专利名称：抽油机控制器、控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油开采领域，更具体地说，涉及抽油机控制器、控制方法及系统。
背景技术：
抽油机是石油开采作业中主要的采油设备之一，在我国，普遍使用的是游梁式抽 油机。游梁式抽油机主要组成部分包括驴头、游梁、连杆机构、减速箱和动力机，其工作 原理是，动力机输送的动力经减速器减速后，驱动连杆机构，使其带动游梁上下摆动，从而 可以通过驴头上的悬绳器带动抽油泵中的油泵柱塞作上下的往复运动，进而可以将油井中 的油液抽至井上。实际的油井作业中，在油井的不同开发生产阶段，或是根据不同的油井中油液的 粘度的不同，抽油机需要根据不同的情况，分别以不同的运行方式，才能得到最优的生产效 果。具体的，在油井的高产期，需要抽油机高冲次的运行，这是因为油井中的油液进入油泵 速度快，高冲次可以提高采油的效率；当油井进入开发生产的后期，由于油液中含水率较 高，如果抽油机还以高冲次运行，并不能取得较高的产油量，但是，由于抽油机为高冲次运 行方式，所以动力机也处于高速运行状态，能源消耗高，从而会造成能源的浪费；此时，抽油 机只有以长冲程、低冲次的方式运行，才能达到以较小能源消耗得到相对较高的产油量，进 而实现能源的节约。又比如，当开采的油井中为稠油时，合理的开采方式为上冲程较快且下 冲程较慢。目前，在实际的生产过程中，为了 了解当前的油井状况，需要检测人员携带检测设 备到达油井的现场对设备进行检测，以采集相关数据。由于油井的数量过多，或者，受到有 些油井间的距离过远、道路不畅或是恶劣天气的影响，使得检测人员无法及时的到达油井 的现场采集数据时，也就无法得到油井运行方式的调整依据。所以，不能及时而便捷的随着 油井的不同情况，控制抽油机，使其运行方式调整到最佳方式。从而降低了产油效率，或是， 造成能源的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种抽油机控制器、控制方法及系统，以实现及时 和便捷的控制抽油机，使其运行方式调整到最佳方式。为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案一种抽油机控制器，包括单片机、与所述单片机连接的传感器信号接口、远程指令 接口、数据信息发送接口和控制接口，其中所述控制接口包括用于发送变频控制信号的变频器控制接口 ；所述传感器信号接口用于接收传感器采集到的采样信号，并将其中的模拟信号转 换为数字信号并发送；所述单片机用于接收所述数字信号以及远程指令接口发送的远程指令，根据所述数字信号生成控制信号或数据信息，根据所述远程指令生成携带用于控制变频器运行状 态的控制信号，并且将所述变频控制信号和数据信息分别提供给所述变频器控制接口和数 据信息发送接口。优选的，本发明实施例中，所述采样信号包括冲程位置信号、直流母线电压信号、电能回馈动作信号和负载力信号。优选的，本发明实施例中，还包括自动温控装置；所述自动温控装置包括温度传感器、风冷机和加热电阻；温度传感器在设定的温度值发送开启风冷机或加热电阻的温控信号。优选的，本发明实施例中，所述控制接口还包括电气控制接口 ；所述控制信号包括 用于控制变频器启停的变频启停信号和用于变频器复位的变频器复位信号；所述电气控制接口用于向电气电路中的交流接触器发送变频启停信号和变频器 复位信号。优选的，本发明实施例中，还包括用于接收本地指令的本地控制接口 ；所述单片机还用于根据所述本地指令生成控制信号。 优选的，本发明实施例中，所述远程指令接口和数据信息发送接口采用RS232、 RS485或网络接口方式；所述传感器信号接口、远程指令接口、数据信息发送接口、变频器 控制接口、本地控制接口、温控接口和单片机封装为可编程逻辑控制器PLC。一种抽油机控制方法，包括接收传感器信号接口发送的数字信号以及远程指令接口发送的远程指令，所述传 感器信号接口转换传感器采集到的模拟信号得到所述数字信号；根据所述数字信号生成控制信号或数据信息并发送，以及，根据所述远程指令生 成控制信号并发送，所述控制信号包括用于控制变频器运行状态的变频控制信号。