抽油机的永磁节能智能管理系统的制作方法

专利名称:抽油机的永磁节能智能管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及远程信息传输、检测领域，尤其涉及一种抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征是，包括抽油机、PLC控制器、无线数传终端和远程故障诊断服务中心，所述抽油机的电机轴上连接带轮式永磁涡流柔性传动装置，带轮式永磁涡流柔性传动装置与抽油机减速机之间连接皮带，抽油机的控制柜内设PLC控制器和无线数传终端，所述无线数传终端经公用因特网与远程故障诊断服务中心通讯，所述远程故障诊断服务中心通过3G、WLAN或WIFI协议与手机移动端进行通讯。与现有技术相比，本实用新型的优点是：可实现系统终端设备通信数据采集和存储，系统故障和事件的快速响应，对分散型客户维护和服务流程有效兼容，大规模系统资产管理服务。
【专利说明】
抽油机的永磁节能智能管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及大数据、云计算、物联网等远程信息传输、检测技术领域，尤其涉及一种抽油机的永磁节能智能管理系统。
【背景技术】
[0002]永磁传动技术是通过导体和永磁体之间的气隙实现电动机和负载间无机械连接下的扭矩传递方案。该技术主要特点有:1、节能效果:25%?66%; 2、允许有较大的安装对中误差(最大可为5mm)，能简化安装调试过程;3、提高电机的启动能力，减少冲击和振动;4、易于实现遥控和自动控制;5、使用寿命长，并可延长系统中零部件的使用寿命;6、调速型可在电机转速基本不变的情况下实现输出转速的无级调节;7、环境友好，不产生电磁谐波。永磁传动装置由于上述优点，在水栗、风机、皮带输送机等电机传动场合越来越得到广泛的应用，尤其是在调速领域，具有液力耦合器和变频器无法比拟的优势。
[0003]在永磁传动装置应用的过程控制中，主要涉及对环境参数和设备运行状态数据的采集，比如:振动值、温湿度或工作状态指示、轴温、转速等，同时对冷却系统的介质流量、压力、液位以及负载的输入输出电压、电流、功率、用电量等数据的采集;同时还要根据运行情况整定控制参数，比如设备的保护定值等。每台装置大约有10?20个现场测量信息需要实时监控。
[0004]目前的永磁传动装置基本上是单一的设备，没有和互联网进行结合。即使有部分安装了数据传感器，也只是停留在现场数据采集上，且多采用SCADA系统进行远程监视。现场安装有温湿度/振动/转速传感器;数据采集按照硬接线(4?20mA)方式提供I进2出1通道。一路用于现场控制箱PLC，一路预留给厂内DCS系统;现场多采用入门级PLC，作为1信号采集和触摸屏显示之用。目前PLC多为西门子S200低端产品；苏仪开发的3G/GPRS数据采集器提供基于移动网络的串口服务;利用传统的SCADA监控系统，将数据自现场远传采集至公司架设的SCADA主机;同时站点安装有视频监控，采用固定位摄像机监视设备周界情况。
[0005]永磁传动装置在使用SCADA系统时存在以下弊端:1、使用广域网做实时通道(尤其是实串口映射方式)时，在稳定性、易管理性、可扩充性上都有不足之处;2、SCADA系统比较适合传统集中式管理，规模需要提前准确预估，以便购买相应的服务器等基础设备；3、系统集群冗余和扩充不方便，部署成本较为高，由于其系统功能相对固定，不能满足服务业务经常要根据需求调整和扩充的使用特点。
[0006]同时，整个永磁传动装置并没有实现远程控制、数据分析、运行检测、事故预警。因此针对永磁传动装置的管理需求，迫切需要建立一种新的系统的、安全的网络平台，即能满足基本的现场设备情况监视功能，同时还要能分析设备运行中存在的问题，最终实现延长设备使用周期并能改善设备运行中潜在运行风险的智能化管理系统，真正保证传动系统的安全性、可靠性和高效性。

【发明内容】

[0007]本实用新型的目的是提供一种抽油机的永磁节能智能管理系统，借助公用互联网建立抽油机集群智能管理系统，以灵活可靠的接入方式，对地理位置分散的抽油机客户具有快速部署和灵活扩充的能力，以高度集群和冗余的基础架构满足传输环节信息安全和通讯可靠的要求。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的:
