专利名称：油田电潜泵智能诊断及控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田电潜泵智能诊断及控制装置，属油田电潜泵监测与控制 装置技术领域。
技术背景在我国油田，电潜泵是油田中较为普遍的采油设备，工作在1000 2500米的井 下，由地面上的电控柜通过专用电缆供电，实现电能到机械能的转化而将油井中的液体举 升到地面。目前国内电潜泵运行时一般是通过人工观察电压、电流、井下压力、温度等参数 来判断泵机的运行情况，并手动对变频参数进行调整；由于井下高温、腐蚀、磨损的工作环 境使得电潜泵运行工况极差，同时由于井下工况复杂多变，人工调整参数的方式不仅劳动 强度大，而且实际效果也不尽如人意。另外，一旦设备发生故障时，无法得知造成故障的可 能原因，不便于检修维护。因此，开发一种电潜泵智能诊断及控制装置，是油田亟待解决的 问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种无需人工干预，且能实时采集电潜泵生产运行 数据并智能调节电控柜运行频率，实现其运行方式的自动优化，以延长设备的使用寿命；从 而降低生产维护成本，解决现有人工调整参数的方式不仅劳动强度大、实际效果差，而且一 旦设备发生故障时，无法得知其原因，不便于检修维护问题的油田电潜泵智能诊断及控制
直ο本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的一种油田电潜泵智能诊断及控制装置，它由现场信号传感器、智能诊断及控制器 和变频器构成，其特征在于所述的智能诊断及控制器由信号调理板、A/D转换模块、液晶 驱动板、液晶屏、FLASH芯片、微处理器、复位看门狗电路、GPRS/GSM模块、485转换芯片构 成；智能诊断及控制器通过信号调理板的Sl S8引脚与现场信号传感器连接，信号调理板 的Al A8引脚与A/D转换模块的CHO CH7引脚相连；智能诊断及控制器的485转换芯 片通过TXD、RXD引脚与微处理器相连，并通过DA、DB引脚与变频器的D+、D-引脚连接；所述的A/D转换模块DO D7引脚和D8 D13引脚与BUS总线连接；所述的液晶驱动板DATAO DATA7引脚连接BUS总线，RA/RB/RC/RCLK引脚与液 晶屏的R_A/R_B/R_C/CLK引脚连接；所述的FLASH芯片DO D7引脚连接BUS总线，WR、RD引脚与微处理器的Pl. 5、 Pl. 6引脚相连，CS、CE引脚与微处理的Pl. 7、P2. 7引脚相连；所述的微处理器P4. 0 P4. 7引脚接入BUS总线，TXD0、RXD0引脚与GPRS/GSM模 块连接，TXDl、RXDl引脚与485转换芯片TXD、RXD引脚连接；所述的复位看门狗电路的RST引脚与微处理器的RESET引脚相连，WDT引脚与微 处理器的Pl. 6引脚相连；[0011]所述的GPRS/GSM模块17、18引脚与微处理器的TXDO、RXDO引脚连接。本实用新型与现有技术相比的有益效果在于该油田电潜泵智能诊断及控制装置通过安装在井下的现场信号传感器对电潜泵 进口压力、出口压力、电潜泵进口温度以及电潜泵泵体振动强度的检测，获取井下电潜泵实 时运行状态，了解电潜泵运行工况。智能诊断及控制器通过信号调理板及A/D转换模块采 集和处理井下信号并交由微处理器处理，并将处理后的电潜泵运行设定值交给变频器，通 过变频器的调频变速功能实现对电潜泵的运行优化控制。解决了现有采用人工调整参数 的方式不仅劳动强度大、实际效果差，而且一旦设备发生故障时，无法得知其原因，不便于 检修维护的问题。不仅能够在保证生产的情况下延长设备使用寿命，而且通过GPRS/GSM模 块，能够将电潜泵的重要运行参数发送至相关管理人员手机或服务器上，实现电潜泵运行 工况的远程管理。
附图为油田电潜泵智能诊断及控制装置的电路原理图。图中1、现场信号传感器，2、智能诊断及控制器，3、变频器，4、信号调理板，5、A/D 转换模块，6、液晶驱动板，7、液晶屏，8、FLASH芯片，9、微处理器，10、复位看门狗电路，11、 GPRS/GSM模块，12,485转换芯片。
具体实施方式
；该油田电潜泵智能诊断及控制装置由现场信号传感器1、智能诊断及控制器2、变 频器3构成，智能诊断及控制器2由信号调理板4、A/D转换芯片5、液晶驱动板6、液晶屏7、 FLASH芯片8、微处理器9、复位看门狗电路10、GPRS/GSM模块11、485转换芯片12构成，智 能诊断及控制器2通过信号调理板4的Sl S8引脚与现场信号传感器1连接，用于获取 现场实时数据，信号调理板4通过Al A8引脚与A/D转换模块5的CHO CH7引脚相连， 用于将调理后的信号进行下一步处理；智能诊断及控制器2的485转换芯片12通过TXD、 RXD引脚与微处理器9的TXD1、RXDl引脚相连，并通过DA、DB引脚与变频器3的D+、D-引 脚相连，实现数据接口的转换和实时数据的高速通信。现场信号传感器1由压力传感器、温度传感器、振动传感器构成，压力传感器检测 电潜泵进口和出口压力，温度传感器检测电潜泵进口温度，振动传感器检测电潜泵泵体振 动强度，传感器信号数据通过专用电缆传送至地面，用于智能诊断及控制器2获取井下电 潜泵的实时运行状态。