一种在线压力测量控制装置的制作方法

文档序号:6305984阅读:263来源:国知局
专利名称:一种在线压力测量控制装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种应用于油田抽油机上,可对抽油机皮带承受的压力进行在线测量及控制的装置。
背景技术
油田抽油机的传动依赖于电动机、减速箱及皮带。但是,由于井下负荷的变化是难以预测的,因此,有时当抽油杠所带动的负荷过大时,抽油机的传动皮带就会受到超过设定值的压力,严重时就会损坏甚至折断。现有技术中也有对抽油杆承受的压力进行检测的设备,但是,这些已有设备往往功能单一,不能同时满足测量及控制的功能。
发明内容为了解决背景技术中所提到的技术问题,本实用新型提供一种在线压力测量控制装置,该种测量控制装置能够安装在油井上,能够提供完整的测量和控制功能,为抽油机系统综合自动化的可靠运行提供保障。本实用新型的技术方案是该种在线压力测量控制装置,包括一个皮带压力采集单元和测量控制单元,其特征在于所述皮带压力采集单元由压力传感器、放大器、微处理器、位置编码器以及固态继电器按照电气连接原理连结后构成;所述测量控制单元由低通滤波回路、差分AD采样回路、CPU系统、开关量输入回路、继电器逻辑回路、人机接口模块和电源模块按照电气连接原理连接后构成,所述低通滤波回路前连接有一个MUX通道选择器,所述通道选择器依次设置高压侧中性点测量电流信号输入、输出端,高压侧三相电流测量信号输入端;低压侧中性点电流测量信号输入、输出端,低压侧三相电流测量信号输入端,温度故障触发信号输出端,直流故障触发信号输出端,所述通道选择器接收来自于CPU系统的通道选择控制信号;在所述开关量输入回路与 CPU系统之间增设一个包含发光管和光敏二极管的光电隔离电路,所述开关量输入回路输出的开关信号通过光电隔离电路的光耦作用输出到所述CPU系统的开关量信号输入端;在所述继电器逻辑回路与CPU系统之间增设一个包含发光管和光敏二极管的光电隔离电路, 所述CPU系统输出的开关信号通过光电隔离电路的光耦作用输出到所述继电器逻辑回路的开关量信号输入端,所述继电器逻辑回路驱动断路器跳合闸操作回路;所述皮带压力采集单元中的固态继电器的控制信号输出端连接至所述测量控制单元中的直流故障触发信号输出端。本实用新型具有如下有益效果该种装置能够直接安装在抽油机的机座上,将压力传感器放置在抽油机的皮带传动系统上,将对应的高低压信号输入端连接至抽油机变压器和电动机的对应高、低压信号端。这样,压力传感器就可以将采集到的压力信号随时传递给微处理器,由固态继电器向测量控制单元输入异常的直流故障信号。同时,测量控制单元采集对应抽油机变压器和电动机的高、低压信号,经过内部的CPU系统按照程序对比检测后,就可以得到抽油机皮带的准确压力信息,并可以通过各种通讯接口远程发送同时通过控制信号输出端分别输出控制抽油机变压器和电动机的信号,以缓解皮带压力,由此,实现抽油机皮带压力的远程测量和控制。


图1是本实用新型所述皮带压力采集单元的组成示意图。图2是本实用新型所述测量控制单元的组成示意图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示,该种在线压力测量控制装置,包括一个皮带压力采集单元和测量控制单元,所述皮带压力采集单元由压力传感器、放大器、微处理器、位置编码器以及固态继电器按照电气连接原理连结后构成。所述压力传感器测得压力信号后通过信号电缆输送至放大器,其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于微处理器的数据输入端,所述放大器的正输入端作为压力信号输入端,所述微处理器的控制信号输出端连接至固态继电器的启动信号输入端,所述位置编码器上的位置感应开关固定于电动机的转动轴承上,由此可以感知电动机的转动程度。如图2所示,所述测量控制单元由低通滤波回路、差分AD采样回路、CPU系统、开关量输入回路、继电器逻辑回路、人机接口模块和电源模块按照电气连接原理连接后构成,所述低通滤波回路前连接有一个MUX通道选择器,所述通道选择器依次设置高压侧中性点测量电流信号输入、输出端IAl和ICl,高压侧三相电流测量信号输入端UAl、UB1和UCl ;低压侧中性点电流测量信号输入、输出端,IA2和IC2,低压侧三相电流测量信号输入端UA2、UB2 和UC2,温度故障触发信号输出端,直流故障触发信号输出端,所述通道选择器接收来自于 CPU系统的通道选择控制信号;在所述开关量输入回路与CPU系统之间增设一个包含发光管和光敏二极管的光电隔离电路,所述开关量输入回路输出的开关信号通过光电隔离电路的光耦作用输出到所述CPU系统的开关量信号输入端;在所述继电器逻辑回路与CPU系统之间增设一个包含发光管和光敏二极管的光电隔离电路,所述CPU系统输出的开关信号通过光电隔离电路的光耦作用输出到所述继电器逻辑回路的开关量信号输入端,所述继电器逻辑回路驱动断路器跳合闸操作回路;所述皮带压力采集单元中的固态继电器的控制信号输出端Sl连接至所述测量控制单元中的直流故障触发信号输出端。