铁钻工是钻井平台上用来上/卸钻具的装置,提高其自动化水平,对自动化钻机的研究至关重要。我国铁钻工发展起步较晚,在液压系统的控制精度上与国外先进水平相比有较大差距。本文以铁钻工的运行安全稳定,操作简便,自动化程度高为目标,在充分认识铁钻工钳体的结构、工作原理和工艺流程的基础上,针对液压控制部件建立数学仿真模型,并分析了仿真结果。最后以PLC为控制器,设计了铁钻工钳体的电气控制系统。首先在分析了铁钻工钳体液压原理的基础上,设计了夹紧钳夹紧回路的电液伺服系统。其次在建立各元件数学模型的基础上,建立了电液伺服系统数学模型,通过选取和设定系统参数,得到电液伺服系统的传递函数。针对电液伺服系统,设计了相应的模糊PID控制器,基于系统数学模型分别建立了在PID控制下和在模糊PID控制下的电液伺服系统的仿真模型,并进行了仿真实验,对仿真结果做了对比分析。最后以PLC为控制器,实现对铁钻工钳体液压系统的逻辑控制。根据铁钻工钳体的具体控制要求,设计了铁钻工钳体电液伺服电气控制系统。包括PLC选型,I/O地址分配及PLC外部接线图等硬件设计;编制了系统流程图及梯形图,并对程序进行编译和调试。