[0009]抽油机的永磁节能智能管理系统，包括抽油机、PLC控制器、无线数传终端和远程故障诊断服务中心，所述抽油机的电机轴上连接带轮式永磁涡流柔性传动装置，带轮式永磁涡流柔性传动装置与抽油机减速机之间连接皮带，抽油机的控制柜内设PLC控制器和无线数传终端，所述无线数传终端经公用因特网与远程故障诊断服务中心通讯；
[0010]所述PLC控制器上的1接口与抽油机运行时的环境参数和设备运行状态相关数据测量的各传感器输出接口对应相连；
[0011 ]所述PLC控制器上扩展有Modbus通讯模块，该PLC控制器与无线数传终端相连，并通过Modbus协议进行通讯；
[0012]所述无线数传终端与因特网之间通过M2M物联网进行通讯;所述远程故障诊断服务中心是SaaS资产管理服务托管平台，具有支持百万数据的网络存储器。
[0013]所述远程故障诊断服务中心通过3G、WLAN或WIFI协议与手机移动端进行通讯。
[0014]所述设备运行状态相关数据包括电机电流、带轮式永磁涡流柔性传动装置导体盘温度、电机输出转速，减速机输入转速、电机底座振动值。
[0015]所述环境参数包括空间位置、抽油机身份信息、环境温度。
[0016]所述无线数传终端型号为F2114 GPRS IP MODEM物联网无线数据终端。
[0017]所述抽油机为游梁式抽油机或塔架式抽油机中的一种。
[0018]所述远程故障诊断服务中心采用高度集群和冗余架构布置。
[0019]所述无线数传终端支持现场Modbus协议智能仪表。
[0020]所述智能仪表包括电流表、温度传感器、转速传感器和测振仪中的一种或一种以上。
[0021 ]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0022]I)远程故障诊断服务中心作为现场监视、数据分析和维护服务一体化的托管平台，可实现系统终端设备通信数据采集和存储，系统核心设备健康状态分析，系统故障和事件的快速响应，对客户维护和服务流程有效兼容，大规模系统资产管理服务。
[0023]2)适合分散抽油机的数据采集，定制化的手机移动端可方便接入与浏览，扫描二维码查看资产、设备台账和设备维护记录，实时/历史数据浏览，报警处理，手动触发报警，查看报警日志和报警筛选、跳转、备注，历史故障处理经验总结和知识库，编辑/查看现场日志，拍照、存储和上传，实现远程设备维护，故障浏览和分析更加便捷，运维效率更高。
[0024]3)通过公用因特网将用户大数据应用需求集成在一起，可以为用户提供节能咨询、设备优化等增值服务;同时还能依托远程故障诊断服务中心建立快速维修响应机制，开展备品备件管理，设备租赁业务等，具有规模化，标准化，快速部署的特点。
【附图说明】

[0025]图1是本实用新型管理系统结构示意框图；
[0026]图2是本实用新型实施例结构不意图；
[0027]图3是本实用新型带轮式永磁涡流柔性传动装置连接示意图。
[0028]图中:1_无线数传终端，2-PLC控制器，3-因特网，4-手机移动端，5-远程故障诊断服务中心，6-游梁式抽油机，7-电机，8-带轮式永磁涡流柔性传动装置，9-皮带，10-抽油机减速机。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0030]见图1至图3，是本实用新型抽油机的永磁节能智能管理系统结构示意图，包括游梁式抽油机6、PLC控制器2、无线数传终端I和远程故障诊断服务中心5，游梁式抽油机6的电机7轴连接带轮式永磁涡流柔性传动装置8，带轮式永磁涡流柔性传动装置8与抽油机减速机10之间连接皮带9，游梁式抽油机6的控制柜内设PLC控制器2和无线数传终端I，无线数传终端I经公用因特网3与远程故障诊断服务中心5通讯;为了实现数据的传递，PLC控制器2上扩展有Modbus通讯模块，该PLC控制器2与无线数传终端I由线缆相连，并通过Modbus协议进行通讯;Modbus是一种用于工业现场的总线协议。
[0031]无线数传终端I与公用因特网3之间通过M2M物联网进行通讯，M2M物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。同理，通过扩展异地无线数传终端I的数量，能快速部署网络终端，实现系统扩充的规模化和标准化。远程故障诊断服务中心5是SaaS资产管理服务托管平台，具有支持百万数据的网络存储器。设备运行状态相关数据包括电机电流、带轮式永磁涡流柔性传动装置导体盘温度、电机输出转速，减速机输入转速、电机底座振动值。环境参数包括空间位置、抽油机身份信息、环境温度等等。无线数传终端支持现场Modbus协议智能仪表。智能仪表包括电流表、温度传感器、转速传感器和测振仪中的一种或一种以上均可。
