电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统涉及一种抽油机控制系统，是由CAN总线连接层、主控器、手持式设备以及多个智能节点控制单元构成，CAN总线连接层包括一个CAN总线，该CAN总线电路联接了一个CAN总线集线控制器以及多个相互并联的CAN总线通信接口，该CAN总线集线控制器与主控器电路联接，手持式设备通过CAN总线与主控器通信，所述的多个智能节点控制单元分别与电机直驱游梁式抽油机上的各个电气设备电路联接并通过CAN总线通信接口电气接入CAN总线连接层。本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，是基于CAN总线协议的针对电机直驱游梁式抽油机的参数进行实时监测与控制的设备。可以很好的保护电机直驱游梁式抽油机的安全运行。
【专利说明】电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种抽油机控制系统，尤其涉及到一种电机直驱游梁式抽油机智能米油控制系统。
【背景技术】
[0002]石油工业作为国家的重要工业，其各种设备设施也是不断改进以用来更有效率地采集和开发。当前的抽油机在运行过程中不仅需要人工进行监控，还要及时发现故障、排查故障，出现故障时，技术工人进行故障排查既浪费时间又要花费精力，效率不高。而且在问题出现时，如果不及时发现并停止正在工作的抽油机，则可能会发生无法避免的事故，造成悲剧。这就需要一种能够及时发现并排查故障的抽油机控制系统。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了克服上述问题，提供一种电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统。
[0004]本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，是由CAN总线连接层、主控器、手持式设备以及多个智能节点控制单元构成，CAN总线连接层包括一个CAN总线，该CAN总线电路联接了一个CAN总线集线控制器以及多个相互并联的CAN总线通信接口，该CAN总线集线控制器与主控器电路联接，手持式设备通过CAN总线集线控制器与主控器通信，所述的多个智能节点控制单元分别与电机直驱游梁式抽油机上的各个电气设备电路联接并通过CAN总线通信接口电气接入CAN总线。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述的手持式设备是由手持式设备处理器分别电路联接了触摸液晶屏、外置存储器、CAN通信接口、USB插头以及电源模块I所构成。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述的手持式设备处理器内置有时钟电路。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述的主控器是由主控器处理器分别电路联接了液晶显示屏、矩阵键盘、CAN总线收发模块1、数据通信接口模块、数据存储模块、实时时钟模块以及电源模块II构成。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述的实时时钟模块外接独立电源。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述的智能节点控制单元包括微处理单元以及与微处理单元电路联接的传感器、显示模块、信号采集模块、信号处理模块、CAN总线收发模块II和电源模块III。
[0010]本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，是采用了 CAN总线技术开发的一套油井集群控制系统，是基于CAN总线协议的针对电机直驱游梁式抽油机的参数进行实时监测与控制的设备。主控器实时监测电机直驱游梁式抽油机的控制系统的工作状态，工作状态收集完成后在液晶显示屏上循环显示。电气设备出现故障时，主控器关闭此电气设备，同时产生故障代码记录并显示。此项功能可以很好的保护电机直驱游梁式抽油机的安全运行。而且操作员可以根据故障代码快速的查找故障并及时更换设备，保障工作正常进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统的总体结构图；
[0012]图2为本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统的手持式设备结构图；
[0013]图3为本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统的主控器的结构图；
[0014]图4为本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统的智能节点控制单元的结构图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，作进一步说明:
[0016]本实用新型的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，是由CAN总线连接层1、主控器2、手持式设备3以及多个智能节点控制单元4构成。
[0017]如图1所示:
[0018]I) CAN总线连接层I包括一个CAN总线5，该CAN总线5电路联接了一个CAN总线集线控制器6以及多个相互并联的CAN总线通信接口 7，该CAN总线集线控制器6与主控器2电路联接；2)手持式设备3通过CAN总线与主控器2通信；3)所述的多个智能节点控制单元4分别与电机直驱游梁式抽油机上的各个电气设备8电路联接并通过CAN总线通信接口 7电气接入CAN总线5。
