0108-02

現代石油技術正朝著高效、安全、節能的方向發展，石油企業對石油類人才的要求也趨向于復合化，對人才的實踐能力十分看中。因此，學校對學生的培養必須注重理論與實踐的緊密結合，除加強現場實踐教學外，更多的應以本校的實踐基地為主，加強學生的實踐認知過程，培養其動手、動腦及創新能力。日前，我校在石油工業訓練中心設立了修井實訓室，以修井實驗臺為中心，設計了六套實驗系統，分別對修井過程中出現的復雜情況進行實驗及實踐訓練。

1 結構原理

本實驗臺為旋轉結構，主要包括實驗臺、實驗井筒、電動機、修井機、定位傳感器等（圖1）。實驗井筒安裝在旋轉實驗臺上，隨實驗臺一同旋轉，更換操作實驗。定位傳感器安裝在井筒周圍，用以定位實驗井筒相對修井機的位置，選擇實驗井筒。電動機和減速機構設在實驗臺的底部中心軸上，為實驗臺的旋轉提供動力。修井機為修井實驗的主要系統，實現修井實踐訓練的全部操作。

本系統以實驗臺中心為圓心，以三相異步電動機為動力，通過蝸輪蝸桿機構減速后驅動實驗臺旋轉，并快速對正所選擇的實驗井筒，實現修井機與油井井眼的對中，進行修井教學實訓。

2 主要技術參數

額定電壓：380 V

額定功率：1.1 kW

額定轉速：910 r/min

減速比：1∶30

實驗臺旋轉直徑：750 mm

實驗井筒數：6

3 控制系統

3.1 系統要求

本系統為實驗室教學系統，要求安全可靠，運行平穩，噪音小，井筒能迅速準確的定位（誤差不超過±1 mm），且造價低。

3.2 系統設計

根據實驗臺傳動系統的結構和技術參數易知，定位傳感器處旋轉實驗臺的線速度為v=0.19 m/s，其速度較快，因此，控制系統以反應速度較快的光電傳感器定位，且設置電機剎車系統。其原理如圖2所示。

由圖2可知，旋轉實驗臺控制系統由主電路和控制電路兩部分組成，其中控制電路的功能主要包括井筒選擇定位和電機剎車兩部分。井筒選擇定位系統以光電傳感器OMRON EE-XS770為主控元件，配合選擇按鈕開關實現井筒選擇定位功能。為了克服旋轉實驗臺的慣性，實現井筒的準確定位，必須設計電機剎車電路，此處選用了比較典型的“單向啟動能耗制動自動控制線路”。

3.3 系統原理

合上與選定井筒相對應的定位開關Sn（n=1，2，……，6），按下啟動按鈕SB1后，交流接觸器KM1得電，其常開觸點閉合，電機正轉。待井筒旋轉到相應的定位傳感器時，繼電器KA得電，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，接觸器KM1斷電，主觸點和自鎖觸點斷開，接觸器KM2和延時繼電器KT得電，電機處于半波能耗制動狀態。待延時時間到，其常閉觸點斷開，接觸器KM2斷電，電機停轉。如欲在某時刻停車，亦可隨時按下停止按鈕SB2即可使回路斷電，電機剎車，停轉。

4 操作步驟與注意事項

（1）首次操作，通電后按下啟動按鈕SB1或SB2即可使電機正轉或反轉。

（2）運行過程中，如遇緊急情況，按下停止按鈕SB3即可迅速停車。

（3）限位片通過光電開關時電機停轉，但井筒與修井機對齊不理想，此時先按下停止按鈕SB3，使繼電器K復位后，再按下反轉按鈕，使電機反轉再次對正即可。

（4）電機在正常情況下自動停車后，必須先按下停止按鈕SB3，使繼電器K復位，然后才能再次啟動，否則，啟動無效。

5 結論

該控制系統在實驗室內進行了試驗，首次通電對正誤差為±2.12～2.60 mm，再次反轉調整后，誤差可控制在±0.36～0.74 mm，這完全滿足實驗臺的工作要求。且該系統結構簡單，操作按鈕少，觸點少，無焊接點，安全可靠，成本低，操作簡單方便，是實驗教學的好幫手。

參考文獻

[1] 鄧星鐘，周祖德，鄧堅.機電傳動控制[M].華中理工大學出版社，1998.endprint