一种抽油机控制系统，包括变频器，还包括上位机、抽油机控制器及用于对抽油机 各部件的运行状态信息进行采样的传感器，其中所述上位机用于接收数据信息以生成远程控制指令；抽油机控制器用于接收传感器采集到的运行状态信息，并将其中的模拟信号转 换为数字信号，根据所述数字信号生成控制信号或数据信息并发送，以及，根据所述远程指 令生成控制信号并发送；所述控制信号包括用于控制所述变频器运行状态的变频控制信号。优选的，本发明实施例中，还包括多个交流接触器和自动温控装置；所述控制接口还包括电气控制接口 ；所述控制信号包括用于控制变频器启停的变 频启停信号和用于变频器复位的变频器复位信号；所述电气控制接口用于向电气电路中的交流接触器发送变频启停信号和变频器 复位信号。所述交流接触器设于所述变频器和所述电动机之间，以及所述电动机供电电路中。所述自动温控装置包括温度传感器、风冷机和加热电阻；温度传感器在设定的温度值发送开启风冷机或加热电阻的温控信号。优选的，本发明实施例中，还包括用于向所述抽油控制器发送本地指令的本地控制单元；所述抽油机控制器设有本地控制接口。本发明实施例中的自动控制和远程控制相结合的方式，不但使抽油机可以及时的 调整抽油机的冲程、冲次和分别设置上下冲程的速度。由此提高了抽油机的产油效率，节约 了能源。而且，通过多个传感器采集抽油机中设备的各方面的运行状况信息，并将这些信息 传送至上位机中，从而实现了远程的、实时的设备运行状况监控，不但可以提高提前发现问 题的几率，降低设备损坏的几率，而且，即使发生故障也能及时的发现问题，从而可以更快 的排除故障，有效地降低故障对生产造成的影响和损失。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中所述抽油机控制器结构示意图；图2为本发明实施例中所述抽油机控制器中传感器信号接口的信号处理过程示 意图；图3为本发明实施例中所述抽油机控制器中又一传感器信号接口的信号处理过 程示意图；图4为本发明实施例中所述抽油机控制器控制接口发送控制指令示意图；图5为本发明实施例中所述抽油机控制器又一结构示意图；；图6为本发明实施例中所述抽油机控制器控制接口信号处理过程示意图；图7为本发明实施例中所述温度传感器结构示意图；图8为本发明实施例中所述抽油机控制器与上位机连接结构示意图；图9为本发明实施例中所述抽油机控制器又一结构示意图；图10为本发明实施例中所述抽油机控制器封装为PLC的结构示意图；图11为本发明实施例中所述抽油机控制系统结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本发明公开了一种抽油机控制器，包括单 片机1、与单片机1连接的传感器信号接口 2、远程指令接口 3、数据信息发送接口 4和控制 接口 5 ；控制接口 5包括变频器控制接口 ；单片机1 接收传感器信号接口 2发送的数字信号，和，远程指令接口 3发送的远 程指令；传感器信号接口 2接收传感器采集到的采样信号，并将其中的模拟信号转换为数 字信号；根据所述数字信号生成控制信号或数据信息，根据所述远程指令生成控制信号； 所述控制信号包括用于控制变频器运行状态的变频控制信号；发送变频控制信号至变频器 控制接口 ；发送数据信号至数据信息发送接口。
