專利名稱：一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油田抽油機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，游梁式抽油機(jī)控制器(簡稱RTU)已普遍應(yīng)用于油田控制方面，國產(chǎn)RTU在近幾年市場份額也越來越大，產(chǎn)品也逐漸轉(zhuǎn)向成熟。由于通訊環(huán)境等影響，遠(yuǎn)程人工干預(yù)控制已無法實(shí)現(xiàn)高效的采油效率，RTU的自我控制顯得尤為重要。然而當(dāng)前現(xiàn)狀下，控制實(shí)現(xiàn)的方法沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)各廠家的RTU自我控制方面均值在各自的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的，不利于數(shù)字化油田的廣泛建設(shè)，也不利于數(shù)字化油田的技術(shù)維護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制
裝置?！榻鉀Q上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置，包括數(shù)字信號處理器、電源電路、復(fù)位電路、JTAG仿真接口電路和SPI通訊接口電路；其中，所述電源電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述JTAG仿真接口電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述SPI通訊接口電路與所述數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機(jī)控制器相連，所述復(fù)位電路與所述控制數(shù)字信號處理器相連。進(jìn)一步地，還包括引腳處理電路，所述引腳處理電路與所述數(shù)字信號處理器相連。進(jìn)一步地，所述SPI通訊接口電路包括時(shí)鐘線接口、數(shù)據(jù)輸入線接口、數(shù)據(jù)輸出線接口和使設(shè)備使能線的串行接口。進(jìn)一步地，所述SPI通訊接口電路還包括預(yù)留接口，所述預(yù)留接口與所述游梁式抽油機(jī)控制器相連。本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置控制器，可以應(yīng)用在游梁式抽油機(jī)控制器RTU上，將原來在RTU上需要的控制任務(wù)移植到該控制裝置上完成。由于各廠家RTU的控制方法不一致，從而導(dǎo)致數(shù)字化油田的管理不便等技術(shù)問題的出現(xiàn)，通過此控制裝置，為數(shù)字化油田的推廣提供了更大的便捷。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記:1、數(shù)字信號處理器，2、電源電路，3、復(fù)位電路，4、JTAG仿真接口電路，5、SPI通訊接口電路，6、預(yù)留接口。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置，包括數(shù)字信號處理器1、電源電路2、復(fù)位電路3、JTAG仿真接口電路4和SPI通訊接口電路5 ；其中，電源電路2與數(shù)字信號處理器I相連，JTAG仿真接口電路4與數(shù)字信號處理器I相連，SPI通訊接口電路5與數(shù)字信號處理器I和游梁式抽油機(jī)控制器相連，復(fù)位電路3與控制數(shù)字信號處理器I相連。其中，控制裝置還包括引腳處理電路，引腳處理電路與數(shù)字信號處理器相連。數(shù)字信號處理器I使用內(nèi)部晶振作為系統(tǒng)時(shí)鐘源，通過12M的晶振和兩個33P的小電容組成，所以未添加外部時(shí)鐘電路，數(shù)字信號處理器的工作時(shí)間精度為I微妙。電源電路2用于為數(shù)字信號處理器提供工作電壓，利用5V電源為數(shù)字信號處理器提供必須的3.3V電源，為數(shù)字信號處理器提供電源信號，電源電路通過變壓器和4個二極管組成橋式整流電路，變壓器輸出端的5V電壓經(jīng)過橋式整流并電容濾波后，在電容兩端直接形成一個負(fù)載，經(jīng)過然后得到一個三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓后，得到3.3V電壓；JTAG仿真接口電路4用于為數(shù)字信號處理器提供程序燒寫接口，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，JTAG仿真接口電路可以為AVR仿真器，AVR仿真器是基于JTAG接口進(jìn)行程序燒寫的，具有JTAG接口的AVR芯片；SPI通訊接口電路5用于為數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機(jī)控制器提供數(shù)據(jù)交互信號;復(fù)位電路3用于根據(jù)數(shù)據(jù)交互信號的復(fù)位信號對游梁式抽油機(jī)控制器的硬件復(fù)位，復(fù)位電路采用通常的IOUF電容和IOK電阻組成，復(fù)位條件有兩個:一是有外部輸入復(fù)位信號時(shí)，復(fù)位電路產(chǎn)生 復(fù)位信號使該裝置硬件復(fù)位；二是電源電路提供的3.3V電壓信號偏差超過10%時(shí)復(fù)位電路也會產(chǎn)生復(fù)位信號使該裝置硬件復(fù)位。另外，SPI通訊接口電路5提供該裝置與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交互接口，包括所述SPI通訊接口電路包括時(shí)鐘線接口(CLK)、數(shù)據(jù)輸入線接口(S0MI)、數(shù)據(jù)輸出線接口(SMO)和使設(shè)備使能線的串行接口(STE)。