一种用于采油船的新型抽油机智能控制器制造技术

本实用新型专利技术公布了一种用于采油船的新型抽油机智能控制器，包括控制主板，与该控制主板通过并口进行数据传输的显示按键面板，用于调理系统输入输出信号的信号调理单元：控制主板包括RTU控制单元，RTU控制单元的第一输入端电源系统连接，其第二输入端与传感器检测单元连接；RTU控制单元的第一输出端与工频控制单元连接，其第二输出端与变频控制单元连接，其第三输出端与调平衡系统连接；工频控制单元和变频控制单元的输出端均与抽油机主电机连接；调平衡系统的输出端与调平衡小电机连接。本实用新型专利技术提供了变频/工频两种工作模式的切换功能，保证系统在变频维修时，采油船上的抽油机仍然能正常工作，减少了抽油机的空抽与停抽现象的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于采油船的新型抽油机智能控制器。
技术介绍
目前，我国海上油井的种类比较复杂，且其分布区域相当广泛，这对我国采用采油船进行航海采油的工作提出了很高的技术要求。然而我国作为一个少油的大国，石油相当依赖进口，伴随着油田的过度开发，现有的海上油井大多变为贫油井，产油量逐次下降，这样，用于采油船上的抽油机的高效能运作就显得尤为重要。而传统的海上用的抽油机因其结构简单、维护方便、投资少等优点在各大海上油井得到了广泛的使用。但随着海上油井开发的不断深入，海上油井产量下降，而用于采油船上的抽油机的抽油能力已经远远大于油井出油能力，很多情况下都是空抽，这样，使得油泵的充满率降低，泵工作效率降低，耗电量大，抽油杆疲劳破坏，抽油泵寿命缩短，增加了采油船的采油成本。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种用于采油船的新型抽油机智能控制器，它与抽油机电机变频器配套使用，其作用是对抽油机进行集中控制和自动化管理，可对抽油机的工作状态及数据进行数字采集、监控，并且可以通过通信网络将数据上传至上位管理系统进行集中控制与管理。RTU结合通过采集传感器信号并判断抽油机工作状况，自动控制配重平衡、抽油机冲次，以达到智能控制抽油机的目的，使抽油机始终处于最优工作状态，并通过语音报警通知工作人员抽油机工作状态，保证了生产的安全。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案:一种用于采油船的新型抽油机智能控制器，包括控制主板，与该控制主板通过并口进行数据传输的显示按键面板，用于调理系统输入输出信号的信号调理单元，以及为所述控制主板提供电源的电源系统；其中，所述控制主板还包括:传感器检测单元，其输出端与RTU控制单元连接，用于采集载荷信号、电流信号和位移信号；RTU控制单元，其输入端与所述传感器检测单元连接，输出端分别通过工频控制单元和变频控制单元与抽油机主电机连接，用于控制变频器的启动、停止和改变变频器的输出功率，从而控制抽油机电机的工作；调平衡系统，其输入端与所述RTU控制单元连接，输出端与调平衡小电机连接，用于自动控制调平衡小电机的正转与反转，从而调节抽油机的平衡状态；以及建立在RTU控制单元与远程上位机之间的通信模块；其中，所述显示按键面板上设置有多个转换开关，以及用于显示冲次的冲次显示屏和用于显示平衡度的平衡度显示屏；所述调平衡系统包括接触器、电位器、丝杆传动装置和配重块；所述丝杆传动装置一端与电位器连接，另一端与配重块连接；所述接触器通过调节所述电位器的位置从而控制所述丝杆传动装置的运动。进一步的，所述信号调理单元由输入信号调理系统和输出信号调理系统构成；其中，所述输入信号调理系统用于完成4?20mA与O?3V之间的I/U变换，所述输出信号调理系统用于完成O?3V与4?20mA之间的U/I变换。进一步的，所述传感器检测单元包括载荷传感器、位移传感器和电流变送器。进一步的，所述通信模块包括RS485串口通信模块和GPRS串口通信模块。