20世纪90年代以来,石油勘探开发激烈地竞争和勘探难度的不断增加,要求石油钻井装备能够节省钻井成本、降低开发费用、提高钻井速度、加速钻井速度和缩短产油周期。现代石油钻井设备要满足上述的生产要求,必须应用新的自动化控制技术,开发新的钻井自动化控制系统。变频调速自动送钻系统的产生和发展正是由于石油钻井工艺的要求和相关新技术的发展而出现的。自1966年世界上的首台自动送钻系统的诞生开始,自动送钻系统不论是应用最初的微控制器还是应用今天的计算机控制或PLC控制器,都是控制钻机的刹车机构来实现,这种形式的自动送钻其刹车机构磨损剧烈,而且在系统启动之初,动静摩擦力的转换使得控制过程很难稳定。总线技术的变频调速自动送钻系统,应用变频调速技术对电动机的四象限的精确控制,直接控制电动机的出力,使钻压达到基本恒定,提高了钻进速度和稳定性,减少了钻头的磨损;应用总线技术使控制器、变频器、刹车机构、数据采集和监控系统形成网络控制,有效地提高了钻机自动送钻的稳定性和安全性。本论文首先对原有自动送钻系统进行理论分析,指出其存在的问题和不足,提出了利用总线技术和变频调速技术实现自动送的必要性;然后,根据电动机四象限变频调速控制原理,设计出总线技术的变频调速的原理图、硬件组成、控制电路和PLC程序。