专利名称：抽油机全方位保护控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子产品，具体地说是一种集抽油机故障监测、保护、节能省电和控制于一体的抽油机全方位保护控制器。
背景技术：
抽油机采油时，时常会出现各种故障。当油井地下供液能力小于排出量时，就会造成液击和抽空现象。液击在抽油杆上产生高应力，会引起抽油杆脱落、断裂，使油井停产；抽空时，尽管抽油机在工作，但没有液量输出，抽油机空耗能量；另外当抽油机传动链中传动带或键销脱落时，电机仍在转动，抽油机同样没有液量输出，同样产生空耗，同时抽油机电机还会出现短路、缺相、电流不平衡、过载等故障。实际工作需要对这些故障进行监测，以避免造成损失并提高工作效率。目前有一种机械负荷监控装置，可以抽样监测抽油机的抽空、液击。它是由抽油杆负荷传感器(或贴在抽油机梁上的应变片)、位置检测器、液晶显示器、Z80单板机、控制电机的继电器组成，它还需要电流表、电压表、三相电度表才能实现它应有的功能，由于该设备结构庞杂，不能适应野外长期连续监测、使用和控制，只能对油井进行抽样检测，工作起来，成本高，效率低。
发明内容本实用新型的目的是提供一种新的适时的抽油机运转故障监测、保护、控制、节能，可以随时跟踪抽油机运转，连续监测它的运转状态，及时监测出机器的液击、抽空、卡堵、过载、缺相、短路、三相电流不平衡，提供报警信号和应急停机，以达到提高效率、降低成本、保护机器为目的的抽油机全方位保护控制器。
本实用新型的目的是按以下方式实现的，利用三相异步电机对负载变化敏感的特性及单片机的存储功能，当监测电路监测出电机有液击、抽空、卡堵、过载、缺相、短路、三相电流不平衡等异常情况时，信号在保护控制器内进行处理后发出控制信号使抽油机停机；当电网功率因数偏离0.9时，功率因数校正电路和补偿电容组合电路作出调节反应，并经遥控显示电路及时显示出来。
附图1为抽油机全方位保护控制器的电路原理框图；附图2为抽油机全方位保护控制器的遥控显示器连接结构示意图；附图3为抽油机全方位保护控制器的连接结构示意图。
参照说明书附图对本实用新型的抽油机全方位保护控制器作以下详细地说明。
本实用新型的抽油机全方位保护控制器，其结构是由保护控制电路A、功率因数校正电路B、补偿电容组合电路C、监测电路D、开关电路E、电机M和遥控显示电路F构成，功率因数校正电路B和监测电路D分别与保护控制电路A相接，补偿电容组合电路C和开关电路E分别与功率因数校正电路B相接，监测电路D、开关电路E与电机M通过三相动力线串接，遥控显示电路F通过红外线与保护控制电路A相接，保护控制电路A是由集成电路IC1、IC2和IC3构成，IC1的21、20、19、18、8、15、14和17脚与IC3的39、38、37、36、35、34、33、32、27、28脚及IC4的39、38、37、36、3 5、34、33、32脚相并接，IC1的7、25、24、22、9、6、10脚与IC3的30、25、24、23、22、21脚及IC4的21、22、23、24、30脚相并接，IC2的6与IC3的1脚相接，功率因数校正电路B是由集成电路IC4、IC5、IC6、IC7、IC8和固态开关K1、K2、K3、K4构成，IC4的1、3、5、7脚分别与IC5的1、2、3、4脚相接，IC5的5、6、7、8脚分别串接固态开关K1、K2、K3、K4与IC15的1、2、3、4脚相接，IC4的25脚与IC8的1脚相接，IC8的2脚与IC6的1脚相接，IC6的3脚分别与IC7的9脚和IC4的12脚相接，IC7的8脚与IC4的13脚相接，监测电路D是由电流互感器L1、L2、L3和电阻R11-R19构成，R11和R12、R13和R14、R15和R16分别对应接IC1的26、27、28脚，L3、L2和L1分别对应串连R17、R18和R19与IC1的1、2、3脚相接，R11、R13、R15分别与三相动力线的A、C、B线相接，电流互感器L1、L2、L3分别位于A、B、C线一侧，开关电路E是由固态开关K5构成，固态开关K5与IC2的5脚相接，遥控显示电路