赵 芳，谌海云，易 伟，唐 敏，李 静

（1.西南石油大学电气信息学院，四川成都 610500；2.四川昆仑石油设备制造有限公司，四川成都 610500；3.吐哈油田三塘湖采油厂，新疆哈密 839000；4.中原油田普光分公司采气厂，四川达州 636150）

1 引言

大钩是陆地石油钻机配套的设备，主要是用于油田深、浅钻井作业中提升和下放管柱的工具，是钻井作业中必不可少的起重设备。由于钻杆很重，即大钩的负荷很重，若不控制大钩的高度，上碰可能会撞坏石油钻机天车，下砸可能会砸坏转盘，造成不能生产。因此，确保大钩的高度在一定范围内的意义重大。之前的石油钻机会在绞车上装一个过卷阀，机械上保证不会上碰天车，但不能保证不下砸，功能不齐全，并且精度差，容易误动作。本次设计完全根据大钩的位置来准确控制，让大钩在上碰点和下砸点之间运动，避免事故的发生。

本次设计采用的编码器是增量型编码器RHI90N-OIAK1R61N-1024，此为高精度编码器，在大钩上下多次来回运行后仍然能保持零位。因此，不用经常去校核零位。而国内的同类产品其精度相对较低，且在大钩上下运行后不能归零，这样来回次数多了就会产生累计误差。

本系统使用的S7-300是模块化小型PLC系统，主要面向制造工程的系统解决方案［1］。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC相比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6-0.1μs）的指令运算速度；集成了方便的人机界面（HMI）服务，使得人机对话的编程要求大大减少；具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。……