最近一段時(shí)間汽油的價(jià)格顯得十分“奪目”，油價(jià)飆升背后的原因是石油的供給方與需求方之間的不平衡。本文將介紹一下石油開采設(shè)備的安全話題。

　　我們國家是石油消費(fèi)大國，除了從國外進(jìn)口原油，國內(nèi)也有自己的油田。從石油到最后的汽柴油，中間要經(jīng)歷開采、儲(chǔ)存、加工和運(yùn)輸幾大環(huán)節(jié)。在石油開采環(huán)節(jié)，從地底幾千米到地上，難度極高。周邊的開采環(huán)境也比較惡劣，從遠(yuǎn)離大陸架潮濕的海面到內(nèi)陸腹地的高溫沙漠，總會(huì)看到石油開采設(shè)備“忙碌的身影”。其中，二層臺(tái)排管機(jī)械臂使得每根長(zhǎng)30米的鉆管有序排列，隨鉆機(jī)旋入地下。排管機(jī)械臂的工作效率直接影響原油的開采量。

　　皮爾磁的伺服驅(qū)動(dòng)器以及防爆電機(jī)以其高效、穩(wěn)定和安全的特點(diǎn)，確保排管機(jī)械臂在惡劣環(huán)境中高效地工作。

　　1 二層臺(tái)自動(dòng)排管機(jī)械臂

　　二層臺(tái)自動(dòng)排管設(shè)備在國外已經(jīng)應(yīng)用多年，之前主要服務(wù)于海洋鉆井平臺(tái)，近年來逐步應(yīng)用于陸地鉆井平臺(tái)。二層臺(tái)自動(dòng)排管裝置的機(jī)械臂將油管夾持、移動(dòng)到指定位置，相較于人工排管，更加地簡(jiǎn)單、高效和便捷，因此自問世以來，發(fā)展迅速。該裝置能夠?qū)@井作業(yè)的事故率減少50%以上，將與鉆管相關(guān)的操作事故率減少70%。

圖1 石油開采二層臺(tái)排管機(jī)械臂結(jié)構(gòu)圖

　　二層臺(tái)自動(dòng)排管機(jī)械臂由PILZ的伺服驅(qū)動(dòng)器和防爆電機(jī)所驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，組成其行走、旋轉(zhuǎn)和伸縮的三個(gè)主要機(jī)械結(jié)構(gòu)。

　　2 伺服驅(qū)動(dòng)器以及防爆電機(jī)的方案

　　PILZ的伺服驅(qū)動(dòng)器安全級(jí)別高，可達(dá)PLe(EN 13849-1)并選配有安全控制卡，靈活性非常高，可以使用多種現(xiàn)場(chǎng)總線、反饋系統(tǒng)和功能，并通過安全運(yùn)動(dòng)理念、定制化的機(jī)器操作理念和節(jié)能咨詢來優(yōu)化成本。

　　該伺服驅(qū)動(dòng)器支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線，例如Profinet/EtherCAT總線，因此，既可以與PILZ PMCprimo系列運(yùn)動(dòng)控制器通過Codesys平臺(tái)編寫程序，也可以使用西門子等第三方控制器配合。

　　這里推薦一套二層臺(tái)機(jī)械臂的防護(hù)方案，該方案采用西門子1200 控制器，通過Profinet總線接入到PILZ伺服驅(qū)動(dòng)器上的通訊卡，實(shí)現(xiàn)在惡劣環(huán)境中實(shí)時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)定位并實(shí)時(shí)讀取位置、速度以及驅(qū)動(dòng)器溫度、驅(qū)動(dòng)電流等參考數(shù)據(jù)，定位精度可達(dá)0.001mm/0.001°，能夠滿足大部分高精度定位的要求。

　　大部分工程師對(duì)西門子的博圖軟件都有所了解，編程方面上手比較簡(jiǎn)單，對(duì)于新手學(xué)員，PILZ也有一套完整成熟的示例程序教程并提供技術(shù)支持，幫助用戶快速上手。伺服驅(qū)動(dòng)器ProtegoD支持多種編碼器形式，涵蓋市面上大部分的編碼器類型，本方案采用Hiperface協(xié)議用于編碼器反饋。防爆伺服電機(jī)是PILZ伺服系統(tǒng)的一大殺手锏，能夠應(yīng)用于大部分有防爆需求的場(chǎng)合，可應(yīng)用于石油機(jī)械、軍工生產(chǎn)等。

圖2 PILZ伺服驅(qū)動(dòng)器