一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法技术

一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法，属于潜油电机配电领域。为了解决现有配电方法中不能够及时地可靠地对潜油电机实现调整和保护的问题。本发明专利技术是基于上位机和数据采集卡实现的，上位机采用LabVIEW实现的，它包括：建立与数据采集卡实时通讯的步骤；输入采样信号并存储的步骤；根据采样信号，运行状态子VI对电机运行状态进行监控，将监控到的温度发送给控制信号子VI的步骤；当控制信号子VI判断出监控的温度超出设定的阈值范围，获得此时潜油电机负载对应的频率，并根据所述频率，向数据采集卡发送相应的电压控制信号及最佳压频比的步骤；实时显示监控的温度并存储的步骤。它用于潜油电机配电。

【技术实现步骤摘要】
—种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法
本专利技术属于潜油电机配电领域。
技术介绍
潜油电机一般在地下2km?3km深处工作，通过长线电缆与地面电源连接。由于潜油电机的工作空间极其狭小，散热效果十分不好，因此电机的各方面运行情况监测显得尤其重要，但是现有技术不能够及时地可靠地对潜油电机实现调整和保护。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有配电方法中不能够及时地可靠地对潜油电机实现调整和保护的问题，提供。 本专利技术包括以下步骤: 所述方法是基于上位机和数据采集卡实现的，所述上位机采用LabVIEW实现的，它包括如下步骤: 建立与数据采集卡的实时通讯的步骤； 输入采样信号，并将所述采样信号进行存储的步骤； 根据采样信号，运行状态子VI对电机的运行状态进行监控，并将监控到的温度信号发送给控制信号子VI的步骤； 当控制信号子VI判断出监控的温度信号超出设定的阂值范围，获得此时潜油电机的负载对应的频率，并根据所述频率，向数据采集卡发送相应的电压控制信号及最佳压频比的步骤；数据采集卡将电压控制信号及最佳压频比输入给变频器进而控制潜油电机配电； 实时显示监控的温度，同时将所述监控的温度进行存储的步骤。 [0011 ] 运行状态子VI包括参数辨识子V1、电感辨识子V1、转速辨识子V1、温度辨识子VI和温度预测子VI。 所述参数辨识子VI参数辨识的过程为: 对采样信号分别进行滤波和傅里叶变换，滤波后得到当前电压和电流有效值，并将当前电压和电流有效值发送给电感辨识子VI，对傅里叶变换的信号根据基频选择不同频率范围找出转子槽谐波的位置，并将所述位置发送给转速辨识子VI。 所述电感辨识子VI电感辨识的过程为: 由不同负载情况下对应的电压和电流有效值，构成矩阵方程，结合LabVIEW自带的伪逆矩阵函数块求解构成的矩阵方程，最终获得定转子电感、互感和漏磁系数，并输入给转速辨识子VI。 转速辨识子VI的转速辨识过程为: 根据输入的定转子电感、互感和漏磁系数，再结合输入的采样信号中的定子电压、电流，建立潜油电机的模型辨识出电机的参数，再结合输入的转子槽谐波的位置，通过转子槽谐波方法进一步得到电机转差率和电机转速，并发送给温度辨识子VI和温度预测子VI。 温度预测子VI温度预测的过程为: 在公式节点中计算出电机状态方程中的矩阵系数，所述状态方程以字符串的形式送入LabVIEW的欧拉函数模块中，用欧拉方法解微分方程，根据解出的微分方程计算200个点的迭代结果，根据所述结果和输入的电机转差率和电机转速得出温度预测曲线，根据所述温度预测曲线得到温度预测终值，将所述终值发送给控制信号子VI。 温度辨识子VI的温度辨识过程为: 根据输入的电机转差率和电机转速，进行地面离线实验，获得潜油电机的转速-温度曲线，进而辨识出潜油电机唯一的温度。 所述方法还包括: 当控制信号子VI判断出监控的温度信号超出设定的阂值范围，进行采用报警器进行声光报警的步骤。 所述方法还包括: 根据存储的数据，生成潜油电机运行状态报告的步骤； 将存储的数据和潜油电机运行状态报告打印的步骤。本专利技术的有益效果:本专利技术实现数字化油井控制室内的远端实时通讯、状态监控、定期测试、自动报警、数据统计等功能，用LabVIEW开发潜油电机远程状态监控上位机组态。最终要达到的结果为在上位机中根据温升预测趋势实时监测电机所处的运行状态并根据稳态温度预测终值进行准确的故障诊断，进而开启反馈控制算法，即针对不同的负载情况通过上位机发出相应电压信号进行降频调速，同时匹配最佳压频比，既预防电机因过热而发生故障又使损耗降至最低，达到基于自适应智能配电分析的数字化油井状态实时监控，具有十分重要的意义。 【附图说明】 图1为本专利技术的工作原理示意图。 图2为【具体实施方式】一所述的的原理示意图。 【具体实施方式】 【具体实施方式】一:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式为，所述方法是基于上位机和数据采集卡实现的，所述上位机采用LabVIEW实现的，它包括如下步骤: 建立与数据采集卡的实时通讯的步骤； 输入采样信号，并将所述采样信号进行存储的步骤； 根据采样信号，运行状态子VI对电机的运行状态进行监控，并将监控到的温度信号发送给控制信号子VI的步骤； 当控制信号子VI判断出监控的温度信号超出设定的阂值范围，获得此时潜油电机的负载对应的频率，并根据所述频率，向数据采集卡发送相应的电压控制信号及最佳压频比的步骤；数据采集卡将电压控制信号及最佳压频比输入给变频器进而控制潜油电机配电； 实时显示监控的温度，同时将所述数据进行存储的步骤。 