電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)涉及一種抽油機(jī)控制系統(tǒng)，是由CAN總線連接層、主控器、手持式設(shè)備以及多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元構(gòu)成，CAN總線連接層包括一個(gè)CAN總線，該CAN總線電路聯(lián)接了一個(gè)CAN總線集線控制器以及多個(gè)相互并聯(lián)的CAN總線通信接口，該CAN總線集線控制器與主控器電路聯(lián)接，手持式設(shè)備通過CAN總線與主控器通信，所述的多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元分別與電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)上的各個(gè)電氣設(shè)備電路聯(lián)接并通過CAN總線通信接口電氣接入CAN總線連接層。本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，是基于CAN總線協(xié)議的針對電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制的設(shè)備?？梢院芎玫谋Ｗo(hù)電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的安全運(yùn)行。
【專利說明】電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種抽油機(jī)控制系統(tǒng)，尤其涉及到一種電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能米油控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]石油工業(yè)作為國家的重要工業(yè)，其各種設(shè)備設(shè)施也是不斷改進(jìn)以用來更有效率地采集和開發(fā)。當(dāng)前的抽油機(jī)在運(yùn)行過程中不僅需要人工進(jìn)行監(jiān)控，還要及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、排查故障，出現(xiàn)故障時(shí)，技術(shù)工人進(jìn)行故障排查既浪費(fèi)時(shí)間又要花費(fèi)精力，效率不高。而且在問題出現(xiàn)時(shí)，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停止正在工作的抽油機(jī)，則可能會(huì)發(fā)生無法避免的事故，造成悲劇。這就需要一種能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排查故障的抽油機(jī)控制系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述問題，提供一種電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，是由CAN總線連接層、主控器、手持式設(shè)備以及多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元構(gòu)成，CAN總線連接層包括一個(gè)CAN總線，該CAN總線電路聯(lián)接了一個(gè)CAN總線集線控制器以及多個(gè)相互并聯(lián)的CAN總線通信接口，該CAN總線集線控制器與主控器電路聯(lián)接，手持式設(shè)備通過CAN總線集線控制器與主控器通信，所述的多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元分別與電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)上的各個(gè)電氣設(shè)備電路聯(lián)接并通過CAN總線通信接口電氣接入CAN總線。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的手持式設(shè)備是由手持式設(shè)備處理器分別電路聯(lián)接了觸摸液晶屏、外置存儲(chǔ)器、CAN通信接口、USB插頭以及電源模塊I所構(gòu)成。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的手持式設(shè)備處理器內(nèi)置有時(shí)鐘電路。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的主控器是由主控器處理器分別電路聯(lián)接了液晶顯示屏、矩陣鍵盤、CAN總線收發(fā)模塊1、數(shù)據(jù)通信接口模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊以及電源模塊II構(gòu)成。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊外接獨(dú)立電源。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的智能節(jié)點(diǎn)控制單元包括微處理單元以及與微處理單元電路聯(lián)接的傳感器、顯示模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、CAN總線收發(fā)模塊II和電源模塊III。
[0010]本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，是采用了 CAN總線技術(shù)開發(fā)的一套油井集群控制系統(tǒng)，是基于CAN總線協(xié)議的針對電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制的設(shè)備。主控器實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，工作狀態(tài)收集完成后在液晶顯示屏上循環(huán)顯示。電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，主控器關(guān)閉此電氣設(shè)備，同時(shí)產(chǎn)生故障代碼記錄并顯示。此項(xiàng)功能可以很好的保護(hù)電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的安全運(yùn)行。而且操作員可以根據(jù)故障代碼快速的查找故障并及時(shí)更換設(shè)備，保障工作正常進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)的手持式設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)的主控器的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)的智能節(jié)點(diǎn)控制單元的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，作進(jìn)一步說明:
