一种抽油机电机变速运行控制方法及柔性控制器技术

本发明专利技术涉及抽油机技术领域，特别是一种抽油机电机变速运行控制方法，包括以下步骤，步骤S101：抽油机数据采集，通过生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数；步骤S102：柔性控制计算，将抽油机数据传输给RTU单元的采集单元，然后通过RTU单元的运算单元进行柔性控制计算；步骤S103：抽油机电机变速控制，生产单元的变频控制单元接收RTU单元的运算单元计算的柔性控制计算结构，将电机变频信息传输给电机单元，电机单元变频之后传输给抽油机，实现底层柔性控制。采用上述方法和结构后，本发明专利技术可以实现一键式的变频控制，在快速实现抽油机柔性控制的同时，提高了变频精度，减少了人力输出，大大地提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抽油机
，特别是一种抽油机电机变速运行控制方法及柔性控制器。
技术介绍
在抽油机常规状态下曲柄匀速转动，悬点速度轨迹呈准正弦运动规律，使电机和减速箱运行过程中所承受的是一种周期性交变负载，电机和减速箱的扭矩峰值及交变幅度大，杆柱承受不均衡的振动载荷和惯性载荷，对抽油杆柱造成严重的冲击；泵柱塞运行速度分布不均匀，存在较大速度峰值，导致产液量和泵效低等问题。抽油机井变速驱动为解决这一问题提供思路。一般情况下，电机的运转频率保持50Hz不变，但是对于抽油机运转来说，保持50Hz频率运行并不能达到最优运行，在单位产液耗电量上都可能存在一定的浪费，因此提出了电机变频控制。电机变频控制是通过变频控制部件控制电机的运转频率，通过调整电机的运转频率来实现单位产液耗电量的优化，从而达到节能降耗的效果。中国专利技术专利CN103501152A公开了一种变频控制抽油机电机的方法，通过利用安装在抽油机电机转轴上的转矩检测器来检测抽油机电机的转矩大小，当检测到抽油机电机是处于发电状态时增加变频器的输出频率，从而抑制电机的发电，使回馈到变频器中制动单元的直流回路的能量大大减小，甚至没有回馈，即避免了因电压上升的过高毁坏变频器的可能性，又减小了能量的浪费。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种快速实现抽油机柔性控制且变频精度高的抽油机电机变速运行控制方法及柔性控制器。为解决上述的技术问题，本专利技术包括一种抽油机电机变速运行控制方法，包括以下步骤，包括以下步骤，步骤S101：抽油机数据采集，通过生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数；步骤S102：柔性控制计算，将抽油机数据传输给RTU单元的采集单元，然后通过RTU单元的运算单元进行柔性控制计算；步骤S103：抽油机电机变速控制，生产单元的变频控制单元接收RTU单元的运算单元计算的柔性控制计算结构，将电机变频信息传输给电机单元，电机单元变频之后传输给抽油机，实现底层柔性控制。进一步的，所述步骤S101中生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数同时送入人机终端的展示单元和功图单元进行展示，实现柔性控制的上层展示。进一步的，所述步骤S102中RTU单元将采集单元的数据传输给人机终端实现展示；同时人机终端的读写单元也将参数传输给RTU单元的运算单元，运算单元再将计算单元传输给人机终端实现展示，实现柔性控制中间层的运算控制。本专利技术还包括一种抽油机电机变速运行柔性控制器，包括生产单元和RTU单元，所述生产单元包括油井单元、电机单元和变频单元，所述RTU单元包括采集单元和运算单元；所述油井单元、电机单元与的采集单元输入端相连接，所述采集单元输出端与运算单元输入端相连接，所述运算单元输出端与变频单元输入端相连接，所述变频单元输出端与电机单元输入端相连接，所述电机单元输出端与油井单元输入端相连接。进一步的，还包括人机终端，所述人机终端包括展示单元和功图单元，所述展示单元和功图单元与油井单元的输出端相连接。更进一步的，所述人机终端还包括只读单元和读写单元，所述采集单元输出端与只读单元输入端相连接，所述运算单元输出端分别与只读单元输入端、读写单元输入端相连接，所述读写单元输出端与运算单元输入端相连接。采用上述方法和结构后，本专利技术可以实现一键式的变频控制，在快速实现抽油机柔性控制的同时，提高了变频精度，减少了人力输出，大大地提高了工作效率；在原来节能降耗的基础上，实现抽油机柔性控制简单快速控制的目的。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术抽油机电机变速运行控制方法的流程图。图2为本专利技术抽油机电机变速运行柔性控制器的结构框图。图中：1为生产单元，2为RTU单元，3为人机终端101为油井单元，102为电机单元，103为变频单元，201为采集单元，202为运算单元，301为只读单元，302为读写单元，303为展示单元，304为功图单元具体实施方式如图1所示，本专利技术的一种抽油机电机变速运行控制方法，包括以下步骤，步骤S101：抽油机数据采集，通过生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数。