在本发明实施例中，为了能够及时而灵活的随着油井的不同情况调整抽油机的运 行方式，采用了远程控制和自动控制相结合的方式。具体的首先，通过传感器信号接口 2，接收传感器采集的采样信号，并将其中的模拟线号 转换成数字信号。这里的传感器可以包括用于测定冲程位置信号的传感器和用于检测电动 机功率的传感器。本发明实施例中，传感器信号接口 2可以包括有数模转换模块。这样，经 过传感器信号接口 2，各传感器所采集到的模拟信号可以被转换成数字信号。具体的，传感器信号接口的信号处理过程可以如图2所示，传感器将变频器电流 信号或变频器电压信号，通过线性光藕传送至传感器信号接口中的数模转换模块中，从而 生成数字信号；或者如图3所示，传感器将变频器的运行信号或变频器故障信号通过光藕 传送至传感器信号接口。由于数字信号作为目前抽油机中设备的运行状态数据信息，可以作为调整抽油机 运行状态的依据。所以，单片机1获取到数字信号后，可以根据所述数字信号生成控制信 号，然后通过控制接口 5对抽油机的运行状态加以调整。从而实现抽油机的自动控制。比 如，当传感器采集冲程位置信号时，如果以采集驴头的位置信号为准，则可以根据驴头在到 达相同位置的时间间隔，得到抽油机当前的冲次。单片机1通过预先载入的程序，可以设定 冲次的最大值，当冲次大于最大值时，生成用于控制变频器运行状态的变频控制信号，变频 器控制接口 5获取变频控制信号后，发送变频控制信号以控制变频器，通过改变变频器的 变频系数来降低抽油机的冲次。从而自动的使抽油机调整至预定的运行状态。从而实现了 抽油机的自动调控。具体的，控制接口将单片机的控制指令发送至所需控制的设备的过程可以如图4 所示，变频控制信号经过低通滤波和放大电路后生成变频器频率给定信号，从而将变频器 的频率调整为指定的频率。在本发明实施例中，通过传感器采集冲程位置信号，还可以判定驴头是处于上冲 程还是下冲程，或者，得到冲程的长度。由于在井液粘稠度较高的情况下，如果能够使抽油杆慢速下降且快速提升，不但 可以达到节电的效果，而且能够有效地调整油水比例，提高产量。所以，在本发明实施例中， 传感器得到的冲程位置信号的模拟信号，传感器信号接口 2将模拟信号转换为数字信号， 并将数字信号传输至单片机1，单片机1通过数字信号判断驴头是处于上冲程还是下冲程， 从而生成控制变频器运行状态的变频控制信号，使变频器以分别与上下冲程相对应的变频 系数运行。具体地说，当驴头处于下冲程时，变频控制信号控制变频器减小频率使抽油机的 转速变慢，从而降低驴头的下行速度；当驴头处于上冲程时，变频控制信号控制变频器加大 频率使抽油机的转速加快，从而增加上行速度，由此，实现了自动的将抽油机的上下冲程分 别控制为不同的速度。进而不但节约了电能，还提高了产油量。通过得到冲程的长度，可以判定现有的冲程长度是否与最佳冲程长度一致，从而 可以对冲程加以调整。本技术领域人员应该知道，通过传感器得到冲程位置信号的方式很多，既包括通 过游梁的位置信息，也可以通过连杆机构的位置信息等，这些改动并不能超出本发明的保 护范围。本发明实施例中，单片机1还可以根据从传感器信号接口 2接收的数字信号生成
7数据信息。数据信息作为反映抽油机设备运行状态的信息，可以通过数据信息发送接口 4 发送到远程的上位机中。通过上位机中设有的专家系统，对数据信息可以进行存储、统计和 分析等。从而可以根据抽油机设备实时的数据，或是，根据存储的各个时期的运行数据对设 备和目前油井的井下情况进行评估，进而生成相应的抽油机调整运行状态的远程指令，并 将指令发送至远程指令接口 3。单片机1接经由远程指令接口 3收到远程指令后，根据指令 的不同，可以生成相应的控制信号，控制相应的设备。在本发明实施例中，所述远程指令接口和数据信息发送接口可以采用RS232、 RS485或网络接口方式。具体的，如图5所示，当远程指令接口 3和数据信息发送接口 4可以通过设有无线 通信平台6与上位机7实现数据通信。无线通信平台6可以通过诸如GPRS、CDMA等通信运 营商提供的通信通道，也可以是无线电台等。此外，也可以是通过电话线、网线、光纤等有线 连接方式实现与上位机7的数据通信。在上述所有实施例中，还可以设有电气控制接口 ；所述控制信号包括用于控制变 频器启停的变频启停信号和用于变频器复位的变频器复位信号；所述电气控制接口用于向 电气电路中的交流接触器发送变频启停信号和变频器复位信号。通过设定变频器的启停时间点，从而可以使抽油机在设定的时间段、在设定的运 转频率下工作。从而实现了抽油机的灵活控制。此外，通过设有变频器故障复位信号，可以 在变频器工作异常的时候，通过对变频器进行复位操作来排除故障。