一种用于抽油机控制的驱控一体系统技术方案

一种用于抽油机控制的驱控一体系统，包括智能驱动模块、智能控制模块、数据交互模块、数据传输模块、数据采集模块、外部接口模块、电机驱动和电机状态反馈模块；智能驱动模块和智能控制模块通过数据交互模块连接；电机驱动和电机状态反馈模块连接到智能驱动模块，数据传输模块、数据采集模块和外部接口模块连接到智能控制模块；本实用新型专利技术的方案在满足油田信息收集的基础上，通过将抽油机相关作业设备的信息采集有线采集，无线采集接口、控制接口、驱动接口、数据传输接口等合理的设计在一起，内部搭载自学习，自适应控制架构，提高整个系统运维效率，增强智慧性。本实用新型专利技术具有接口丰富，低成本，运维效率高，智能驱控的特点。智能驱控的特点。智能驱控的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于抽油机控制的驱控一体系统


[0001]本技术属于智慧油田抽油机控制领域，具体涉及一种用于抽油机控制的驱控一体系统。

技术介绍

[0002]在数字油田向智慧油田转型的趋势中，抽油机作为油田开发的主要设备及耗能设备，对其的驱动及控制在智能化上显得尤为重要。数字油田的核心是数字化和智能化，强调的是人工智能；智慧油田就是在数字油田的基础上融入人的智慧，强调的是人工智能和人的智慧相结合。因为物只有智能，而人才有智慧，与数字油田侧重于数据收集不同，智慧油田更加侧重于数据的整理和深度应用的发掘，形成由“数据”到“知识”的转变，以这些知识为基础，对油田生产决策进行辅助和指导，从而优化传统工艺流程，提供科学管理方法，被动到主动的跨越。针对智慧油田的要求，就需要设备能集中收集重要信息并有自适应自学习的功能。而现有的抽油机控制设备或装置基本靠分立的控制和驱动装置之间进行互联来实现信息数据收集和控制，比如通过RTU或者PLC收集井场设备数据并与自身数据库对比后输出指令信号控制现场设备从而驱动抽油机相关设备达到控制的目的。
[0003]以上分析描述的是目前常见的抽油机控制方案，简单易行。但其自身存在如下问题：
[0004]1、由于各分立装置的厂家不一，在系统配合调试，运行维护中比较难统一，多方配合增加了运维周期和成本；
[0005]2、通过收集到的设备数据与设定好的数据库进行对比来控制抽油机，自适应自学习方面没有体现。
[0006]以上问题存在运维周期长和成本高且影响油田对生产连续性的要求，无法自适应自学习没有达到智慧油田对设备的要求。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种用于抽油机控制的驱控一体系统，以解决上述问题。
[0008]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]一种用于抽油机控制的驱控一体系统，包括智能驱动模块、智能控制模块、数据交互模块、数据传输模块、数据采集模块、外部接口模块、电机驱动和电机状态反馈模块；智能驱动模块和智能控制模块通过数据交互模块连接；电机驱动和电机状态反馈模块连接到智能驱动模块，数据传输模块、数据采集模块和外部接口模块连接到智能控制模块；
[0010]智能驱动模块用于根据模拟量采集及电机状态量反馈做电机驱动算法控制并通过并口与数据交换及存储单元通讯，实时交互电机状态信息并执行来自数据交互模块下发的控制指令；
[0011]智能控制模块用于采集外部设备数据，提供外部数字输入输出接口，以及现场数
据传输；
[0012]数据交互模块用于完成智能驱动模块与智能控制模块之间的高速数据交换与存储。
[0013]进一步的，智能驱动模块为集成了智能驱动的CPU；电机状态反馈模块包括模拟量采样信号端子和模拟量调节单元；模拟量采样信号端子通过模拟量调节单元连接到智能驱动模块；模拟量采样信号端子用于采集电机内部电压，电流及温度信号，模拟量调节单元将采集到的机器内部电压，电流及温度调节到智能驱动CPU能接受的范围，并产生相应的过压，过流，过温保护信号。
[0014]进一步的，电机驱动模块包括驱动信号转换单元、编码器信号调理单元、温度信号调理单元、数字量转换单元和风扇控制端子；驱动信号转换单元、编码器信号调理单元、温度信号调理单元、数字量转换单元和风扇控制端子均连接到智能驱动模块。
[0015]进一步的，风扇控制端子连接有风扇电源端子；数字量转换单元连接有数字量输出端子和数字量供电电源，数字量输出端子连接数字量供电电源；编码器信号调理单元连接编码器接口；温度信号调理单元连接温度检查单元；驱动信号转换单元连接电机侧驱动信号端子和电网侧驱动信号端子，电网侧驱动信号端子连接有驱动供电端子。
[0016]进一步的，智能驱动模块、智能控制模块和数据交互模块均连接到电源转换模块，电源转换模块连接板卡供电端子。
[0017]进一步的，数据交互模块包括数据交互及存储单元，为智能驱动CPU和智能控制CPU通过高速数据交互通道，并存储运行数据，计算数据
