电机闭环监测控制系统及控制方法技术方案

一种电机闭环监测控制系统，所述该控制系统包括控制器、控制板、驱动器、电机、减速器以及传感器；控制器与控制板电气连接，控制器实时监测控制板反馈的电流信号电压，控制器输出驱动控制板的电平信号；控制板与驱动器电气连接，控制板输出隔离后的电平信号用于控制驱动器；驱动器与电机电气连接，驱动器输出电机驱动时序用于驱动电机；电机与减速器机械连接；减速器与传感器机械连接，传感器测试并记录减速器输出的角度信息；传感器与控制板电气连接，用于输出电机的角度值；控制板与控制器电气连接，控制板通过通讯方式向控制器输出角度信息；整个系统闭环控制，从而实现了油水抽排装置抽油管升降控制及测量，保证抽油工作的顺利进行。

Motor closed-loop monitoring control system and control method

【技术实现步骤摘要】
电机闭环监测控制系统及控制方法
本专利技术属于油田设备
，涉及抽排设备的电机控制系统，尤其涉及一种电机闭环监测控制系统及控制方法。
技术介绍
目前，油田集气站储液罐排水抽油仍处于人工操作阶段。抽水时，由监控人员远程开启阀门，站外人员根据经验将抽吸口的管道下放到储液罐罐底。拉油时，作业区安排监护人员上站，拉运人员将车上的软管插入罐中，根据经验，将软管头停放于油层，随着液位的降低而降低，当抽出的油变浑浊时，抽出软管，停止作业。然而，上述传统的方法都是需要监控人员现场监督，作业人员手动操作。特别是抽油时，都是靠经验插入软管，不能准确地定位拉运目标，造成经济效益不能最大化。同时站内罐区属易燃易爆区，人员作业过程中静电等其他因素又增大安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电机闭环监测控制系统及控制方法，解决了现有油田集气站储液罐排水抽油人工手动操作，导致抽油时，都是靠经验插入软管，不能准确地定位拉运目标，造成经济效益不能最大化的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：一种电机闭环监测控制系统，所述该控制系统包括控制器、控制板、驱动器、传感器、电机以及减速器；所述控制器与控制板电气连接，所述控制器实时监测控制板反馈的电流信号电压，所述控制器输出驱动控制板的电平信号；所述控制板与驱动器电气连接，所述控制板输出隔离后的电平信号用于控制驱动器；所述驱动器与电机电气连接，所述驱动器输出电机驱动时序用于驱动电机；所述电机与减速器机械连接；所述减速器与传感器机械连接，所述传感器测试并记录减速器输出的角度信息；所述传感器与控制板电气连接，用于输出电机的角度值；所述控制板与控制器电气连接，所述控制板通过通讯方式向控制器输出角度信息。进一步：所述控制器包括接线板、主板、液晶屏以及按键板；所述接线板与主板电连接，所述主板分别与液晶屏和按键板电连接；所述接线板与控制板电连接。进一步：所述接线板上包括电源输入接口、用于外部服务器通讯输入接口的上行通讯接口、下行通讯接口、电机电流接口、电机控制接口以及与用于外部介质传感器连接的本安传感器接口；所述电源输入接口用于控制器的电源输入；所述下行通讯接口用于与传感器的通讯接口，读取传感器的信息；所述电机电流接口与控制板电连接；所述电机控制接口与控制板电连接，用于电机电源控制。进一步：所述主板包括稳压电源、单片机、隔离本安电源+I2C通讯接口、电压采集模块、电平输出模块、与上行通讯接口连接的RS485电路接口以及与下行通讯接口连接的RS485电路接口。稳压电源与单片机电连接。单片机分别与隔离本安电源+I2C通讯、电压采集模块、电平输出模块、与上行通讯接口连接的RS485电路接口以及与下行通讯接口连接的RS485电路接口电连接。进一步：所述驱动器为直流无刷电机驱动器，所述直流无刷电机驱动器通过电平控制电机的正反转、启停控制。进一步：所述传感器为角度传感器。进一步：所述角度传感器为多圈绝对值角度传感器。进一步：所述减速器为蜗轮蜗杆减速器。进一步：所述电机为直流无刷电机。电机闭环监测控制系统的控制方法，所述该控制方法具体包括以下步骤：所述该电机闭环监测控制系统，通过控制器监控电机位移量，同时监测工作电流，输出控制信号，驱动控制板；控制板控制驱动器输出，实现电机正转、反转及停止；驱动器根据输入的控制信号，驱动电机转动，电机转动带动减速器转动，减速器输出驱动外部负载；同时传感器监测减速器输出的位移量，传感器将输出的位移量反馈给控制板，控制板将位移量反馈给控制器；同时控制器实时监测工作电流，如系统异常可及时断开电源，保证安全。本专利技术的有益效果是：该电机闭环监测控制系统，通过控制器监控电机位移量，同时监测工作电流，输出控制信号，驱动控制板，控制板控制驱动器输出，实现电机正转、反转及停止；驱动器根据输入的控制信号，驱动电机转动，电机转动带动减速器转动，减速器输出驱动外部负载，同时传感器监测减速器输出的位移量，传感器将输出的位移量反馈给控制板，控制板将位移量反馈给控制器；同时控制器实时监测工作电流，如系统异常可及时断开电源，保证安全；整个系统闭环控制，从而实现了油水抽排装置抽油管升降控制及测量，保证抽油工作的顺利进行。附图说明图1为本专利技术的流程示意图；图2为本专利技术控制器的内部组成示意图；图3为本专利技术接线板的接口示意图；图4为本专利技术主板的内部组成示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1所示，一种电机闭环监测控制系统，包括控制器、控制板、驱动器、传感器、电机以及减速器。控制器与控制板电气连接，控制器实时监测控制板反馈的电流信号电压，控制器输出驱动控制板的电平信号。参照图2，控制器包括接线板、主板、液晶屏以及按键板。接线板与主板电连接，主板分别与液晶屏和按键板电连接。接线板与控制板电连接。参照图3，接线板上包括电源输入接口、用于外部服务器通讯输入接口的上行通讯接口、下行通讯接口、电机电流接口、电机控制接口以及与用于外部介质传感器连接的本安传感器接口。电源输入接口用于控制器的电源输入。下行通讯接口用于与传感器的通讯接口，读取传感器的信息。电机电流接口与控制板电连接，通过单片机实现电机电流监测。电机控制接口与控制板电连接，用于电机电源控制。参照图4，主板包括稳压电源、单片机、1路隔离本安电源+I2C通讯接口、1路电压采集模块、4路电平输出模块、与上行通讯接口连接的RS485电路接口以及与下行通讯接口连接的RS485电路接口。稳压电源与单片机电连接，稳压电源外部供电标准为24V，采用宽电压输入稳压模块，同时采用LDO进行稳压。单片机分别与隔离本安电源+I2C通讯接口、电压采集模块、电平输出模块、与上行通讯接口连接的RS485电路接口以及与下行通讯接口连接的RS485电路接口电连接。上行通讯接口主要用于接收外部服务器发送的控制指令及返会状态。下行通讯接口用于与该控制系统内的角度传感器通讯，实时监测减速器的角度状态，单片机根据角度状态及系统标定参数，可计算出外部负载的实际位移。同时单片机通过该控制系统设置的位移上、下限值，可实现对系统异常保护。隔离本安电源+I2C通讯接口，用于与外部的介质传感器连接。介质传感器包含在在油罐内部可测试空气、油层、乳化层电参量，系统可根据测量值辨别抽口抽所处的介质层。介质传感器所在区域按爆炸性气体环境危险区域的划分，属于0区，电源需采用隔离本安设计。电压采集电路模块用于采集电机回路中电流传感器输出的电压值，通过单片机进行AD采样并计算，可实时监控系统电机工作电流。通过监测电流值，可判断电机输出是否正常。当电机输出过流或堵转时，系统可快速识别并断开电机电源，保证系统安全。电平输出模块通过单片机控制三极管，电流放大及输出高低电平，控制电机控制板端的隔离光耦，实现电机隔离控制，此时控制板端默认是上拉。控制器实现电机闭环系统闭环控制，控制电机正反转、起停控制，监测工作电流及电机转动角度信息。控制器的外壳采用防爆结构设计，外部接口采用防雷浪涌设计。控制板与驱动器电气连接，控制板输出隔离后的电平信号用于控制驱动器。驱动器与电机电气连接，驱动器输出电机驱动时序用于驱动电机。驱动器采用直流无刷电机驱动器，通过电平控制电机的正反转、启停控制。电机与减速器机械连接，电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机闭环监测控制系统，其特征在于，所述该控制系统包括控制器、控制板、驱动器、传感器、电机以及减速器；所述控制器与控制板电气连接，所述控制器实时监测控制板反馈的电流信号电压，所述控制器输出驱动控制板的电平信号；所述控制板与驱动器电气连接，所述控制板输出隔离后的电平信号用于控制驱动器；所述驱动器与电机电气连接，所述驱动器输出电机驱动时序用于驱动电机；所述电机与减速器机械连接；所述减速器与传感器机械连接，所述传感器测试并记录减速器输出的角度信息；所述传感器与控制板电气连接，用于输出电机的角度值；所述控制板与控制器电气连接，所述控制板通过通讯方式向控制器输出角度信息。