具体的，可以如图6所示，变频控制信号经过继电器后生成变频器启停信号或是 变频器复位信号，从而可以控制变频器的开关和复位。由于在实际应用中，有时候需要将抽油中的诸如变频器或是电动机等设备的电路 实施断开或连通操作。为此，在本发明实施例中，抽油机控制器还设有电气控制接口 ；通过 向设置在需要进行通断操作的电路中的交流接触器发送控制信号，从而控制相应电路的通 断。具体的，可以在变频器和所述电动机之间设有交流接触器，从而可以实现对变频器的开 闭。此外，还可以在所述电动机供电电路中设有所述交流接触器，从而可以实现对电动机的 开闭。在本发明实施例中，所述采样信号还可以包括，直流母线电压信号、电能回馈动作 信号和负载力信号。这些信号通过抽油机控制器，以数据信息的形式传送至上位机中，从而 可以对设备的运转情况进行监控。其中，直流母线电压信号用于判断设备是否超过电压，电 能回馈动作信号用于判断设备是否处于再生发电状态。负载力信号用于计算示功图，并且 也用于判断设备的阻力是否在正常范围。通过对抽油机中设备的全面监控，使得当设备运行异常或发生故障的时候，可以 及时的被通过与本控制器远程连接的上位机发现，从而可以及时的对抽油机作相应的调 整，避免故障的发生，或者，在发生不能远程排除的故障的时候，可以第一时间发现故障，从 而可以及时的排除故障，进而可以最大限度的减少故障所造成的损失。在本发明实施例中，与上述实施例的结构基本相似，此外，还设有自动温控装置； 所述自动温控装置包括温度传感器、风冷机和加热电阻；温度传感器在设定的温度值发送 开启风冷机或加热电阻的温控信号。在本发明实施例中，温控设备可以由加热电阻和风扇组成，从而可以通过加热电阻对抽油机控制器进行升温和对抽油机控制器实施风冷降温。从而保证抽油机控制器在严 寒或高温的环境中能够正常的运行。图7所示出的是本发明实施例中，温度传感器的组成结构。通过热敏电阻在不同 温度中阻值的变化，使得电路中的电压发生相应变化，从而可以生成温度控制信号，控制温 控装置升温或降温。本发明实施例通过设有远程的上位机，根据接收到的抽油机控制器中的数据信 息，使得每个抽油机中的设备工作状态可以以数据信息的形式在上位机中得以体现，从而 可以使工作人员不必到达油井现场即可了解油井抽油机的相关设备的运行情况并对抽油 机的设备实现控制。而且，上位机还可以同时与多个油井的抽油机连接，从而实现多油井的 集中管理。进而可以及时而便捷的实现油井的管理和控制。在实际的油井作业中，游梁式抽油机会因为发生的各种设备故障而造成设备的损 失，以及由于故障没有及时的排除而影响产油量。比如，抽油杆或抽油泵的断脱会使采油 中断，柱塞泵过度磨损、固定阀或游动阀的失灵或造成油液的严重漏失从而影响产油量，此 外，还可能由于过载而烧毁电动机，或者，由于抽油泵干抽而烧毁盘根，以及由于油井供液 不足而发生液击等。在目前，为了避免故障的发生，以及发现已发生的故障，需要检测人员携带检测设 备到达油井的现场对设备进行检测。但是，由于受到有些油井间的距离过远、道路不畅或是 恶劣天气的影响，检测人员无法及时的到达油井的现场对设备进行检测。这样，使得有些故 障无法通过及时的设备检测来避免，从而造成设备的损失和浪费。另外，一些已经发生的故 障也无法及时的被发现，从而延误了修复的时间，使得油井的产量受到影响，进而造成了损 失的进一步扩大。此外，目前检测人员携带检测设备到达油井的现场对设备进行检测的方式，还使 得工作人员的工作时间过长，劳动强度大。而且，由于需要工作人员数量多，从而人员成本过高。本发明实施例中的自动控制和远程控制相结合的方式，不但使抽油机可以及时的 调整抽油机的冲程、冲次和分别设置上下冲程的速度。由此提高了抽油机的产油效率，节约 了能源。而且，通过多个传感器采集抽油机中设备的各方面的运行状况信息，并将这些信息 传送至上位机中，从而实现了远程的、实时的设备运行状况监控，不但可以提高提前发现问 题的几率，降低设备损坏的几率，而且，即使发生故障也能及时的发现问题，从而可以更快 的排除故障，有效地降低故障对生产造成的影响和损失。