[0032]无线数传终端型号为F2114 GPRS IP MODEM物联网无线数据终端，能利用公用GPRS网络为用户提供无线长距离数据传输功能。该产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台。
[0033]本实用新型适用游梁式抽油机群或塔架式抽油机群。远程故障诊断服务中心采用高度集群和冗余架构布置，来保证信息的安全和通讯的可靠性。
[0034]远程故障诊断服务中心5通过3G、WLAN或WIFI协议与手机移动端进行通讯，以适应零散分布的抽油机客户。手机移动端4通过二维码扫描实现资产管理，调取资产信息、安装信息、维护负责人等信息，还可通过现场拍照，进行照片存储和上传。
[0035]本实用新型可实现客户的应用需求，通过主页浏览(Web Style)和手机移动端应用(Mobile App)方式访问系统，完成核心参数建档(基本信息、台账信息、设计图纸)；关键数据存档(实时数据、环境参数、历史曲线);运行参数调档(整定参数优化、设备寿命数据)；巡检报告归档(维护维修报告、专家系统);对报警信息及时通知，快速响应(远程实时监视现场报警，并给相应负责人发送短信)；规范流程，简化操作(对报警事件作出快速响应，生成预案，及时解决潜在问题)。
[0036]以上所述实施例仅是为详细说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制本实用新型的保护范围，凡在不违背本实用新型的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，包括抽油机、PLC控制器、无线数传终端和远程故障诊断服务中心，所述抽油机的电机轴上连接带轮式永磁涡流柔性传动装置，带轮式永磁涡流柔性传动装置与抽油机减速机之间连接皮带，抽油机的控制柜内设PLC控制器和无线数传终端，所述无线数传终端经公用因特网与远程故障诊断服务中心通讯； 所述PLC控制器上的1接口与抽油机运行时的环境参数和设备运行状态相关数据测量的各传感器输出接口对应相连； 所述PLC控制器上扩展有Modbus通讯模块，该PLC控制器与无线数传终端相连，并通过Modbus协议进行通讯； 所述无线数传终端与因特网之间通过M2M物联网进行通讯;所述远程故障诊断服务中心是SaaS资产管理服务托管平台，具有支持百万数据的网络存储器。2.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述远程故障诊断服务中心通过3G、WLAN或WIFI协议与手机移动端进行通讯。3.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述设备运行状态相关数据包括电机电流、带轮式永磁涡流柔性传动装置导体盘温度、电机输出转速，减速机输入转速、电机底座振动值。4.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述环境参数包括空间位置、抽油机身份信息、环境温度。5.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述无线数传终端型号为F2114 GPRS IP MODEM物联网无线数据终端。6.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述抽油机为游梁式抽油机或塔架式抽油机中的一种。7.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述远程故障诊断服务中心采用高度集群和冗余架构布置。8.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述无线数传终端支持现场Modbus协议智能仪表。9.根据权利要求1所述的抽油机的永磁节能智能管理系统，其特征在于，所述智能仪表包括电流表、温度传感器、转速传感器和测振仪中的一种或一种以上。
【文档编号】H02K7/10GK205721332SQ201620365460
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】马忠威
【申请人】迈格钠磁动力股份有限公司