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热烈祝贺!人合机电荣获2021年度山东省装备制造业科技创新奖三等奖 2021-12-28 08:32:28
    2021年12月25日,由山东省科学技术厅和山东省工业和信息化厅指导、山东省装备制造业协会主办的“2021年度山东省装备制造业协会科技创新奖”颁奖大会在济南成功举行,本次活动以“科技赋能 创新发展”为主题,表彰奖励全省装备制造业科技创新项目和先进集体、先进个人。    威海人合机电股份有限公司研发的“海洋船舶推进/海工装备动力定位系统关键技术研发及产业化”科研项目荣获2021年度山东省装备制造业科技创新奖三等奖;        动力定位系统由控制系统、测量传感系统和动力推进系统三部分组成,也有把动力和推进系统分开的,也就由四部分组成。动力定位系统是一项保证船舶(海工作业平台)在海洋环境(风、浪、流)条件下,按要求保持其位置和艏向的高科技装备。是海洋工程平台、海底敷设管线、打捞救生、科学考察等海工装备的关键技术。     同时,人合机电博士后导师、高级工程师盛同飞同志,高级工程师戚勇斌同志,荣获山东省装备制造业颁发的2021年度“优秀工程师”的荣誉称号。通过此次表彰可充分鼓舞士气,提振信心,树立先进标杆,形成发展合力,推动装备制造业高质量发展。        未来,人合机电将继续坚持“技术先行”的精神,充分调动创新积极性,不断提升自主创新能力,推动产学研合作,实现产业技术创新,为行业发展提供强有力支撑。  
喜讯!人合机电正式通过威海市市级工程技术研究中心验收 2021-12-24 17:01:54
近日,威海人合机电股份有限公司设立的威海市移动装备动力转换技术及应用工程技术研究中心成功通过威海市科学技术局验收。 自2018年以来,随着我国蓝海经济的发展,人合机电设立的移动装备动力转换技术及应用工程技术研究中心将动力传动技术引申到海工装备、海洋牧场智能捕捞装备领域,主要有以下五个研究方向: 提升动力转换技术方面,即如何高效地将发动机的机械能进行转换。重点一是移动装备发动机转速变化时,如何让流体传动及控制系统快速响应,以稳定地输出各种不同动力形式。2、各种动力应用方面,即如何高效地发挥和拓宽各种动力在实际生产活动中的应用。重点在电磁能和高压水的推广应用。 核心部件的本地转化和服务,即对国外一些核心部件如液压泵、阀、发电机、高压水泵等进行详细研究,可以部分地或全部地在人合机电的厂内组装生产。 海工定位装置研发方面,在引进、消化吸收国外先进技术的基础上,通过国产化降低海工定位装置的生产成本,争占更多市场份额。 海产智能捕捞方面,引领和推动现存非标化海产养殖模式逐步走向标准化、模块化的大规模工业养殖模式发展,为实现威海市“海洋经济发展示范城市”、助力山东成为“海洋强省”贡献力量。 公司将继续以设计制造液压传动系统,智能化电气控制系统,动力传动及电液控制系统等为重点发展方向,不断加大智能化、电气化控制系统的设计与研发力度,逐步向智能制造转型升级。                                                                          关于公布2021年威海市市级工程技术研究中心验收评估和动态考评结果的通知
压裂车控制系统方案设计
压裂车图3
压裂车图2
压裂车1

压裂车控制系统方案设计

压裂作业是指用多台压裂车, 将混砂车混合好的合液由井口注入井底, 形成或拓展裂缝, 以提高油气采收率。施工中的每台压裂泵车通过多芯连接电缆将控制和显示信号传输到仪表车, 通过设在仪表车内的集中控制面板来启动和控制多台压裂泵车的油门、档位的变换、压力和排量显示、超压复位等。混砂车和管汇车的密度、排量、各种添加剂用量和压力等信号通过连接电缆传送到仪表车进行数据采集和监测显示, 为达到施工工艺要求,尤其是在大砂比作业时,多车协同作业,数据共享,合理高效的自动控制系统尤其重要。在仪表车内可以控制混砂车、压裂车的各执行机构,可以保证达到施工工艺要求。
压裂车控制系统方案设计
压裂车图3
压裂车图2
压裂车1
产品描述
参数

1、整体设计思想

     压裂车控制系统是基于CAN总线通信为核心的控制系统,该系统采用车辆级PLUS+1控制器,自带模拟采集端口及模拟量输出端口,模拟量采集精度是硬件12位,可以直接采集电压信号、电阻信号、电流信号、频率信号;模拟量输出端口也是硬件12位,可以输出电流值、占空比值、电压值,其驱动能力可以达到3A,并自带闭环反馈,控制精度很高,电流可控制精度为0.1mA,电压控制精度为0.01%,这些优异的特性,可以直接适配现场各种传感器可以适配各个品牌的液压系统,其-40~70℃的工作温度范围,远远高于现有的控制系工作温度范围,基于PLUS+1设计的控制系统,更简洁、更合理,指标更高,具有很高的灵活性、可靠性,是压裂车控制器系统未来发展方向。