另外，如图8所示，本发明实施例中，上位机7可以同时连接控制多个抽油机控制 器11，从而实现了集中管理，从而大大的降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。如图9所示，在本发明的另一实施例中，基本结构与图1所示实施例相似，并在此 基础上还可以设有用于接收本地指令的本地控制接口 8 ；所述单片机1还用于根据所述本 地指令生成控制信号。由于在油井的现场有时候也需要对抽油机加以控制，为此，在本发明实施例中，还 为抽油机控制器设有本地控制接口 8，可以通过本地控制设备，向单片机1发送本地指令， 从而实现对抽油机设备的现场控制。在本发明的另一实施例中，传感器信号接口、远程指令接口、数据信息发送接口、变频器控制接口、本地控制接口、温控接口和单片机可以封装为PLC。与将单片机和各个接 口在线路板上电路连接相比，封装为PLC后的抽油机控制器通过集成化各功能模块，使得 控制器的结构更加的简单。而且，封装为PLC还可以提高控制器的工作稳定性和抗干扰能 力。如图10所示，封装为PLC后的抽油机控制器，可以通过pic的数字输入输出端口 和模拟输入输出端口完成抽油机控制器各个接口的功能。本发明实施例中还提供了一种抽油机控制方法，包括接收传感器信号接口发送的数字信号，和，远程指令接口发送的远程指令；所述传 感器信号接口接收传感器采集到的采样信号，并将其中的模拟信号转换为数字信号；在本实施例中，使用单片机作为控制中心与各个接口连接，接收数据信息或远程 指令，本发明实施例中，所述传感器可以是获得冲程位置信号的传感器，所述传感器将采集 到的模拟信号的冲程位置信号传送至传感器信号接口，传感器信号接口通过模数转换，生 成冲程位置的数字信号。这些数字信号发送至单片机中之后，通过单片机内部预设的程序 进行逻辑运算，生成控制信号；由于数字信号作为目前抽油机中设备的运行状态数据信息，可以作为调整抽油机 运行状态的依据。所以，单片机获取到数字信号后，可以根据所述数字信号生成控制信号， 对抽油机的状态加以调整。从而实现抽油机的自动控制。比如，当传感器采集冲程位置信号 时，如果以采集驴头的位置信号为准，则可以根据驴头在到达相同位置的时间间隔，得到抽 油机当前的冲次。单片机通过预先载入的程序，可以设定冲次的最大值，当冲次大于最大值 时，生成用于控制变频器运行状态的变频控制信号，变频器控制接口获取变频控制信号后， 发送变频控制信号以控制变频器，通过改变变频器的变频系数来降低抽油机的冲次。从而 自动的使抽油机调整至预定的运行状态。从而实现了抽油机的自动调控。在本发明实施例中，单片机还可以通过远程指令接口接收远程指令；然后根据远 程指令生成控制信号；接着通过控制接口控制抽油机中设备的运行状态。本发明实施例中，远程指令可以由上位机发出，所述上位机，可以是一个用于集中 管理和控制多个抽油控制器的计算机。上位机可以通过网络等各种通讯方式向各个抽油控 制器中的单片机发送远程指令，或是接收单片机通过数据信息发送接口发送的数据信息； 由于数字信号作为目前抽油机中设备的运行状态数据信息，可以作为调整抽油机运行状态 的依据。所以，通过上位机中设有的专家系统，对数据信息可以进行存储、统计和分析等。从 而可以根据抽油机设备实时的数据，或是，根据存储的各个时期的运行数据对设备或目前 油井的井下情况进行评估，进而生成相应的抽油机调整运行状态的远程指令，并将指令发 送至远程指令接口。单片机接经由远程指令接口收到远程指令后，根据指令的不同，可以生 成相应的控制信号，控制相应的设备。比如，可以发送变频控制信号至变频器控制接口。本发明实施例中的方法，不但使抽油机可以及时的调整抽油机的冲程、冲次和分 别设置上下冲程的速度。由此提高了抽油机的产油效率，节约了能源。而且，通过多个传感 器采集抽油机中设备的各方面的运行状况信息，并将这些信息传送至上位机中，从而实现 了远程的、实时的设备运行状况监控，不但可以提高提前发现问题的几率，降低设备损坏的 几率，而且，即使发生故障也能及时的发现问题，从而可以更快的排除故障，有效地降低故 障对生产造成的影响和损失。
