石油钻机是油、气田开发的钻井关键装备，钻井技术水平的高低很大程度上取决于钻机设备的装备水平。石油钻机已由机械式向电动式转变，现代电动钻机正逐步朝着自动钻机、智能钻机的方向发展，它是一个综合了信息采集、处理和分析的系统，具有智能化、网络化、自动化等特点，是交叉性前沿学科的综合与集成。本书重点介绍了电动钻机自动控制技术及其应用。内容包括电动钻机电气控制系统概述；以电动钻机常用的S7-300和S7-1500可编程控制器为例，介绍可编程控制器的结构、特征、基本原理以及开发过程和开发软件；介绍电动钻机控制系统中MPI通信、PROFIBUS、PROFINET以及工业以太网等总线；介绍电动钻机电气控制系统中可编程控制器（PLC）的应用，分析和列举电动钻机的典型逻辑控制，介绍电动钻机的总线结构和网络组态，并介绍一体化仪表系统、自动送钻系统等功能。

张奇志，男，1975年生人，西安石油大学电子工程学院副教授，工学硕士。长期从事检测技术、自动化装置、运动控制等的科学与教学工作，主持和参与陕西省、中国石油集团公司及油田的科研项目10余项。 张志伟，男，西安石油大学副教授，曾获得陕西省科学技术二等奖1项，陕西高等学校科学技术一等奖2项。发表论文20余篇，出版专著2部。目前主要从事油气井钻机智能控制技术的研究。

第 １ 章 钻机概述

第 １ 节 钻机的组成及分类

第 ２ 节 钻井工作原理

第 ３ 节 电动钻机的发展

第 ２ 章 电动钻机电气控制系统概述

第 １ 节 电动钻机驱动形式

第 ２ 节 电动钻机电气控制系统的基本构成

第 ３ 节 电动钻机电气系统结构形式

第 ４ 节 电气控制系统方案的选择

第 ３ 章 柴油发电机组

第 １ 节 柴油发电机组的组成和特点

第 ２ 节 柴油发电机组的技术条件与性能

第 ３ 节 柴油发电机组的自动化性能

第 ４ 节 柴油发电机组功率的标定

第 ５ 节 电动钻机用柴油发电机组的选配 

第 ６ 节 钻机网电装置

第 ４ 章 柴油机的基本理论与有功均衡 

第 １ 节 井场常用柴油机的结构与型号

第 ２ 节 柴油机的工作原理

第 ３ 节 柴油机的性能与特性

第 ４ 节 柴油机的调速系统

第 ５ 节 并联柴油发电机组的有功功率分配

第 ５ 章 发电机的基本理论与无功均衡 

第 １ 节 同步发电机的基本结构

第 ２ 节 同步发电机的工作原理

第 ３ 节 同步发电机的励磁系统

第 ４ 节 同步发电机的电枢反应

第 ５ 节 同步发电机的外特性和调节特性

第 ６ 节 同步发电机的并列 

第 ７ 节 同步发电机的电磁功率

第 ８ 节 并联柴油发电机组的无功功率分配

第 ６ 章 全数字式柴油发电机组控制系统

第 １ 节 全数字式柴油发电机组控制系统的结构

第 ２ 节 典型全数字式柴油发电机组控制系统的主要单元模块 

第 ７ 章 柴油发电机组系统保护

第 １ 节 发电系统综合控制器实现的保护功能

第 ２ 节 断路器实现的保护功能

第 ３ 节 电流差动继电器实现的差动保护

第 ４ 节 柴油发电机组应急保护

第 ８ 章 直流驱动系统的基本概念 

第 １ 节 直流电动机的工作原理及其特性

第 ２ 节 用于电动钻机中的直流电动机的特殊性

第 ３ 节 电动钻机的负载及其特性

第 ４ 节 闭环调速控制系统

第 ５ 节 直流调速器

第 ９ 章 电动钻机直流驱动控制

第 １ 节 直流驱动系统的组成 

第 ２ 节 绞车控制系统

第 ３ 节 转盘控制系统 

第 ４ 节 泥浆泵控制系统

第 ５ 节 直流控制单元辅助电路

第 １０ 章 交流驱动系统的基本概念

第 １ 节 异步电动机的工作原理及其特性

第 ２ 节 变频器专用电动机

第 ３ 节 变频调速的基本原理

第 ４ 节 变频调速时的机械负载特性

第 １１ 章 变频控制系统

第 １ 节 钻机变频驱动系统的组成

第 ２ 节 ＡＢＢ ＡＣＳ８８０ 变频器

第 ３ 节 西门子 Ｓ１２０ 变频器 

第 １２ 章 电动钻机交流驱动控制 

第 １ 节 钻机的交流驱动控制

第 ２ 节 泥浆泵控制系统

第 ３ 节 绞车控制系统 

第 ４ 节 转盘控制系统

第 ５ 节 自动送钻控制系统 

第 １３ 章 可编程控制器 

第 １ 节 Ｓ７－１５００ 可编程控制器 

第 ２ 节 Ｓ７－１５００ ＣＰＵ 的存储器 

第 ３ 节 ＴＩＡ 博途软件

第 １４ 章 网络通信

第 １ 节 网络通信的基本概念

第 ２ 节 全集成自动化

第 ３ 节 ＳＩＭＡＴＩＣ 通信网络 

第 ４ 节 ＭＰＩ 通信

第 ５ 节 ＰＲＯＦＩＢＵＳ 总线

第 ６ 节 工业以太网

第 ７ 节 ＰＲＯＦＩＮＥＴ 

第 １５ 章 电动钻机监控系统

第 １ 节 电动钻机中可编程控制器的应用

第 ２ 节 电动钻机的逻辑控制 

第 ３ 节 电动钻机的总线结构

第 １６ 章 泥浆循环(控制)系统

第 １ 节 泥浆循环系统概述

第 ２ 节 泥浆循环路线图 

第 ３ 节 泥浆循环控制系统图

第 ４ 节 泥浆循环系统的主要电气设备 

第 ５ 节 泥浆循环系统的启动与运转

第 ６ 节 泥浆循环系统的维护

第 １７ 章 顶部驱动钻井 

第 １ 节 顶部驱动钻井装置的发展历程

第 ２ 节 顶部驱动钻井装置的组成结构

第 ３ 节 顶部驱动钻井装置操作过程

第 １８ 章 井场供配电

第 １ 节 交流电动机控制中心

第 ２ 节 电动机启动与运转控制 

第 ３ 节 ＭＣＣ 运行

第 ４ 节 *用电

附录 电动钻机电气控制系统缩写字母注释

参考文献