本实施方式中的LabVIEW是一种用计算机硬件和操作系统模拟并替代各种传统仪器功能的虚拟化平台。这种虚拟仪器平台可以模拟测量及控制过程中几乎所有的软硬件设备，不需要用实际的仪器前面板，也不受硬件测量电路与自带软件程序的限制，其功能完全由用户自定义。因此采用这种虚拟仪器技术开发功能强大且性价比极高的软件，能够方便地实现数据的采集、分析、显示、存储、共享等功能。 本实施方式的数据采集卡采用的是研华公司PC1-1711型多功能采集卡。研华公司提供的PCI系列LabVIEW驱动为数据采集与控制提供了功能丰富函数模块，用户只需直接调用即可。 LabVIEW中的驱动函数以子VI的形式给出，在编程过程中直接调用这些子VI，SP可通过板卡完成数据的输入输出操作。因此，以PC1-1711数据采集卡为硬件平台，借助LabVIEW驱动程序提供的子VI函数，可方便的进行信号采集与仪器控制。 研华PC1-1711数据采集卡包含16路单端模拟量输入和2路模拟量输出，由于本十实施方式想要实现的目标是将电压电流传感器采集到的信号通过数据采集卡输入到上位机中，经过计算处理后输出一个O?1V的电压信号再通过数据采集卡送至变频器的模拟量输入端口，因此实时通讯部分的程序设计包括两部分:一是多通道模拟量输入信号的采样部分；二是模拟量信号的输出部分。 首先在后面板中研华公司的LabVIEW函数库中，找到SelectDevicePop函数，置于程序框图中，用于弹出对话框选择合适的设备。如果无扩张板则返回O到条件结构，即“假”，同时输出安装在Device Manager下的硬件号。如果有扩张板，则返回“真”，并用SelectModulePop函数弹出对话框窗口安装指定子设备,列表供用户选择并输出子设备号。添加打开设备函数DeviceOpen,然后经DeviceOpen函数加载设备驱动程序到内存,完成数据采集设备的初始化，使其做好I/O准备工作。 在前面板中添加两个数值输入控件，用于采样通道信息的输入，然后添加波形显示控件和停止按钮控件等，同时后面板中出现对应的函数图标。然后在后面板中添加模拟量配置函数MAIConfig,通过MAIConfig函数以及所创建的输入控件在前面板中输入StartChannel及NumOfChans以确定输入通道信息，此处分别设置为O和2，即采样A1通道和All通道的信号。再添加一个While循环结构，在循环结构中添加时钟函数和数值常量，用于软件设定采样频率。添加多通道模拟量电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法，其特征在于：所述方法是基于上位机和数据采集卡实现的，所述上位机采用LabVIEW实现的，它包括如下步骤：建立与数据采集卡的实时通讯的步骤；输入采样信号，并将所述采样信号进行存储的步骤；根据采样信号，运行状态子VI对电机的运行状态进行监控，并将监控到的温度信号发送给控制信号子VI的步骤；当控制信号子VI判断出监控的温度信号超出设定的阈值范围，获得此时潜油电机的负载对应的频率，并根据所述频率，向数据采集卡发送相应的电压控制信号及最佳压频比的步骤；数据采集卡将电压控制信号及最佳压频比输入给变频器进而控制潜油电机配电；实时显示监控的温度，同时将所述监控的温度进行存储的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法，其特征在于:所述方法是基于上位机和数据采集卡实现的，所述上位机采用LabVIEW实现的，它包括如下步骤: 建立与数据采集卡的实时通讯的步骤； 输入采样信号，并将所述采样信号进行存储的步骤； 根据采样信号，运行状态子VI对电机的运行状态进行监控，并将监控到的温度信号发送给控制信号子VI的步骤； 当控制信号子VI判断出监控的温度信号超出设定的阈值范围，获得此时潜油电机的负载对应的频率，并根据所述频率，向数据采集卡发送相应的电压控制信号及最佳压频比的步骤；数据采集卡将电压控制信号及最佳压频比输入给变频器进而控制潜油电机配电； 实时显示监控的温度，同时将所述监控的温度进行存储的步骤。2.根据权利要求1所述的一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法，其特征在于: 运行状态子VI包括参数辨识子V1、电感辨识子V1、转速辨识子V1、温度辨识子VI和温度预测子VI。3.根据权利要求2所述的一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法，其特征在于: 所述参数辨识子VI参数辨识的过程为: 对采样信号分别进行滤波和傅里叶变换，滤波后得到当前电压和电流有效值，并将当前电压和电流有效值发送给电感辨识子VI，对傅里叶变换的信号根据基频选择不同频率范围找出转子槽谐波的位置，并将所述位置发送给转速辨识子VI。4.根据权利要求3所述的一种基于LabVIEW的潜油电机智能配电方法，其特征在于: 所述电感辨识子VI电感辨识的过程为: 由不同负载情况下对应的电压和电流有效值，构成矩阵方程，结合LabVIEW自带的伪逆矩阵函数块求解构成的矩阵方程，最终获得定转子电感、互感...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立国，张淋，张希月，徐殿国，蒋清月，张海聪，李振宇，李雪云，于健雄，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23