进一步的，所述RTU控制单元采用PIC16位单片机，其型号为dsPIC33FJ256。本专利技术的有益效果:本专利技术提供了变频/工频切换功能，实现了两种工作模式，可以保证系统在变频维修时，抽油机仍然能正常工作，可以减少抽油机的空抽与停抽现象的发生，不影响油田的产油量，实现了经济效益最大化。本专利技术的用于采油船的新型抽油机智能控制器是通过对载荷传感器、位移传感器和电流变送器的监测，根据载荷传感器采集的数据计算出最大载荷和最小载荷；根据位移传感器采集的位移信号，计算出实际冲次和冲程；根据电流变送器采集的电流信号，计算出输出功率、输出电压、变频器运行状态、以及变频器故障状态等参数。本专利技术通过对电流、电压信号的分析，对抽油机的电机实施相关的继电保护，并同时通过语音报警通知抽油机工作平台上的工作人员抽油机的启动、停止动作等相关信息，保证了整个生产的安全。本专利技术还具有RS485串行通信接口与GPRS通信接口，RS485采用MODBUS通信协议与上位机进行通信，上位机可以远程控制RTU的启动、停止、设定频率、故障复位等功能，还可以修改抽油机的工作参数。另外，本专利技术还具备自动/手动调节抽油机的冲次功能，自动/手动调节抽油机的平衡度功能。【附图说明】图1为本专利技术抽油机用智能控制器的原理框图。图2为本专利技术抽油机用智能控制器的工作示意图。图3为本专利技术的平衡度调节流程图。图4为本专利技术4?20mA与O?3V之间的I/U变换电路图。图5为本专利技术O?3V与4?20mA之间的U/I变换电路图。【具体实施方式】图1、图2所示，涉及一种大型采油船用抽油机智能控制器，包括控制主板2，与该控制主板2通过并口进行数据传输的显示按键面板1，用于调理系统输入输出信号的信号调理单元；其中，所述控制主板2包括RTU控制单元，该RTU控制单元的第一输入端电源系统连接，其第二输入端与用于采集载荷信号、电流信号和位移信号的传感器检测单元连接；所述RTU控制单元的第一输出端与工频控制单元连接，其第二输出端与变频控制单元连接，其第三输出端与调平衡系统连接；所述工频控制单元和变频控制单元的输出端与抽油机主电机3连接，通过控制变频器的启动、停止和改变变频器附输出功率，从而控制抽油机电机3的工作；所述调平衡系统的输出端与调平衡小电机4连接，用于自动控制调平衡小电机4的正转与反转，从而调节抽油机的平衡状态。为了便于本技术的控制器与远程上位机进行远程通信，进一步的方案是，在控制主板2内还设置有建立在RTU控制单元与远程上位机之间的通信模块。其中，传感器检测单元包括载荷传感器、位移传感器和电流变送器。通信模块包括RS4当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于采油船的新型抽油机智能控制器，其特征在于，包括控制主板，与该控制主板通过并口进行数据传输的显示按键面板，用于调理系统输入输出信号的信号调理单元；其中，所述控制主板包括RTU控制单元，该RTU控制单元的第一输入端电源系统连接，其第二输入端与用于采集载荷信号、电流信号和位移信号的传感器检测单元连接；所述RTU控制单元的第一输出端与工频控制单元连接，其第二输出端与变频控制单元连接，其第三输出端与调平衡系统连接；所述工频控制单元和变频控制单元的输出端均与抽油机主电机连接；所述调平衡系统的输出端与调平衡小电机连接；其中，所述显示按键面板上设置有多个转换开关，以及用于显示冲次的冲次显示屏和用于显示平衡度的平衡度显示屏；所述调平衡系统包括接触器、电位器、丝杆传动装置和配重块；所述丝杆传动装置一端与电位器连接，另一端与配重块连接；所述接触器通过调节所述电位器的位置从而控制所述丝杆传动装置的运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫和，
申请(专利权)人：扬州国裕船舶制造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32