A/D转换模块5的DO D7引脚和D8 D13引脚与BUS总线连接，分别用于输出 转换后的数字量信号和接收微处理器9的控制命令。液晶驱动板6的DATAO DATA7引脚 连接BUS总线，RA/RB/RC/RCLK引脚与液晶屏7的R_A/R_B/R_C/CLK引脚连接，分别用于获 取需要在液晶屏7上显示的数据，并传输至液晶屏7，以实现数据的显示和用于生产管理人 员观察电潜泵运行和调控的数据情况。FLASH芯片8的DO D7引脚连接BUS总线，WR、RD引脚与微处理器9的Pl. 5、 Pl. 6引脚相连，用于接收微处理器9的读写命令、存储数据和数据调用CS、CE引脚与微处理 器9的Pl. 7、P2. 7引脚相连，用于FLASH芯片8与微处理器9的片选及同步操作。微处理器9的P4. 0 P4. 7引脚接入BUS总线，用于数据通信；TXDO、RXDO引脚与GPRS/GSM模块 11连接，用于诊断结果及重要数据的无线远传；TXD1、RXD1引脚与485转换芯片12的TXD、 RXD引脚连接，用于实现与变频器数据的实时通讯。复位看门狗电路10的RST引脚与微处理器9的RESET引脚相连，对CPU微处理机 进行可靠的复位，WDT引脚与微处理器9的Pl. 6引脚相连，防止微处理器9死机。GPRS/GSM 模块11的17、18引脚与微处理器9的TXD0、RXD0引脚连接，用于将微处理器9指定的数据 通过GPRS/GSM网络进行传送。工作时，智能诊断及控制器2的信号调理板4及A/D转换模块5采集和处理现场 信号传感器1所传的井下电潜泵数据，并将转换后的数字量信号交由微处理器9 ；485转换 芯片12负责微处理器9与变频器3的通信，使微处理器9获取电潜泵运行的电参数，如电 压、电流、扭矩、效率等数据。微处理器9调用固化于FLASH芯片8内的小型专家系统所提 供的数据与现场采集的数据进行比对，通过预设的算法和数据处理程序进行智能判断，并 将处理后的电潜泵运行设定值交给变频器3，通过变频器3的调频变速功能实现对电潜泵 的运行优化控制。该装置将采集的数据和变频器3的运行参数显示在液晶屏7上，便于用户和管理 人员查看。另外，智能诊断及控制器2的GPRS/GSM模块11，能够将电潜泵的重要运行参数 发送至相关管理人员手机或服务器上，实现电潜泵运行工况的远程管理。
权利要求一种油田电潜泵智能诊断及控制装置，它由现场信号传感器(1)、智能诊断及控制器(2)和变频器(3)构成，其特征在于所述的智能诊断及控制器(2)由信号调理板(4)、A/D转换模块(5)、液晶驱动板(6)、液晶屏(7)、FLASH芯片(8)、微处理器(9)、复位看门狗电路(10)、GPRS/GSM模块(11)、485转换芯片(12)构成；智能诊断及控制器(2)通过信号调理板(4)的S1～S8引脚与现场信号传感器(1)连接，信号调理板(4)的A1～A8引脚与A/D转换模块(5)的CH0～CH7引脚相连；智能诊断及控制器(2)的485转换芯片(12)通过TXD、RXD引脚与微处理器(9)相连，并通过DA、DB引脚与变频器(3)的D+、D 引脚相连；所述的A/D转换模块(5)D0～D7引脚和D8～D13引脚与BUS总线连接；所述的液晶驱动板(6)DATA0～DATA7引脚连接BUS总线，RA/RB/RC/RCLK引脚与液晶屏的R_A/R_B/R_C/CLK引脚连接；所述的FLASH芯片(8)D0～D7引脚连接BUS总线，WR、RD引脚与微处理器(9)的P1.5、P1.6引脚相连，CS、CE引脚与微处理(9)的P1.7、P2.7引脚相连；所述的微处理器(9)P4.0～P4.7引脚接入BUS总线，TXD0、RXD0引脚与GPRS/GSM模块(11)连接，TXD1、RXD1引脚与485转换芯片(12)TXD、RXD引脚连接；所述的复位看门狗电路(10)的RST引脚与微处理器(9)的RESET引脚相连，WDT引脚与微处理器(9)的P1.6引脚相连；所述的GPRS/GSM模块(11)17、18引脚与微处理器(9)的TXD0、RXD0引脚连接。
专利摘要本实用新型涉及一种油田电潜泵智能诊断及控制装置，属油田电潜泵监测与控制装置技术领域。它由现场信号传感器、变频器、智能诊断及控制器构成，智能诊断及控制器通过信号调理板与现场信号传感器连接，用于获取现场数据，信号调理板与A/D转换模块相连，用于信号的进一步处理；智能诊断及控制器的485转换芯片分别与微处理器相连和变频器相连，实现数据接口的转换和实时数据的高速通信。该装置通过变频器实现对电潜泵的运行优化控制，解决了现有采用人工调整参数的方式劳动强度大、实际效果差，而且设备发生故障时不便于检修维护的问题。延长了设备使用寿命，并具有智能程度高，调控效果好的特点，适用于各油田电潜泵工况诊断及控制使用。
文档编号F04B49/06GK201661454SQ201020142428
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者黄杰 申请人:黄杰