F是由IC9、IC10、IC11、IC12、IC13和IC14构成，IC9的3脚与IC10的4脚相接，IC10的6脚分别与IC12的13脚和IC11的1脚相接，IC9的4脚与IC12的P23脚相接，IC12的15脚通过K0-K7分别对应接IC13的3、4、5、6、10、11、12、13脚，IC12的14脚通过K8-K15分别对应接IC13的3、4、5、6、10、11、12、13脚，IC12的39、38、37、36、35、34、33、32、21、22、23脚分别对应接IC14的7、8、9、10、11、12、13、14、4、5、6脚，IC12的10与IC13的1、2脚相接，IC12的11脚与IC13的8脚相接，IC13的3、4、5、6、10、11、12、13脚分别通过K0-K7、K8-K15和R1-R8与+5V直流电相接，IC12的15、14脚分别通过R9和R10与+5V直流电相接。
5、实施方式本实用新型的抽油机全方位保护控制器其加工制作非常简单方便，按说明书附图所示加工制造即可，焊接组装只要按电路图焊接无误均可成功。电路中所使用的集成电路的型号分别为IC1为ADC0809、IC2为74ALS74、IC3和IC4为89C52、IC5为2003、IC6和IC7为7400、IC8和IC9为TSOP1738、IC10和IC11为7400、IC12为89C52、IC13为74LS138、IC14为HD44780、IC15为电容组合，固态开关K1、K2、K3、K4、K5、电阻R11-R19和电流互感器L1、L2、L3为通用电子产品。
本实用新型的抽油机全方位保护控制器是利用三相异步电机对负载变化敏感的特性及单片机的存储功能来实现抽油机的全方位保护，从而实现“有油就抽，没油就停”、功率因数低就自动补偿的目的。遥控显示电路用自身的按键通过红外线向单片机查询指定的抽油机的工作状态，对已停机故障采取措施，也可以预先设置工作状态，例如预置“保护电流140A”的功能，可以在高频收发单元或者红外收发单元上的按键依次按下“设置”、“保护”、“电流”、“1”、“4”、“0”，这些信号以编码的形式发出，被单片机接受后存入存储器中，当采油工需要询问保护电流时，将红外收发单元或者高频收发单元上的按键依次按下“询问”、“保护”、“电流”，编码信号将单片机存储器中的保护电流调出，并发射信号，显示单元就能显示“保护电流”，同时电机保护电流也被重新设置为140A。当抽空时，本装置能自动停机，避免抽空时能量空耗；当液位上升到一定高度以后，抽空机能自动启动继续抽油，当电网功能因数下降到0.9以下时，该装置能自动增加补偿电容的电容量，提高功率因数，达到节能的目的。
本实用新型的抽油机全方位保护控制器有如下优点1、本实用新型的抽油机全方位保护控制器，可以适时对抽油机进行监测，避免卡堵、液击引起的抽油杆脱落、断裂等恶性事故的发生，避免抽空、短路、缺相、电流不平衡、传动系统皮带、键销脱落引起的电能空耗等电机运行的故障，同时具有调节保护参数的功能。
2、本实用新型的抽油机全方位保护控制器，成本低、重量轻、体积小，能直接安装在电机座上，采用遥控器数字显示，没有外露电压表调节按钮，整机防潮、防尘性能好、适合野外长期工作。
3、可进行主动遥控操作，人机对话，数字显示上行和下行电流、功率因数等功况参数和故障原因，可预置保护电流，延长时间，操作简捷方便。同时具备抽空自动停机，当液位上升到一定高度后又自动恢复到抽油状态，从而实现了有油就抽、没油就停机的功能。功能因数偏离0.9时，能自动增加或减少无功补偿电容量，保证电网功率因数在0.9以上。
4、提供电流、电压、模糊参数输入，经过模糊程序判断的模糊控制技术，简化了设备，降低了成本。
本实用新型的抽油机全方位保护控制器和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用、自动化程度高等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1.抽油机全方位保护控制器，包括保护控制电路A、功率因数校正电路B、补偿电容组合电路C、监测电路D、开关电路E、电机M和遥控显示电路F，其特征在于功率因数校正电路B和监测电路D分别与保护控制电路A相接，补偿电容组合电路C和开关电路E分别与功率因数校正电路B相接，监测电路D、开关电路E与电机M通过三相动力线串接，遥控显示电路F通过红外线与保护控制电路A相接。