上述方案中,所述低通滤波回路单元采用巴特沃斯低通滤波器芯片,所述光电隔离电路采用线性光耦HCNR200芯片。具体实施时,可以将CPU系统设有三路输出,分别连接通讯模块、人机接口模块 MMI和继电器逻辑回路,电源模块其中CPU系统与开关量输入回路和继电器逻辑回路之间分别设有光电隔离电路。通讯模块包括以太网通讯接口、CAN网通讯接口和RS485通讯接口。人机接口模块包括液晶显示屏、键盘和指示信号灯。CPU系统包括32位微处理器CPU、 RAM、ROM和Flash存储器。外部电流经隔离互感器隔离变换后,由低通滤波回路输入至差分AD采样回路,采样数字处理后,输入CPU系统,实时计算各种测量值。差分AD采样回路具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点,故本实用新型的采样回路无可调整元件,也不需要在现场作调整,具备高度的可靠性,并且每周波M点采样点保证测量的高精度。 应用时,将高压侧中性点测量电流信号输入、输出端IAl和IC1,高压侧三相电流测量信号输入端UA1、UB1和UCl ;低压侧中性点电流测量信号输入、输出端IA2和IC2,低压侧三相电流测量信号输入端UA2、UB2和UC2,直流故障触发信号输出端分别接至固态继电器的Sl端,一旦CPU系统检测到上述回路出现问题,可以通过各种通讯接口远程发送同时通过控制信号输出端分别输出控制抽油机变压器和电动机的信号,以缓解皮带压力,由此, 实现抽油机皮带压力的远程测量和控制。
权利要求1.一种在线压力测量控制装置,包括一个皮带压力采集单元和测量控制单元,其特征在于所述皮带压力采集单元由压力传感器、放大器、微处理器、位置编码器以及固态继电器按照电气连接原理连结后构成;所述测量控制单元由低通滤波回路、差分AD采样回路、CPU系统、开关量输入回路、继电器逻辑回路、人机接口模块和电源模块按照电气连接原理连接后构成,所述低通滤波回路前连接有一个MUX通道选择器,所述通道选择器依次设置高压侧中性点测量电流信号输入、输出端(IA1,ICl ),高压侧三相电流测量信号输入端(UAl,UBl,UCl);低压侧中性点电流测量信号输入、输出端(IA2,IC2),低压侧三相电流测量信号输入端(UA2,UB2, UC2),温度故障触发信号输出端,直流故障触发信号输出端,所述通道选择器接收来自于CPU系统的通道选择控制信号;在所述开关量输入回路与CPU系统之间增设一个包含发光管和光敏二极管的光电隔离电路,所述开关量输入回路输出的开关信号通过光电隔离电路的光耦作用输出到所述CPU系统的开关量信号输入端;在所述继电器逻辑回路与CPU系统之间增设一个包含发光管和光敏二极管的光电隔离电路,所述CPU系统输出的开关信号通过光电隔离电路的光耦作用输出到所述继电器逻辑回路的开关量信号输入端,所述继电器逻辑回路驱动断路器跳合闸操作回路;所述皮带压力采集单元中的固态继电器的控制信号输出端(Si)连接至所述测量控制单元中的直流故障触发信号输出端。
2.根据权利要求1中所述的一种在线压力测量控制装置,其特征在于所述低通滤波回路单元采用巴特沃斯低通滤波器芯片,所述光电隔离电路采用线性光耦HCNR200芯片。
专利摘要一种在线压力测量控制装置。主要解决现有技术中没有此类装置可对抽油机皮带的压力信号进行在线测量和控制的装置的问题。其特征在于所述皮带压力采集单元由压力传感器、放大器、微处理器、位置编码器以及固态继电器按照电气连接原理连结后构成;所述测量控制单元由低通滤波回路、差分AD采样回路、CPU系统、开关量输入回路、继电器逻辑回路、人机接口模块和电源模块按照电气连接原理连接后构成。该种测量控制装置可以安装在油井上,能够提供完整的测量和控制抽油机皮带压力的功能,为抽油机系统综合自动化的可靠运行提供保障。
文档编号G05D16/20GK202331228SQ20112049114
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者于晓坤, 关玉梅, 闫庆华, 马卉宇 申请人:黑龙江交通职业技术学院
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