權(quán)利要求書： 1.一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，包括人機界面、中央控制器、電機控制器和電機組件，其特征在于：所述電機控制器包括主電機控制器和從屬電機控制器；所述電機組件包括主電機和若干個從屬電機，所述主電機和從屬電機共同驅(qū)動鉆桿的進退和驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)；所述主電機控制器和主電機電性連接；所述從屬電機控制器包括數(shù)量與從屬電機相同的從屬電機控制器，且從屬電機控制器和從屬電機一一對應(yīng)電性連接；所述人機界面分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接；所述中央控制器分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述人機界面包括顯示器和運行命令輸入設(shè)備；所述顯示器分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接；所述運行命令輸入設(shè)備與所述中央控制器電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述從屬電機分為若干個推拉從機電機和若干個旋轉(zhuǎn)從機電機。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述從屬電機控制器分為若干個推拉從機電機控制器和若干個旋轉(zhuǎn)從機電機控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述推拉從機電機控制器與所述推拉從機電機一一對應(yīng)電性連接；所述旋轉(zhuǎn)從機電機控制器與所述旋轉(zhuǎn)從機電機一一對應(yīng)電性連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主電機控制器包括推拉主電機控制器和旋轉(zhuǎn)主電機控制器；所述主電機包括推拉主電機和旋轉(zhuǎn)主電機；所述推拉主電機控制器與推拉主電機電性連接，所述旋轉(zhuǎn)主電機控制器與旋轉(zhuǎn)主電機電性連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述顯示器與主電機控制器和從屬電機控制器之間通過CAN總線進行電性連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述中央控制器與主電機控制器和從屬電機控制器之間通過CAN總線進行電性連接。

說明書： 一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請涉及一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，屬于電驅(qū)動水平定向鉆機控制技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 水平定向鉆機作為非開挖鉆機廣泛應(yīng)用于油氣輸運、供水、排污、電力、通信等領(lǐng)域的管道鋪設(shè)，它可以極大程度緩解傳統(tǒng)開挖作業(yè)施工帶來的交通阻塞、地面破壞、施工噪音等諸多問題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，非開挖鉆機將在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。[0003] 現(xiàn)有的水平定向鉆機工作動作主要分為鉆桿的推拉進給和旋轉(zhuǎn)鉆進。鉆桿的推拉進給動作主要由推拉電機驅(qū)動，而旋轉(zhuǎn)鉆進則由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動。水平定向鉆機根據(jù)施工工況的施工要求，需要不同功率的驅(qū)動電機進行動力驅(qū)動，因此為了提高鉆機的使用范圍，通常是配置大功率驅(qū)動電機，以達到覆蓋多種施工要求的目的。而大功率驅(qū)動電機存在體積大，控制系統(tǒng)復(fù)雜，這就使得驅(qū)動電機的生產(chǎn)成本較大。為了降低鉆機的生產(chǎn)成本，現(xiàn)有技術(shù)中，通過設(shè)置若干個小功率驅(qū)動電機共同驅(qū)動鉆桿，以降低生產(chǎn)成本。[0004] 為了實現(xiàn)多個驅(qū)動電機共同驅(qū)動鉆桿，現(xiàn)有的驅(qū)動電機與執(zhí)行元件的連接方法是采用齒輪或齒條構(gòu)成剛性機械傳動裝置實現(xiàn)多個驅(qū)動電機的同步輸出。在鉆機施工過程中，鉆桿所受負載發(fā)生變化時，每個驅(qū)動電機的速度會發(fā)生改變，會導(dǎo)致驅(qū)動電機與機械傳動裝置發(fā)生速度沖突，造成機械傳動裝置異響或發(fā)生齒輪打齒現(xiàn)象。現(xiàn)有技術(shù)中，為了避免驅(qū)動電機與機械傳動裝置的連接發(fā)生干涉，采用設(shè)置控制裝置以控制驅(qū)動電機的速度，現(xiàn)有的控制裝置主要是通過限定電機的設(shè)定扭矩與施工負載相匹配，從而實現(xiàn)通過扭矩限制驅(qū)動電機的輸出速度，但此類控制裝置只能通過設(shè)定最大扭矩與施工負載相適配，即通過預(yù)先設(shè)定電機輸出扭矩限制驅(qū)動電機的速度最大值，以滿足施工過程中驅(qū)動電機與機械傳動裝置之間不會發(fā)生干涉。而對于施工過程中鉆桿所受的負載發(fā)生變化時，現(xiàn)有的鉆機控制裝置則無法精準控制驅(qū)動電機的速度，導(dǎo)致鉆機的驅(qū)動電機的速度變化與負載變化相適配，使得驅(qū)動電機的功率不能有效轉(zhuǎn)化為機械能，不符合環(huán)保節(jié)能型電驅(qū)鉆機的施工要求。因此亟需一種鉆機控制裝置以解決上述問題。