如图11所示，在本发明的另一实施例中，还提供了一种抽油机控制系统，包括图1 所示实施例中所述抽油机控制器，还包括上位机7、传感器6和变频器9 ；所述上位机7用 于根据数据信息发送接口 4发送的数据信息生成远程指令，并将所述远程指令发送至远程 指令接口 4 ；所述传感器6可以为多个，分别用于采集包括运行中抽油机的实时的冲程位置 信息、电动机功率信号、直流母线电压信号、电能回馈动作信号、负载力信号和温度信号；所 述变频器用于控制抽油机电动机的运行频率。在本发明实施例中，多个传感器6通过分别采集包括运行中抽油机的实时的冲程 位置信息、电动机功率信号、直流母线电压信号、电能回馈动作信号、负载力信号和温度信 号等，通过采集抽油井中多个设备的运行状态信息，不但可以为对抽油机控制器提供更多 的信息依据，而且，通过将全面的设备运行状态信息接收至单片机1，然后再通过数据信息 发送接口 4将已经转换为数据信息的各种设备运行状态信息发送至上位机7中，从而使得 抽油机用于远程监控、管理和控制的数据依据更加的全面完整。在本发明的另一实施例中，基本结构与图11所示实施例基本相似，另外，本发明 实施还设有还包括多个交流接触器和自动温控装置；控制接口还包括电气控制接口 ；控制信号包括用于控制变频器启停的变频启停信 号和用于变频器复位的变频器复位信号；电气控制接口用于向电气电路中的交流接触器发 送变频启停信号和变频器复位信号。交流接触器设于所述变频器和所述电动机之间，以及 所述电动机供电电路中。所述电气控制接口用于向电气电路中的交流接触器发送变频启停信号和变频器 复位信号。通过设定变频器的启停时间点，从而可以使抽油机在设定的时间段、在设定的运 转频率下工作。从而实现了抽油机的灵活控制。此外，通过设有变频器故障复位信号，可以 在变频器工作异常的时候，通过对变频器进行复位操作来排除故障。所述自动温控装置包括温度传感器、风冷机和加热电阻；温度传感器在设定的温 度值发送开启风冷机或加热电阻的温控信号。在本发明实施例中，温控设备可以由加热电阻和风扇组成，从而可以通过加热电 阻对抽油机控制器进行升温和对抽油机控制器实施风冷降温。从而保证抽油机控制器在严 寒或高温的环境中能够正常的运行。由于在实际应用中，有时候需要将抽油井中的诸如变频器或是电动机等设备的电 路实施断开或连通操作。为此，在本发明实施例中，抽油机控制器还设有电气控制接口 ；通 过向设置在需要进行通断操作的电路中的交流接触器发送电气控制信号，从而控制相应电 路的通断。具体的，可以在变频器和所述电动机之间设有交流接触器，从而可以实现对变频 器的开闭。此外，还可以在所述电动机供电电路中设有所述交流接触器，从而可以实现对电 动机的开闭。所述抽油机控制器还包括与单片机连接的电气控制接口和温控接口 ；电气控制接 口用于向电气电路中的交流接触器发送电气控制信号；温控接口用于向控温设备发送温度 控制信号的温控接口。所述温控设备包括风冷机和加热电阻；所述交流接触器设于所述变 频器和所述电动机之间，以及所述电动机供电电路中。在本发明的另一实施例中，基本结构与上述实施例相似，并在此基础上，还可以包括用于向所述抽油控制器发送本地指令的本地控制单元；所述抽油机控制器设有本地控制接口。由于在油井的现场有时候也需要对抽油机加以控制，为此，在本发明实施例中，还 为抽油机控制器设有本地控制接口，可以通过本地控制设备，向单片机发送本地指令，从而 实现对抽油机设备的现场控制。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
1权利要求