步骤S102：柔性控制计算，将抽油机数据传输给RTU单元的采集单元，然后通过RTU单元的运算单元进行柔性控制计算。RTU设备内部存在存储单元，这些存储单元是可以根据用户需要自定义变量。这些自定义的变量一般用于(2)中程序变量以及中间变量地设置，也可以用于外部读取变量的存储，比如抽油机井生产运行参数的存放。在RTU单元中设置内部变量，我们采用的是RTU单元外部配置软件进行工程配置，将算法编程过程中用到的变量、中间变量和结果变量进行分配存储单元，从而使得算法可以在RTU单元中运行。对于油井生产运行参数，是通过采集得到的参数，不一定参与抽油机柔性控制算法计算，但是这些变量需要在人机终端展示，并且传输到分析软件系统用于工况分析优化诊断等。所以这里也需要通过RTU外部配置软件进行工程配置，给这些变量分配存储单元。在RTU中设置内部变量和生产运行参数，本质上虽然都是通过外部配置软件进行工程配置给变量分配存储单元，但是由于这两类参数的区别，其设置方法也是有一定区别的。对于内部变量，属于用户点，对于生产运行参数，属于仪表点，需要分开设置，但是由于RTU存储空间是通过的，所以要避免分配地址的重复。步骤S103：抽油机电机变速控制，生产单元的变频控制单元接收RTU单元的运算单元计算的柔性控制计算结构，将电机变频信息传输给电机单元，电机单元变频之后传输给抽油机，实现底层柔性控制。进一步的，所述步骤S101中生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数同时送入人机终端的展示单元和功图单元进行展示，实现柔性控制的上层展示。人机终端与RTU联调控制是通过互联网接口、RS232/485串行接口等连接。本专利技术可以根据不同要求以及外界条件的不同，选择不同的连接方式，但是每次只能选择其中一种连接方式。互联网接口连接设计：这是通过自组网的方式，将RTU单元和人机终端建立一个局域网，即相同的IP网段，然后通过在人机终端中设置好RTU的IP地址，该IP地址将作为RTU单元的连接标识码，只有在人机终端事先设置好的所要连接的RTU单元的IP地址与所连接的RTU单元的IP地址一致时，人机终端才能成功与RTU单元通讯。RS232/485串行接口连接：这是通过RS232/485协议将人机终端和RTU单元进行连接，需要事先设置好RTU单元设备号，然后将RTU单元的串行接口分配一个用于与人机终端的连接和通讯。人机终端功能设置属于本专利技术的创新点之一，在人机终端与RTU单元连接成功通讯之后，通过人机终端设置实现监控功能，包括：油井生产运行参数展示、RTU柔性控制算法程序内部参数设置、中间计算过程变量显示、计算结果显示、油井生产运行参数历史报表展示、参数历史曲线展示、报警信息展示和抽油机井功图展示等。油井生产运行参数：油井生产运行参数是通过外部传感器读取，然后通过通讯协议将数据传输给RTU单元，然后在RTU单元中分配内部存储空间，用于存放生产运行参数。通过在人机终端中设置只读变量读取RTU存放生产运行参数的地址，人机终端可以将数值展示在屏幕上，可以方便采油工直观地了解油井生产运行动态。柔性控制算法程序内部参数设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油机电机变速运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤S101：抽油机数据采集，通过生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数；步骤S102：柔性控制计算，将抽油机数据传输给RTU单元的采集单元，然后通过RTU单元的运算单元进行柔性控制计算；步骤S103：抽油机电机变速控制，生产单元的变频控制单元接收RTU单元的运算单元计算的柔性控制计算结构，将电机变频信息传输给电机单元，电机单元变频之后传输给抽油机，实现底层柔性控制。

【技术特征摘要】
1.一种抽油机电机变速运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤S101：抽油机数据采集，通过生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数；步骤S102：柔性控制计算，将抽油机数据传输给RTU单元的采集单元，然后通过RTU单元的运算单元进行柔性控制计算；步骤S103：抽油机电机变速控制，生产单元的变频控制单元接收RTU单元的运算单元计算的柔性控制计算结构，将电机变频信息传输给电机单元，电机单元变频之后传输给抽油机，实现底层柔性控制。2.按照权利要求1所述的种抽油机电机变速运行控制方法，其特征在于：所述步骤S101中生产单元的油井单元和电机单元采集抽油机参数同时送入人机终端的展示单元和功图单元进行展示，实现柔性控制的上层展示。3.按照权利要求1所述的种抽油机电机变速运行控制方法，其特征在于：所述步骤S102中RTU单元将采集单元的数据传输给人机终端实现展示；同时人机终端的读写单元也将参数传输给RTU单元的运算单元，运算单元再将计算单元传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：檀朝銮，王丽玲，宋健，马晓宇，
申请(专利权)人：北京雅丹石油技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11