實用新型內(nèi)容

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，本申請?zhí)峁┑囊环N電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，以解決上述問題。[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，包括人機界面、中央控制器、電機控制器和電機組件，電機控制器包括主電機控制器和從屬電機控制器；電機組件包括主電機和若干個從屬電機，主電機和從屬電機共同驅(qū)動鉆桿的進退和驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)；主電機控制器和主電機電性連接；從屬電機控制器包括數(shù)量與從屬電機相同的從屬電機控制器，且從屬電機控制器和從屬電機一一對應(yīng)電性連接；人機界面分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接；中央控制器分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接。[0007] 具體的，人機界面包括顯示器和運行命令輸入設(shè)備；顯示器分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接；運行命令輸入設(shè)備與中央控制器電性連接。[0008] 具體的，從屬電機分為若干個推拉從機電機和若干個旋轉(zhuǎn)從機電機。[0009] 具體的，從屬電機控制器分為若干個推拉從機電機控制器和若干個旋轉(zhuǎn)從機電機控制器。[0010] 具體的，推拉從機電機控制器與推拉從機電機一一對應(yīng)電性連接；旋轉(zhuǎn)從機電機控制器與旋轉(zhuǎn)從機電機一一對應(yīng)電性連接。[0011] 具體的，主電機控制器包括推拉主電機控制器和旋轉(zhuǎn)主電機控制器；主電機包括推拉主電機和旋轉(zhuǎn)主電機；推拉主電機控制器與推拉主電機電性連接，旋轉(zhuǎn)主電機控制器與旋轉(zhuǎn)主電機電性連接。[0012] 具體的，顯示器與主電機控制器和從屬電機控制器之間通過CAN總線進行電性連接。[0013] 具體的，中央控制器與主電機控制器和從屬電機控制器之間通過CAN總線進行電性連接。[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于：[0015] 本申請的電驅(qū)動水平定向鉆機控制裝置的顯示器和中央控制器通過CAN總線分別與主電機控制器和從屬電機控制器進行電性連接，實現(xiàn)中央控制器通CAN總線向主電機控制器發(fā)送速度運行模式和速度給定值指令，主電機控制器接受指令后，一方面控制主電機進行速度運行模式進行運轉(zhuǎn)，另一方面將主電機速度運行模式下檢測到的扭矩值經(jīng)過計算后生成從機扭矩運行模式和扭矩給定值指令，并反饋至中央控制器，再通過中央控制器發(fā)送至若干個從屬電機控制器，進而控制從屬電機按扭矩運行模式進行運行共同驅(qū)動鉆桿的推拉進給和旋轉(zhuǎn)鉆進，同時控制從屬電機的輸出扭矩與主電機在速度模式下的扭矩相一致。這樣既保證了電驅(qū)動水平定向鉆機的速度精確控制要求，起到節(jié)能環(huán)保的作用，同時也解決了驅(qū)動電機與機械傳動裝置之間的同步干涉問題。附圖說明[0016] 圖1為本實施例的電驅(qū)動水平定向鉆機的控制裝置的工作原理示意圖。[0017] 圖中：1、顯示屏；2、中央控制器；3、運行命令輸入設(shè)備；4、推拉主電機控制器；5、旋轉(zhuǎn)主電機控制器；6、推拉主電機；7、旋轉(zhuǎn)主電機；8、推拉從機1號電機控制器；9、推拉從機1號電機；10、推拉從機N號電機控制器；11、推拉從機N號電機；12、旋轉(zhuǎn)從機1號電機控制器；13、旋轉(zhuǎn)從機1號電機；14、旋轉(zhuǎn)從機N號電機控制器；15、旋轉(zhuǎn)從機N號電機。

實施方式

[0018] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，進一步闡述本申請。[0019] 請參閱圖1本實施例公開了一種電驅(qū)動水平定向鉆機的控制系統(tǒng)，包括人機界面、中央控制器2、電機控制器和電機組件，電機控制器包括主電機控制器和從屬電機控制器；電機組件包括主電機和若干個從屬電機，主電機和從屬電機共同驅(qū)動鉆桿的進退和驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)；主電機控制器和主電機電性連接；從屬電機控制器包括數(shù)量與從屬電機相同的從屬電機控制器，且從屬電機控制器和從屬電機一一對應(yīng)電性連接；人機界面分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接；中央控制器分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接。