    PLUS+1控制系统具有丰富的控制指令,通过对系统的实时数据采集及控制,可以完成数据校验、数据管理、报警监控及数据传输等功能。   

2、系统简介

压裂作业是指用多台压裂车, 将混砂车混合好的合液由井口注入井底, 形成或拓展裂缝, 以提高油气采收率。施工中的每台压裂泵车通过多芯连接电缆将控制和显示信号传输到仪表车, 通过设在仪表车内的集中控制面板来启动和控制多台压裂泵车的油门、档位的变换、压力和排量显示、超压复位等。混砂车和管汇车的密度、排量、各种添加剂用量和压力等信号通过连接电缆传送到仪表车进行数据采集和监测显示, 为达到施工工艺要求,尤其是在大砂比作业时,多车协同作业,数据共享,合理有效的自动控制系统尤其重要。在仪表车内可以控制混砂车、压裂车的各执行机构,可以保证达到施工工艺要求。

压裂机组控制流程如图1所示。

使用丹佛斯丹佛斯PLUS +1控制器,可以高效共享各车数据,同时与车辆的发动机总线、变速箱总线兼容,很大的提高了控制的实时性、可靠性。

3  CAN总线技术

CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO标准化的串行通信协议。在汽车产业中,出于对舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后,CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化,在欧洲已是汽车网络的标准协议。是市面上应用广泛的现场总线之一。 在北美和西欧CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来,其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视,被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备、特种车辆控制等方面。CAN总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

    本压裂车控制系统通信方式采用CAN总线方式,满足严格的车辆级的、实时性、环境适应性等严酷等级要求,同时,与发动机通信总线兼容,获取发动机信息及控制发动机转速等,不需要二次转换。

4、丹佛斯PLUS+1控制器

     丹佛斯PLUS+1控制器是一款车辆级控制器,该控制器采用基于CAN总线的通讯网络,这个灵活的开发系统可以让生产商实现真正的专业化和智能的电气控制系统。从而提高了他们的产品性能,延长设备的使用寿命,并降低了新产品的开发成本。汇集30年的在行走设备电气部件上的开发经验。Sauer-Danfoss公司致力于满足工业应用领域严格的标准。该模块集成的模拟量输入、模拟量输出端口,各端口均带过流、过压保护,输出端口驱动电流3A,过载自动关闭,可以免除后级继电器、放大板等驱动附件,使整个系统更简洁、可靠。

  系统优势 

TMS320F2810 DSP (32位数字信号处理器)150Mhz 工作频率,目前业界属于领头羊。

工作电压:9 to 36VDC,用在车辆上,无需单独的稳压系统,可以直接与蓄电池相连。

工作温度     :-40°C to +70°C,满足严格的汽车级要求。

防护等级:IP67,防尘、防水、防盐雾。

      程序扫描周期 小于1ms,目前业界属于领头羊。

      A/D精度   12位,可以直接采集模拟量。

D/A精度   12位,3A可以直接驱动电磁阀。

 

5、压裂控制系统硬件设计

      整个压裂系统构成拓扑结构如图2,系统中,以仪表车为控制核心,通过CAN总线与混砂车、压裂车相连,各车需要共享的数据都放到CAN总线上;每个车都有自己的PLC系统输入端口采集现场传感器参数、与现场的控制面板相连,可以完成单车手动操作;现场PLC均带模拟量、开关量输出端口,可以直接驱动现场的开关阀、比例阀、比例泵等;现场PLC均带CAN总线,具有J1939协议,可以与现场发动机直接通信:读取发动机参数、控制发动机转速等。

6、压裂车软件设计

压裂作业软件系统主要用于监测酸化、压裂、固井过程中的有关压力、套管压力、排量、阶段液量、总液量、密度、水功率、施工时间等参数,实时显示、打印曲线,记录、存储并可随时回放再现和分析施工过程的参数,仪表车可对多台压裂车组进行控制,实现多车组启停、换挡、油门控制、故障报警。对各压裂车组启动、换档、油门、超压保护进行各方位控制。

控制系统主要由本地控制系统和远程控制系统组成, 本地控制系统主要用于控制本机设备,远程控制系统既可以控制本地设备,同时也可控制整个车组内设备, 控制系统采用了CAN总线接口,便于车组作业时的数据采集和实时监控,为保障控制系统的有效性和稳定性,本地控制系统和远程控制系统设计时考虑了采用2路CAN总线,实现两路的互为冗余,互为备用。控制系统未来可以提供有中文和英文操作界面、公制和英制切换功能,操作者可根据使用习惯进行操作控制系统。

每台车辆都可以采集的实时施工数据和曲线,可以远传到仪表车,在仪表车可以完成对工作车辆的数据监测和远程控制。

 

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压裂车控制系统方案设计
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