[0018]进一步的，外部接口模块包括SD接口、USB接口、人机界面接口和用户数字量输出接口；SD接口、USB接口、人机界面接口连接智能控制模块，用户数字量输出接口通过用户数字量输出调理单元连接智能控制模块。
[0019]进一步的，数据传输模块包括Zigbee单元、GPRS/4G单元和Ethernet端口，Zigbee单元、GPRS/4G单元和Ethernet端口均连接到智能控制模块，Ethernet端口通过Ethernet信号调理单元连接到智能控制模块，用于无线或有线数据传输。
[0020]进一步的，数据采集模块包括用户IO输入及高速IO接口、485及CAN通信端子和用户模拟量输入输出端子；用户IO输入及高速IO接口通过用户IO输入及高速IO接口调理单元连接智能控制模块；485及CAN通信端子通过485及CAN通讯信号调理单元连接智能控制模块；用户模拟量输入输出端子通过用户模拟量调理单元连接智能控制模块。
[0021]与现有技术相比，本技术有以下技术效果：
[0022]本技术的方案在满足油田信息收集的基础上，通过将抽油机相关作业设备的信息采集有线采集，无线采集接口、控制接口、驱动接口、数据传输接口等合理的设计在一起，内部搭载自学习，自适应控制架构，提高整个系统运维效率，增强智慧性。此技术具有接口丰富，低成本，运维效率高，智能驱控的特点。
[0023]本技术智能驱动模块集成了智能控制CPU及有线模量，485通讯，CAN通讯设备所需的检测通道，无线ZIGBEE或LORA设备所需的检测通道，现场设备所需的数字量入和输出通道，远程的有线数据传输ETHERNET和无线数据传输通道及接口GPRS/4G，完成数据整理，工图绘制，远程本地数据传输及指令传递。
附图说明
[0024]图1为配置有线，无线数据采集，外部数字输入，输出接口，有线，无线输出传输的驱控一体系统；
[0025]图2为只有有线数据采集和有线数据传输的驱控一体系统；
[0026]图3为只有无线数据采集和无线数据传输的驱控一体系统；
[0027]图4为驱控一体智能板卡布局图；
[0028]图5为每个功能单元之间的连接关系图。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本技术进一步说明：
[0030]请参阅图1至图5，本技术的创新点在于将传统的抽油机驱动控制分离的方案集中在一个装置上面实现，即驱控一体。将多个智能模块通过选配的方式，适用现场多变的需求。如图1所示为配置有线，无线数据采集，外部数字输入，输出接口，有线，无线输出传输的驱控一体装置。如图2所示为适用于现场只有有线数据采集和有线数据传输的装置。如图3所示为适用于现场只有无线数据采集和无线数据传输的装置。装置各个模块可灵活选配并组合，以适应现场需求。下面对各个附图进行详细说明：
[0031]1.如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抽油机控制的驱控一体系统，其特征在于，包括智能驱动模块、智能控制模块、数据交互模块、数据传输模块、数据采集模块、外部接口模块、电机驱动和电机状态反馈模块；智能驱动模块和智能控制模块通过数据交互模块连接；电机驱动和电机状态反馈模块连接到智能驱动模块，数据传输模块、数据采集模块和外部接口模块连接到智能控制模块；智能驱动模块用于根据模拟量采集及电机状态量反馈做电机驱动算法控制并通过并口与数据交换及存储单元通讯，实时交互电机状态信息并执行来自数据交互模块下发的控制指令；智能控制模块用于采集外部设备数据，提供外部数字输入输出接口，以及现场数据传输；数据交互模块用于完成智能驱动模块与智能控制模块之间的高速数据交换与存储。2.根据权利要求1所述的一种用于抽油机控制的驱控一体系统，其特征在于，智能驱动模块为集成了智能驱动的CPU；电机状态反馈模块包括模拟量采样信号端子和模拟量调节单元；模拟量采样信号端子通过模拟量调节单元连接到智能驱动模块；模拟量采样信号端子用于采集电机内部电压，电流及温度信号，模拟量调节单元将采集到的机器内部电压，电流及温度调节到智能驱动CPU能接受的范围，并产生相应的过压，过流，过温保护信号。3.根据权利要求1所述的一种用于抽油机控制的驱控一体系统，其特征在于，电机驱动模块包括驱动信号转换单元、编码器信号调理单元、温度信号调理单元、数字量转换单元和风扇控制端子；驱动信号转换单元、编码器信号调理单元、温度信号调理单元、数字量转换单元和风扇控制端子均连接到智能驱动模块。4.根据权利要求3所述的一种用于抽油机控制的驱控一体系统，其特征在于，风扇控制端子连接有风扇电源端子；数字量转换单元连接有数字量输出端子和数字量供电电源，数字量输出端子连接数字量供电电源；编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：武鹏，陈佩，谭文杰，李嘉琨，
申请(专利权)人：西安智容传动技术有限公司，
类型：新型
国别省市：