[0020] 進一步的，人機界面包括顯示器1和運行命令輸入設(shè)備3；顯示器1分別與主電機控制器和從屬電機控制器電性連接；運行命令輸入設(shè)備3與中央控制器2電性連接。[0021] 進一步的，從屬電機分為若干個推拉從機電機和若干個旋轉(zhuǎn)從機電機。為了表述清楚，將若干個推拉從機電機分為推拉從機1號電機9、推拉從機2號電機直至推拉從機N號電機11。相同的，將若干個旋轉(zhuǎn)從機電機分為旋轉(zhuǎn)從機1號電機13、旋轉(zhuǎn)從機2號電機直至旋轉(zhuǎn)從機N號電機15。[0022] 進一步的，從屬電機控制器分為若干個推拉從機電機控制器和若干個旋轉(zhuǎn)從機電機控制器。為了表述清楚，將若干個推拉從機電機控制器分為推拉從機1號電機控制器8、推拉從機2號電機控制器直至推拉從機N號電機控制器10。相同的，將若干個旋轉(zhuǎn)從機電機控制器分為旋轉(zhuǎn)從機1號電機控制器12、旋轉(zhuǎn)從機2號電機控制器直至旋轉(zhuǎn)從機N號電機控制器14。[0023] 進一步的，推拉從機電機控制器與推拉從機電機一一對應(yīng)電性連接；旋轉(zhuǎn)從機電機控制器與旋轉(zhuǎn)從機電機一一對應(yīng)電性連接。[0024] 進一步的，主電機控制器包括推拉主電機控制器4和旋轉(zhuǎn)主電機控制器5；主電機包括推拉主電機6和旋轉(zhuǎn)主電機7；推拉主電機控制器4與推拉主電機6電性連接，旋轉(zhuǎn)主電機控制器5與旋轉(zhuǎn)主電機7電性連接。[0025] 進一步的，顯示器1與主電機控制器和從屬電機控制器之間通過CAN總線進行電性連接。[0026] 進一步的，中央控制器2與主電機控制器和從屬電機控制器之間通過CAN總線進行電性連接。[0027] 工作原理：本申請的電驅(qū)動水平定向鉆機的控制裝置，主電機和從屬電機均采用閉環(huán)矢量控制方式，顯示器通過CAN總線與中央控制器連接，接收CAN總線上所有設(shè)備的返回數(shù)據(jù)并進行顯示，操作員可根據(jù)顯示數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。操作員通過運行命令輸入設(shè)備進行控制指令輸入，通過信號線將指令信號發(fā)送給中央控制器運算處理，并下發(fā)給推拉主電機控制器和旋轉(zhuǎn)主電機控制器。[0028] 在工作時，中央控制器通過CAN總線給推拉主電機控制器發(fā)送速度運行模式及速度給定值命令。推拉主電機控制器將推拉主電機在速度模式下檢測到的扭矩值計算后，作為推拉從機在扭矩模式下的扭矩給定值。通過CAN總線反饋給中央控制器，同時分別發(fā)送至推拉1號從機電機控制器到推拉N號從機電機控制器，進而控制若干個推拉從機電機。[0029] 相同的，中央控制器通過CAN總線給旋轉(zhuǎn)主電機控制器發(fā)送速度運行模式及速度給定值命令。旋轉(zhuǎn)主電機控制器將旋轉(zhuǎn)主電機在速度模式下檢測到的扭矩值計算后，作為旋轉(zhuǎn)從機在扭矩模式下的扭矩給定值。通過CAN總線反饋給中央控制器，同時分別發(fā)送至旋轉(zhuǎn)1號從機電機控制器到旋轉(zhuǎn)N號從機電機控制器，從而控制若干個旋轉(zhuǎn)從機電機。[0030] 本實施例的控制裝置的主電機控制器以速度模式運行并按給定的速度要求運轉(zhuǎn)。從屬電機按扭矩模式運行共同出力，并跟隨主電機速度模式下的扭矩。這樣既保證了電驅(qū)動水平定向鉆機的驅(qū)動電機速度精確控制要求，也由于從屬電機的扭矩運行模式避免了與機械傳動裝置發(fā)生同步干涉的問題。

[0031] 上面結(jié)合實施例對本申請的實施方式作了詳細說明，但是本申請并不限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在獲知本申請中記載內(nèi)容后，在不脫離本申請原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本申請的保護范圍。