[0016]本實(shí)用新型的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，是由CAN總線連接層1、主控器2、手持式設(shè)備3以及多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元4構(gòu)成。
[0017]如圖1所示:
[0018]I) CAN總線連接層I包括一個(gè)CAN總線5，該CAN總線5電路聯(lián)接了一個(gè)CAN總線集線控制器6以及多個(gè)相互并聯(lián)的CAN總線通信接口 7，該CAN總線集線控制器6與主控器2電路聯(lián)接；2)手持式設(shè)備3通過CAN總線與主控器2通信；3)所述的多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元4分別與電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)上的各個(gè)電氣設(shè)備8電路聯(lián)接并通過CAN總線通信接口 7電氣接入CAN總線5。
[0019]該電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，主控器2詢問各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元4的電氣設(shè)備8的工作狀態(tài)，接收來自智能節(jié)點(diǎn)控制單元4的反饋信息。分析反饋信息，如果有故障信息，主控器2產(chǎn)生故障碼并進(jìn)行顯示。故障碼產(chǎn)生后主控器通過液晶顯示屏16顯示報(bào)警設(shè)備的信息，當(dāng)多個(gè)電氣設(shè)備8出現(xiàn)報(bào)警記錄信息時(shí)，這些信息循環(huán)顯示。
[0020]主控器2在產(chǎn)生故障碼的同時(shí)根據(jù)故障碼的類別對智能節(jié)點(diǎn)控制單元4下發(fā)控制命令，智能節(jié)點(diǎn)控制單元4根據(jù)控制命令對電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的電氣設(shè)備8控制與檢測。
[0021]如圖2所示，手持式設(shè)備3是由手持式設(shè)備處理器9分別電路聯(lián)接了觸摸液晶屏10、外置存儲(chǔ)器11、CAN通信接口 12、USB插頭13以及電源模塊I 14所構(gòu)成。
[0022]手持式設(shè)備處理器9采用ARM處理器，所述的手持式設(shè)備處理器9內(nèi)置有時(shí)鐘電路。且在實(shí)施過程中要求設(shè)備始終供電使用ARM內(nèi)部自帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
[0023]外置儲(chǔ)存器11使用的是SD卡存儲(chǔ)器，該SD卡存儲(chǔ)器是作為收集并存儲(chǔ)CAN總線5數(shù)據(jù)的設(shè)備，其中SD卡可以拔出供計(jì)算機(jī)回放總線采集的數(shù)據(jù)。在使用SD卡時(shí)需預(yù)先設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)行配合使用，計(jì)算機(jī)軟件需配合CAN總線5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式進(jìn)行開發(fā)。
[0024]手持式設(shè)備3能夠使用CAN通信接口 12與主控器2連接并通信。該手持式設(shè)備3可以解析主控器2中的故障碼信息，給操作員提出處理意見。
[0025]如圖3所示，主控器2是由主控器處理器15分別電路聯(lián)接了液晶顯示屏16、矩陣鍵盤17、CAN總線收發(fā)模塊I 18、數(shù)據(jù)通信接口模塊19、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊20、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊21以及電源模塊II 22構(gòu)成。主控器2可以循環(huán)檢測各個(gè)電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)的工作狀態(tài)，顯示當(dāng)前檢測的位置與產(chǎn)生故障的電氣設(shè)備8的序號(hào)。使用液晶顯示屏16顯示。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊20、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊21令主控器2具有故障碼的存儲(chǔ)功能以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘的功能。故障碼序號(hào)可以為內(nèi)部自定義，通過與手持式設(shè)備3相連后處理。
[0026]主控器2中模塊包括:
[0027]1、液晶顯示屏16，優(yōu)選240*128單色點(diǎn)陣液晶；
[0028]2、矩陣鍵盤17，優(yōu)選8行4列帶燈矩陣鍵盤與處理電路；
[0029]3、CAN總線收發(fā)模塊I 18電路；
[0030]4、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊21電路；
[0031]5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊20電路；
[0032]6、數(shù)據(jù)通信接口模塊19電路，優(yōu)選RS485數(shù)據(jù)通信接口電路。
[0033]實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊21電路應(yīng)該具有獨(dú)立電源，能夠保證時(shí)間存儲(chǔ)，掉電不丟失數(shù)據(jù)。