【技术特征摘要】
1.一种电机闭环监测控制系统，其特征在于，所述该控制系统包括控制器、控制板、驱动器、传感器、电机以及减速器；所述控制器与控制板电气连接，所述控制器实时监测控制板反馈的电流信号电压，所述控制器输出驱动控制板的电平信号；所述控制板与驱动器电气连接，所述控制板输出隔离后的电平信号用于控制驱动器；所述驱动器与电机电气连接，所述驱动器输出电机驱动时序用于驱动电机；所述电机与减速器机械连接；所述减速器与传感器机械连接，所述传感器测试并记录减速器输出的角度信息；所述传感器与控制板电气连接，用于输出电机的角度值；所述控制板与控制器电气连接，所述控制板通过通讯方式向控制器输出角度信息。2.根据权利要求1所述的电机闭环监测控制系统，其特征在于，所述控制器包括接线板、主板、液晶屏以及按键板；所述接线板与主板电连接，所述主板分别与液晶屏和按键板电连接；所述接线板与控制板电连接。3.根据权利要求2所述的电机闭环监测控制系统，其特征在于，所述接线板上包括电源输入接口、用于外部服务器通讯输入接口的上行通讯接口、下行通讯接口、电机电流接口、电机控制接口以及与用于外部介质传感器连接的本安传感器接口；所述电源输入接口用于控制器的电源输入；所述下行通讯接口用于与传感器的通讯接口，读取传感器的信息；所述电机电流接口与控制板电连接；所述电机控制接口与控制板电连接，用于电机电源控制。4.根据权利要求3所述的电机闭环监测控制系统，其特征在于，所述主板包括稳压电源、单片机、隔离本安电源+I2C通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士兴，杨朋，王西平，王士晨，樊军鹏，官军昌，
申请(专利权)人：西安安森智能仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61