【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抽油机自动控制，具体的说，涉及一种抽油机皮带运转安全检测控制系统及检测方法。
技术介绍
1、抽油机是一种用于石油开采的重要机器设备，它的作用是通过周期性地对油井施加压力，将地下的石油“捞出”到地面，进行石油的采集和利用。抽油机的外形像一个不断点头的机器人，因此也被俗称为“磕头机”。抽油机的主要组成部分有动力传动系统、换向系统、平衡系统、悬重系统和机架底座等。其中，动力传动系统是抽油机的核心部分，它是由皮带连接电动机和大皮带轮，将电动机的旋转动力通过皮带传递给大皮带轮，再由大皮带轮带动输入轴，实现抽油机的往复运动。
2、抽油机的运行状态直接决定了油井的生产效率和安全性，对抽油机的运行状态进行有效的检测和控制是非常必要的。目前，抽油机面临的一个主要的运行挑战是皮带的安全问题，它通常涉及到以下几种类型的故障或事故：
3、第一是皮带张力不合适：皮带张力是指皮带在传动过程中受到的拉力，它是影响皮带传动效率和稳定性的重要因素；如果皮带张力过大，会导致皮带过度拉伸，增加皮带的磨损和断裂的风险，同时也会增加电动机的负荷和能耗；如果皮带张力过小，会导致皮带松弛，容易出现打滑或跳齿，降低传动效率和精度，同时也会增加皮带轮的磨损和噪音。第二是皮带轮转速异常：皮带轮转速是指皮带轮在单位时间内旋转的圈数，它是反映抽油机运行速度和功率的重要参数；如果皮带轮转速过高，会导致抽油机运行过快，增加井下泵的冲击和磨损，同时也会增加电动机的负荷和能耗；如果皮带轮转速过低，会导致抽油机运行过慢，降低井下泵的吸入能力和排出量，同时也
4、上述皮带事故可由多种原因引起：例如皮带本身的老化松弛、延伸打滑、磨损变形等；又如夏冬环境温度变化、下雨湿度变化导致皮带变形打滑等；还如电动机故障、人为操作不当、维护不足等。为了避免这些安全隐患的发生并及时发现并处理这些安全隐患，需要对抽油机的动力传动系统进行实时检测，以保证抽油机的正常运行和安全性，常见的监控方式包括如下几种形式：
5、一种是通过安装在抽油机上的示功仪，采集抽油机的冲程、冲次、载荷等参数，绘制出示功图，分析抽油机和井下泵的工作状况，从而间接判断皮带的运行情况。这种方式可以反映出动力传动系统的工况变化，但是不能直接检测皮带张力、皮带轮转速、电机功率等；另一种是通过安装在皮带上的拉力传感器或者张力计，测量皮带的张力，判断皮带的运行情况，这种方式可以准确地获取皮带的张力值，但是无法结合皮带轮转速、电机转速综合判断皮带运行状态。
6、因此，目前还没有一种能够实现对抽油机皮带运行状态进行全面、准确、实时低成本的检测方法及装置。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种抽油机皮带运转安全检测控制系统及检测方法，解决现有技术中的上述问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种抽油机皮带运转安全检测控制系统，包括大皮带轮、皮带、电机、感应芯片、电机转速变送器、大皮带轮转速变送器、感应变送器和报警控制箱；
4、所述电机将动力通过皮带传递给大皮带轮，带动大皮带轮转动；
5、所述电机和大皮带轮分别设有所述电机转速变送器和皮带轮转速变送器，电机转速变送器和皮带轮转速变送器可测量电机和大皮带轮的转速，获得电机和大皮带轮的线速度；
6、在所述皮带中植入感应芯片，皮带的邻接位置设置所述感应变送器，感应变送器可测量感应芯片随皮带转动间隔的时间，获得皮带的线速度；
7、所述报警控制箱与电机转速变送器、皮带轮转速变送器和感应变送器通过无线连接。
8、进一步的，所述大皮带轮的轮体边缘设置有反光标志，所述大皮带轮转速变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有转速采集模块；所述转速采集模块为光电传感器，光电传感器与大皮带轮的轮体边缘相邻；大皮带轮转速变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
9、进一步的，所述电机的输出轴设置磁钢，所述电机转速变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有转速采集模块；所述转速采集模块为霍尔传感器，霍尔传感器与电机输出轴的磁钢相邻；电机转速变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
10、进一步的，在皮带中置入若干个感应芯片，所述感应芯片为rfid芯片，所述感应变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有感应采集模块，感应采集模块为rfid读写器，rfid读写器与皮带相邻；感应变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
11、进一步的，所述报警控制箱包括箱体，在箱体内设置接收模块、主控模块、存储模块、报警模块和控制模块，主控模块与报警模块连接，在所述电机上设置继电器，控制模块与继电器连接。
12、进一步的，所述报警模块包括三色提示灯和蜂鸣器。
13、进一步的，所述报警控制箱还设置有网络端口，网络端口与主控模块连接，报警控制箱通过网络端口与网络连接。
14、上述一种抽油机皮带运转安全检测控制系统的检测方法，包括：
15、抽油机运行时，开启电机转速变送器、大皮带轮转速变送器和开启感应变送器的变送器开关；
