一种抽油机的电气控制系统技术方案

本实用新型专利技术一种抽油机电气控制系统，主要包括档位选择开关、指令输入和显示装置、PLC控制单元、永磁同步曳引机、变频器、旋转编码器、位置传感器所组成；其中PLC控制单元上分别连接有档位选择开关、指令输入和显示装置、位置传感器和变频器，该变频器上还连接永磁同步曳引机和指令输入和显示装置，采集旋转编码器和位置传感器的信号返回至变频器，由PLC控制单元通过变频器控制永磁同步曳引机用于驱动抽油杆运动，通过指令输入和显示装置更改变频器相应参数达到调整抽油机冲次的目的；本实用新型专利技术通过更改变频器的参数即可很方便地改变抽油机的运行速度和冲次，解决了传统的抽油机速度单一和冲程不易调整的技术问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气控制领域，尤其是一种抽油机的电气控制系统。
技术介绍
传统的“驴头式”抽油机通过四连杆机构连续一个方向运转，使抽油杆进行往复运行，在恶劣的户外条件下，设备无人值守，靠一台大功率的电机连续拖动，进行抽油作业。这种抽油方式延续了 100年以上，到目前仍然是抽油市场的主流设备，这种设备的优点是故障率低，电气结构简单(仅一台大功率电机)，适应恶劣环境(-40°C 60°C)，电压波动范围大(> ±10);缺点是:1、机械结构庞大(重达几十吨)，安装、维护和调整都极不方便；2、变速齿轮磨损大，更换和维护成本高，甩轮上的配重重达几吨，每年设备维护时经常因为这个发生人身安全事故；3、电机功率大(在30千瓦以上)；4、不能调速，油井的井深、油质、粘稠度、含沙量、含水量各不相同，根据需要，抽油机的冲程、冲次也需要做相应的调整，根据井的工况调整一定范围的速度能最大的提高抽油效率，而这是传统驴头抽油机致命的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能解决现行抽油机耗能大、不能调速及冲程调整不便等技术问题的抽油机电气控制系统。一种抽油机电气控制系统，主要包括档位选择开关、指令输入和显示装置、PLC控制单元、永磁同步曳引机、变频器、旋转编码器、位置传感器所组成；其中PLC控制单元上分别连接有档位选择开关、指令输入和显示装置、位置传感器和变频器，该变频器上还连接永磁同步曳引机和指令输入和显示装置，在该永磁同步曳引机上装设有旋转编码器和在井架中部装设位置传感器，采集旋转编码器信号返回至变频器和采集位置传感器的信号返回至PLC控制单元，由PLC控制单元通过变频器控制永磁同步曳引机用于驱动抽油杆运动，通过指令输入和显示装置更改变频器相应参数达到调整抽油机冲次的目的；通过与PLC控制单元及变频器相连的指令输入和显示装置显示抽油机运行信息、故障记录及调整冲程参数。目前变频器同步控制技术和低速同步电机技术已经发展成熟，PLC控制技术经过了各行各业的苛刻的检验，这些设备工作可靠性高，再加上经过100多年使用经验的曳引式电梯机械运行结构，本技术具无功损耗小、启动电流小、节电效果显著的特点，通过更改变频器的参数即可很方便地改变抽油机的运行速度和冲次，解决了传统的抽油机速度单一及冲程不易调整的技术问题。附图说明图1为本技术的系统框图。以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详述。具体实施方式如图1所示，本技术一种抽油机电气控制系统，主要包括档位选择开关1、指令输入和显示装置2、PLC控制单元3、永磁同步曳引机4、变频器5、旋转编码器6、位置传感器7和指示灯8所组成；其中PLC控制单元3上分别连接有档位选择开关1、指令输入和显示装置2、变频器5、位置传感器7和指示灯8，由安装在控制柜上的档位选择开关I来实现冲次、冲程的调整，而无需专业人员来控制操作，而安装在控制柜上的指示灯8能直观指示抽油机运行状态及故障，以便于维修及巡查人员快速知道抽油机的运行状态；该变频器5上还连接永磁同步曳引机4和指令输入和显示装置2，在该永磁同步曳引机4上装设有旋转编码器6和在井架中部装设位置传感器7，采集旋转编码器6的信号返回变频器5和采集位置传感器7的信号返回至PLC控制单元3，由PLC控制单元3通过变频器5控制永磁同步曳引机4用于驱动抽油杆运动，通过指令输入和显示装置2更改变频器5相应参数达到调整抽油机冲次的目的；通过与PLC控制单元3及变频器5相连的指令输入和显示装置2，利用串行通讯实现显示抽油机运行信息、故障记录及调整冲程等参数的目的；通过安装在永磁同步曳引机4上的旋转编码器6作为变频器5的速度反馈信号及冲程设置的计算依据，来达到精确控制永磁同步曳引机4运行速度及冲程的目的；由安装在井架中部的位置传感器7提供位置信号作为冲程的基准信号，并在抽油机经过此位置传感器7时进行位置校正，从而避免累计误差而影响抽油机的正常工作。本技术的指令输入和显示装置2除可显示抽油机的运行状态外，还可很方便地调整和设置抽油机的冲程:在抽油机每次运行之前，先找基准，通常以最大冲程的中间位置作为基准，找到基准后，抽油机即以此基准上、下运行。由于本技术的永磁同步曳引机4的功率因数接近于1，无功损耗小，启动电流小，节电效果显著。本技术通过更改变频器5的参数即可很方便地改变抽油机的运行速度和冲次，解决了传统的抽油机速度单一和冲程不易调整的技术问题。以上所述，仅是本技术较佳实施例而已，并非对本技术的技术范围作任何限制，故凡是依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油机电气控制系统，其特征在于：主要包括档位选择开关、指令输入和显示装置、PLC控制单元、永磁同步曳引机、变频器、旋转编码器、位置传感器所组成；其中PLC控制单元上分别连接有档位选择开关、指令输入和显示装置、位置传感器和变频器，该变频器上还连接永磁同步曳引机和指令输入和显示装置,在该永磁同步曳引机上装设有旋转编码器和在井架中部装设位置传感器，采集旋转编码器信号返回至变频器和采集位置传感器的信号返回至PLC控制单元，由PLC控制单元通过变频器控制永磁同步曳引机用于驱动抽油杆运动，通过指令输入和显示装置更改变频器相应参数达到调整抽油机冲次的目的；通过与PLC控制单元及变频器相连的指令输入和显示装置显示抽油机运行信息、故障记录及调整冲程参数。

【技术特征摘要】
1.一种抽油机电气控制系统，其特征在于:主要包括档位选择开关、指令输入和显示装置、PLC控制单元、永磁同步曳引机、变频器、旋转编码器、位置传感器所组成；其中PLC控制单元上分别连接有档位选择开关、指令输入和显示装置、位置传感器和变频器，该变频器上还连接永磁同步曳引机和指令输入和显示装置，在该永磁同步曳引机上装设有旋转编码器和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘和平，吴致千，麻二伟，吴亚龙，
申请(专利权)人：河南思科石油环保设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：