2.根据权利要求1所述的抽油机全方位保护控制器，其特征在于保护控制电路A是由集成电路IC1、IC2和IC3构成，IC1的21、20、19、18、8、15、14和17脚与IC3的39、38、37、36、35、34、33、32、27、28脚及IC4的39、38、37、36、35、34、33、32脚相并接，IC1的7、25、24、22、9、6、10脚与IC3的30、25、24、23、22、21脚及IC4的21、22、23、24、30脚相并接，IC2的6脚与IC3的1脚相接。
3.根据权利要求1所述的抽油机全方位保护控制器，其特征在于功率因数校正电路B是由集成电路IC4、IC5、IC6、IC7、IC8和固态开关K1、K2、K3、K4构成，IC4的1、3、5、7脚分别与IC5的1、2、3、4脚相接，IC5的5、6、7、8脚分别串接固态开关K1、K2、K3、K4与IC15的1、2、3、4脚相接，IC4的25脚与IC8的1脚相接，IC8的2脚与IC6的1脚相接，IC6的3脚分别与IC7的9脚和IC4的12脚相接，IC7的8脚与IC4的13脚相接。
4.根据权利要求1所述的抽油机全方位保护控制器，其特征在于监测电路D是由电流互感器L1、L2、L3和电阻R11-R19构成，R11和R12、R13和R14、R15和R16分别对应接IC1的26、27、28脚，L3、L2和L1分别对应串连R17、R18和R19与IC1的1、2、3脚相接，R11、R13、R15分别与三相动力线的A、C、B线相接，电流互感器L1、L2、L3分别位于A、B、C线一侧。
5.根据权利要求1所述的抽油机全方位保护控制器，其特征在于开关电路E是由固态开关K5构成，固态开关K5与IC2的5脚相接。
6.根据权利要求1所述的抽油机全方位保护控制器，其特征在于遥控显示电路F是由IC9、IC10、IC11、IC12、IC13和IC14构成，IC9的3脚与IC10的4脚相接，IC10的6脚分别与IC12的13脚和IC11的1脚相接，IC9的4脚与IC12的P23脚相接，IC12的15脚通过K0-K7分别对应接IC13的3、4、5、6、10、11、12、13脚，IC12的14脚通过K8-K15分别对应接IC13的3、4、5、6、10、11、12、13脚，IC12的39、38、37、36、35、34、33、32、21、22、23脚分别对应接IC14的7、8、9、10、11、12、13、14、4、5、6脚，IC12的10与IC13的1、2脚相接，IC12的11脚与IC13的8脚相接，IC13的3、4、5、6、10、11、12、13脚分别通过K0-K7、K8-K15和R1-R8与+5V直流电相接，IC12的15、14脚分别通过R9和R10与+5V直流电相接。
专利摘要本实用新型提供一种抽油机全方位保护控制器，其结构是由保护控制电路A、功率因数校正电路B、补偿电容组合电路C、监测电路D、开关电路E、电机M和遥控显示电路F构成，功率因数校正电路B和监测电路D分别与保护控制电路A相接，补偿电容组合电路C和开关电路E分别与功率因数校正电路B相接，监测电路D、开关电路E与电机M通过三相动力线串接，遥控显示电路F通过红外线与保护控制电路A相接。本实用新型的抽油机全方位保护控制器和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用、自动化程度高等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
文档编号H02H7/09GK2577488SQ0226985
公开日2003年10月1日 申请日期2002年9月29日 优先权日2002年9月29日
发明者张森, 陈明杰, 宋晓明 申请人:张森