SPI通訊接口電路5包括:外部時(shí)鐘、控制寄存器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)機(jī)、地址寄存器；其中，一輸入串行變并行轉(zhuǎn)換電路，輸入端與數(shù)據(jù)輸入線“DIN”端連接，輸出端送出串行信息轉(zhuǎn)換成并行的信息；一輸入緩沖寄存器，輸入端與輸入串行變并行轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，輸出端分別與地址寄存器和芯片內(nèi)部寄存器連接；一輸出緩沖寄存器，輸入端與內(nèi)部寄存器連接，其輸出端與數(shù)據(jù)輸出總線“D0UT_BUS”端連接；一輸出并行變串行轉(zhuǎn)換電路，輸入端與數(shù)據(jù)輸出總線“D0UT_BUS”端連接，輸出端與數(shù)據(jù)輸出線“D0UT”端連接；所述的接口電路通過外部總線的片選CS、同步時(shí)鐘SCLK、數(shù)據(jù)輸入DIN、數(shù)據(jù)輸出DOUT四線進(jìn)行芯片與外部器件的數(shù)據(jù)通訊。引腳處理電路為將未使用的數(shù)字信號處理器輸入端口全部做硬件拉低處理，防止其影響數(shù)字信號處理器的正常工作狀態(tài)，當(dāng)處理器命令就緒時(shí)當(dāng)上一信號指令沒有結(jié)束，引腳電平拉低表示當(dāng)前指令需要等待，由于每個處理器都有自己的地址空間，系統(tǒng)中的存儲設(shè)備都會被映射到這個地址空間里面，比如flash，ddr等，一般的處理器上電后會從自己地址空間的O地址去讀取指令，比如arm架構(gòu)的處理器，然后可以在上電時(shí)通過硬件將處理器的某個引腳拉高或者拉低，以決定將哪個存儲器映射到O起始的地址空間，比如將引導(dǎo)程序存儲到norfIash中，然后將norfIash映射到起始地址，則處理器上電就開始執(zhí)行引
導(dǎo)程序。該控制裝置可以安裝在游梁式抽油機(jī)控制器上使用，具體使用方式及要求如下所述:該控制裝置安裝在游梁式抽油機(jī)控制器上使用。數(shù)據(jù)信息源由游梁式抽油機(jī)控制器RTU提供，通過SPI通訊接口電路傳輸至數(shù)字信號處理器，該裝置完成相關(guān)計(jì)算后通過SPI通訊接口電路將計(jì)算結(jié)果反饋至RTU并由RTU輸出信號完成抽油機(jī)的控制操作。使用該裝置時(shí)，硬件部分需要滿足以下三個部分的線路連接:⑴連接5V電源接口，為該裝置提供工作電源；⑵連接外部復(fù)位信號，低電平為復(fù)位有效信號；⑶連接SPI接口信號，SΙΜ0, SOM1、CLK與STE四個信號必須全部連接。軟件部分需要注意以下幾點(diǎn):⑴該裝置已配置為SPI從設(shè)備模式，通訊方式支持SPI方式O與方式3，最高通訊波特率為7.5Mbps。⑵通訊數(shù)據(jù)格式遵循標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU數(shù)據(jù)格式。游梁式抽油機(jī)控制器正常使用時(shí)與該控制裝置之間的數(shù)據(jù)交互全部是通過SPI通道實(shí)現(xiàn)的。使用時(shí)需先向該控制裝置通訊協(xié)議中規(guī)定的地址單元中寫如相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后按照通訊協(xié)議中規(guī)定的函數(shù)調(diào)用方式調(diào)用不同的函數(shù)計(jì)算功能，最后讀取結(jié)算結(jié)果即可。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制裝置可以應(yīng)用在游梁式抽油機(jī)控制器RTU上，將原來在RTU上需要的控制任務(wù)移植到該控制裝置上完成。由于各廠家RTU的控制算法不一致，從而導(dǎo)致數(shù)字化油田的管理不便現(xiàn)象等技術(shù)問題的出現(xiàn)，通過本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制裝置，為數(shù)字化油田的推廣提供了更大的便捷。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對本實(shí)用 新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置，其特征在于，包括數(shù)字信號處理器、電源電路、復(fù)位電路、JTAG仿真接口電路和SPI通訊接口電路； 其中，所述電源電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述JTAG仿真接口電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述SPI通訊接口電路與所述數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機(jī)控制器相連，所述復(fù)位電路與所述控制數(shù)字信號處理器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，還包括引腳處理電路，所述引腳處理電路與所述數(shù)字信號處理器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述SPI通訊接口電路包括時(shí)鐘線接口、數(shù)據(jù)輸入線接口、數(shù)據(jù)輸出線接口和使設(shè)備使能線的串行接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述SPI通訊接口電路還包括預(yù)留接口，所述預(yù)留接口與所述·游梁式抽油機(jī)控制器相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于游梁式抽油機(jī)控制器的控制裝置，屬于油田抽油機(jī)控制領(lǐng)域。該裝置包括數(shù)字信號處理器、電源電路、復(fù)位電路、JTAG仿真接口電路和SPI通訊接口電路；電源電路與數(shù)字信號處理器相連，JTAG仿真接口電路與數(shù)字信號處理器相連，SPI通訊接口電路與數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機(jī)控制器相連，復(fù)位電路與控制數(shù)字信號處理器相連。本實(shí)用新型應(yīng)用在游梁式抽油機(jī)控制器RTU上，將原來在RTU上需要的控制任務(wù)移植到該控制裝置上完成，為數(shù)字化油田的推廣提供了更大的便捷。
文檔編號G05B19/04GK203101873SQ201320001778
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者白文雄, 李海東, 姚鵬, 成城, 師德俊, 樊勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司