16、电机转速变送器、大皮带轮转速变送器的转速采集模块分别测得电机、大皮带轮的转速，数据处理模块将转速转化为电机、大皮带轮线速度，分别记作：v电机、v大皮带轮；
17、感应变送器的感应采集模块测得皮带中两个感应芯片经过感应区域的时间差，数据处理模块转化为皮带线速度，记作：v皮带；
18、各变送器通过无线发射模块将线速度发送给报警控制箱；
19、报警控制箱的主控模块通过下述规则判断皮带运行状态：
20、正常状态：v电机＝v皮带＝v大皮带轮，报警控制箱不报警；
21、皮带打滑状态：v电机>v皮带+δv，报警控制箱报警；
22、大皮带轮打滑状态：v皮带>v大皮带轮+δv1，报警控制箱报警；
23、式中，δv和δv1为滞后速度。
24、进一步的，若抽油机长时间处于皮带打滑状态或大皮带轮打滑状态，控制模块控制继电器，对电机进行断电或控制卸荷刹车。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
26、1.本专利技术通过感应芯片和感应变送器，实现了对皮带的线速度的精确测量，通过电机转速变送器和大皮带轮转速变送本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，包括大皮带轮、皮带、电机、感应芯片、电机转速变送器、大皮带轮转速变送器、感应变送器和报警控制箱；
2.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述大皮带轮的轮体边缘设置有反光标志，所述大皮带轮转速变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有转速采集模块；所述转速采集模块为光电传感器，光电传感器与大皮带轮的轮体边缘相邻；大皮带轮转速变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
3.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述电机的输出轴设置磁钢，所述电机转速变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有转速采集模块；所述转速采集模块为霍尔传感器，霍尔传感器与电机输出轴的磁钢相邻；电机转速变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
4.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控
5.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述报警控制箱包括箱体，在箱体内设置接收模块、主控模块、存储模块、报警模块和控制模块，主控模块与报警模块连接，在所述电机上设置继电器，控制模块与继电器连接。
6.根据权利要求5所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述报警模块包括三色提示灯和蜂鸣器。
7.根据权利要求5所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述报警控制箱还设置有网络端口，网络端口与主控模块连接，报警控制箱通过网络端口与网络连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述抽油机皮带运转安全检测控制系统的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8任意一项所述检测方法，其特征在于，若抽油机长时间处于皮带打滑状态或大皮带轮打滑状态，控制模块控制继电器，对电机进行断电或控制卸荷刹车。
...【技术特征摘要】
1.一种抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，包括大皮带轮、皮带、电机、感应芯片、电机转速变送器、大皮带轮转速变送器、感应变送器和报警控制箱；
2.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述大皮带轮的轮体边缘设置有反光标志，所述大皮带轮转速变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有转速采集模块；所述转速采集模块为光电传感器，光电传感器与大皮带轮的轮体边缘相邻；大皮带轮转速变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
3.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，所述电机的输出轴设置磁钢，所述电机转速变送器包括变送器壳体，在变送器壳体内固定设置无线发射模块、数据处理模块和供电电池，在变送器壳体上端设有变送器开关，在变送器壳体下端设有转速采集模块；所述转速采集模块为霍尔传感器，霍尔传感器与电机输出轴的磁钢相邻；电机转速变送器通过无线发射模块与所述报警控制箱连接。
4.根据权利要求1所述抽油机皮带运转安全检测控制系统，其特征在于，在皮带中置入若干个感应芯片，所述感应芯片为rfid芯片...
【专利技术属性】
技术研发人员：何志海，范金虎，张小泉，
申请(专利权)人：陕西聚想橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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