[0034]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊20電路采用片外FLASH芯片，此部分存儲(chǔ)的信息可以完成內(nèi)部ID號(hào)的存放與擦除。此部分設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到外部設(shè)備對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊20操作同時(shí)不影響主控器2的工作狀態(tài)，因此采用“孤島”設(shè)計(jì)方式。
[0035]智能節(jié)點(diǎn)控制單元4是針對每一個(gè)電氣設(shè)備8而單獨(dú)設(shè)計(jì)的控制電路。智能節(jié)點(diǎn)控制單元4包括微處理單元23以及與微處理單元電路聯(lián)接的傳感器24、顯示模塊25、信號(hào)采集模塊26、信號(hào)處理模塊27、CAN總線收發(fā)模塊II 28以及電源模塊III 29，如圖4所示。
[0036]傳感器24檢測電氣設(shè)備8如直驅(qū)電機(jī)、變頻器、外部電源等的技術(shù)參數(shù)，例如電壓、電流、功率、數(shù)量。
[0037]電氣設(shè)備8故障方式與對應(yīng)的故障碼采用兩個(gè)字節(jié)的形式進(jìn)行，第一個(gè)字節(jié)為設(shè)備編號(hào)0~255個(gè)，第二個(gè)字節(jié)為故障碼編號(hào)0~255個(gè)。每種故障現(xiàn)象對應(yīng)一種故障碼。
[0038]顯示模塊25由3組數(shù)碼管組成，依次顯示電壓、電流、載荷等。
[0039]信號(hào)采集模塊26預(yù)留3路傳感器24輸入端口，傳感器24 口線順序一致。該信號(hào)采集模塊26是對傳感器信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。
[0040]信號(hào)處理模塊27讀取信號(hào)采集模塊26數(shù)據(jù)，計(jì)算并驅(qū)動(dòng)顯示模塊25顯示數(shù)據(jù)。技術(shù)參數(shù)設(shè)定來自于CAN總線5數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式在通信協(xié)議中制定。
[0041]電源模塊III 29，一路+12V1A電源輸入，兩路+5V1A電源輸出。電源轉(zhuǎn)換要求物理層隔離，防止干擾信號(hào)引入。
[0042]在CAN總線5上添加SD卡存儲(chǔ)模塊，SD卡存儲(chǔ)模塊是用來存儲(chǔ)CAN總線5上電氣設(shè)備8采集的各種參數(shù)的，此板卡使用CAN總線節(jié)點(diǎn)方式接入系統(tǒng)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過CAN總線方式發(fā)送到此板卡上，數(shù)據(jù)在SD卡存儲(chǔ)模塊上的存儲(chǔ)格式需要與計(jì)算機(jī)軟件讀取方式進(jìn)行配合使用。
【權(quán)利要求】
1.電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，是由CAN總線連接層(I)、主控器(2)、手持式設(shè)備(3)以及多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元(4)構(gòu)成，其特征在于CAN總線連接層(I)包括一個(gè)CAN總線(5)，該CAN總線(5)電路聯(lián)接了一個(gè)CAN總線集線控制器(6)以及多個(gè)相互并聯(lián)的CAN總線通信接口(7)，該CAN總線集線控制器(6)與主控器(2)電路聯(lián)接，手持式設(shè)備(3)通過CAN總線集線控制器(6)與主控器(2)通信，所述的多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)控制單元(4)分別與電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)上的各個(gè)電氣設(shè)備(8)電路聯(lián)接并通過CAN總線通信接口(7)電氣接入CAN總線(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的手持式設(shè)備(3)是由手持式設(shè)備處理器(9)分別電路聯(lián)接了觸摸液晶屏(10)、外置存儲(chǔ)器(11)、CAN通信接口(12)、USB插頭(13)以及電源模塊I (14)所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的手持式設(shè)備處理器(9)內(nèi)置有時(shí)鐘電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主控器(2)是由主控器處理器(15)分別電路聯(lián)接了液晶顯示屏(16)、矩陣鍵盤(17)、CAN總線收發(fā)模塊I (18)、數(shù)據(jù)通信接口模塊(19)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(20)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(21)以及電源模塊II (22)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(21)外接獨(dú)立電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)直驅(qū)游梁式抽油機(jī)智能采油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的智能節(jié)點(diǎn)控制單元(4)包括微處理單元(23)以及與微處理單元電路聯(lián)接的傳感器(24)、顯示模塊(25 )、信號(hào)采集模塊(26 )、信號(hào)處理模塊(27 )、CAN總線收發(fā)模塊II (28 )和電源模塊 III (29)。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK204238915SQ201420709772
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】劉振有 申請人:大慶派司石油科技有限公司