一种抽油机控制器，其特征在于，包括单片机、与所述单片机连接的传感器信号接口、远程指令接口、数据信息发送接口和控制接口，其中所述控制接口包括用于发送变频控制信号的变频器控制接口；所述传感器信号接口用于接收传感器采集到的采样信号，并将其中的模拟信号转换为数字信号并发送；所述单片机用于接收所述数字信号以及远程指令接口发送的远程指令，根据所述数字信号生成控制信号或数据信息，根据所述远程指令生成携带用于控制变频器运行状态的控制信号，并且将所述变频控制信号和数据信息分别提供给所述变频器控制接口和数据信息发送接口。
2.根据权利要求1所述控制器，其特征在于，所述采样信号包括 冲程位置信号、直流母线电压信号、电能回馈动作信号和负载力信号。
3.根据权利要求2所述控制器，其特征在于，还包括自动温控装置； 所述自动温控装置包括温度传感器、风冷机和加热电阻；温度传感器在设定的温度值发送开启风冷机或加热电阻的温控信号。
4.根据权利要求3所述控制器，其特征在于，所述控制接口还包括电气控制接口；所 述控制信号包括用于控制变频器启停的变频启停信号和用于变频器复位的变频器复位信 号；所述电气控制接口用于向电气电路中的交流接触器发送变频启停信号和变频器复位信号。
5.根据权利要求4所述控制器，其特征在于，还包括用于接收本地指令的本地控制接Π ；所述单片机还用于根据所述本地指令生成控制信号。
6.根据权利要求5所述控制器，其特征在于，所述远程指令接口和数据信息发送接口 采用RS232、RS485或网络接口方式；所述传感器信号接口、远程指令接口、数据信息发送接 口、变频器控制接口、本地控制接口、温控接口和单片机封装为可编程逻辑控制器PLC。
7.一种抽油机控制方法，其特征在于，包括接收传感器信号接口发送的数字信号以及远程指令接口发送的远程指令，所述传感器 信号接口转换传感器采集到的模拟信号得到所述数字信号；根据所述数字信号生成控制信号或数据信息并发送，以及，根据所述远程指令生成控 制信号并发送，所述控制信号包括用于控制变频器运行状态的变频控制信号。
8.一种抽油机控制系统，包括变频器，其特征在于，还包括上位机、抽油机控制器及用 于对抽油机各部件的运行状态信息进行采样的传感器，其中所述上位机用于接收数据信息以生成远程控制指令；抽油机控制器用于接收传感器采集到的运行状态信息，并将其中的模拟信号转换为 数字信号，根据所述数字信号生成控制信号或数据信息并发送，以及，根据所述远程指令生 成控制信号并发送；所述控制信号包括用于控制所述变频器运行状态的变频控制信号。
9.根据权利要求8所述控制系统，其特征在于，还包括多个交流接触器和自动温控装置；所述控制接口还包括电气控制接口 ；所述控制信号包括用于控制变频器启停的变频启 停信号和用于变频器复位的变频器复位信号；所述电气控制接口用于向电气电路中的交流接触器发送变频启停信号和变频器复位信号。所述交流接触器设于所述变频器和所述电动机之间，以及所述电动机供电电路中。 所述自动温控装置包括温度传感器、风冷机和加热电阻； 温度传感器在设定的温度值发送开启风冷机或加热电阻的温控信号。
10.根据权利要求9所述控制系统，其特征在于，还包括用于向所述抽油控制器发送本 地指令的本地控制单元；所述抽油机控制器设有本地控制接口。
全文摘要
本发明公开了一种抽油机控制器、方法和系统，抽油机控制器包括单片机、与单片机连接的传感器信号接口、远程指令接口、数据信息发送接口和控制接口，控制接口包括变频器控制接口；传感器信号接口用于接收传感器采集到的采样信号，将其中的模拟信号转换为数字信号并发送；单片机用于接收数字信号以及远程指令接口发送的远程指令，根据数字信号生成控制信号或数据信息，根据远程指令生成携带用于控制变频器运行状态的控制信号，将变频控制信号和数据信息分别提供给变频器控制接口和数据信息发送接口。本发明通过自动控制和远程控制相结合的方式，提高了抽油机的产油效率，节约了能源。并且实现了远程的、实时的设备运行状况监控。
文档编号G05B19/418GK101950169SQ20101027226
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月6日 优先权日2010年9月6日
发明者周见豪, 张洪林, 曾洪骏, 闫永勤 申请人:北京时代科仪新能源科技有限公司