[0019]该电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统运行过程中，主控器2询问各个智能节点控制单元4的电气设备8的工作状态，接收来自智能节点控制单元4的反馈信息。分析反馈信息，如果有故障信息，主控器2产生故障码并进行显示。故障码产生后主控器通过液晶显示屏16显示报警设备的信息，当多个电气设备8出现报警记录信息时，这些信息循环显示。
[0020]主控器2在产生故障码的同时根据故障码的类别对智能节点控制单元4下发控制命令，智能节点控制单元4根据控制命令对电机直驱游梁式抽油机的电气设备8控制与检测。
[0021]如图2所示，手持式设备3是由手持式设备处理器9分别电路联接了触摸液晶屏10、外置存储器11、CAN通信接口 12、USB插头13以及电源模块I 14所构成。
[0022]手持式设备处理器9采用ARM处理器，所述的手持式设备处理器9内置有时钟电路。且在实施过程中要求设备始终供电使用ARM内部自带实时时钟。
[0023]外置储存器11使用的是SD卡存储器，该SD卡存储器是作为收集并存储CAN总线5数据的设备，其中SD卡可以拔出供计算机回放总线采集的数据。在使用SD卡时需预先设计计算机的软件进行配合使用，计算机软件需配合CAN总线5数据存储格式进行开发。
[0024]手持式设备3能够使用CAN通信接口 12与主控器2连接并通信。该手持式设备3可以解析主控器2中的故障码信息，给操作员提出处理意见。
[0025]如图3所示，主控器2是由主控器处理器15分别电路联接了液晶显示屏16、矩阵键盘17、CAN总线收发模块I 18、数据通信接口模块19、数据存储模块20、实时时钟模块21以及电源模块II 22构成。主控器2可以循环检测各个电机直驱游梁式抽油机的工作状态，显示当前检测的位置与产生故障的电气设备8的序号。使用液晶显示屏16显示。数据存储模块20、实时时钟模块21令主控器2具有故障码的存储功能以及实时时钟的功能。故障码序号可以为内部自定义，通过与手持式设备3相连后处理。
[0026]主控器2中模块包括:
[0027]1、液晶显示屏16，优选240*128单色点阵液晶；
[0028]2、矩阵键盘17，优选8行4列带灯矩阵键盘与处理电路；
[0029]3、CAN总线收发模块I 18电路；
[0030]4、实时时钟模块21电路；
[0031]5、数据存储模块20电路；
[0032]6、数据通信接口模块19电路，优选RS485数据通信接口电路。
[0033]实时时钟模块21电路应该具有独立电源，能够保证时间存储，掉电不丢失数据。
[0034]数据存储模块20电路采用片外FLASH芯片，此部分存储的信息可以完成内部ID号的存放与擦除。此部分设计时，考虑到外部设备对数据存储模块20操作同时不影响主控器2的工作状态，因此采用“孤岛”设计方式。
[0035]智能节点控制单元4是针对每一个电气设备8而单独设计的控制电路。智能节点控制单元4包括微处理单元23以及与微处理单元电路联接的传感器24、显示模块25、信号采集模块26、信号处理模块27、CAN总线收发模块II 28以及电源模块III 29，如图4所示。
[0036]传感器24检测电气设备8如直驱电机、变频器、外部电源等的技术参数，例如电压、电流、功率、数量。
[0037]电气设备8故障方式与对应的故障码采用两个字节的形式进行，第一个字节为设备编号0~255个，第二个字节为故障码编号0~255个。每种故障现象对应一种故障码。
[0038]显示模块25由3组数码管组成，依次显示电压、电流、载荷等。
[0039]信号采集模块26预留3路传感器24输入端口，传感器24 口线顺序一致。该信号采集模块26是对传感器信号进行数据解析。
[0040]信号处理模块27读取信号采集模块26数据，计算并驱动显示模块25显示数据。技术参数设定来自于CAN总线5数据，数据格式在通信协议中制定。
[0041]电源模块III 29，一路+12V1A电源输入，两路+5V1A电源输出。电源转换要求物理层隔离，防止干扰信号引入。
[0042]在CAN总线5上添加SD卡存储模块，SD卡存储模块是用来存储CAN总线5上电气设备8采集的各种参数的，此板卡使用CAN总线节点方式接入系统。存储的数据通过CAN总线方式发送到此板卡上，数据在SD卡存储模块上的存储格式需要与计算机软件读取方式进行配合使用。
【权利要求】
1.电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，是由CAN总线连接层(I)、主控器(2)、手持式设备(3)以及多个智能节点控制单元(4)构成，其特征在于CAN总线连接层(I)包括一个CAN总线(5)，该CAN总线(5)电路联接了一个CAN总线集线控制器(6)以及多个相互并联的CAN总线通信接口(7)，该CAN总线集线控制器(6)与主控器(2)电路联接，手持式设备(3)通过CAN总线集线控制器(6)与主控器(2)通信，所述的多个智能节点控制单元(4)分别与电机直驱游梁式抽油机上的各个电气设备(8)电路联接并通过CAN总线通信接口(7)电气接入CAN总线(5)。
2.根据权利要求1所述的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，其特征在于所述的手持式设备(3)是由手持式设备处理器(9)分别电路联接了触摸液晶屏(10)、外置存储器(11)、CAN通信接口(12)、USB插头(13)以及电源模块I (14)所构成。
3.根据权利要求2所述的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，其特征在于所述的手持式设备处理器(9)内置有时钟电路。
4.根据权利要求1所述的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，其特征在于所述的主控器(2)是由主控器处理器(15)分别电路联接了液晶显示屏(16)、矩阵键盘(17)、CAN总线收发模块I (18)、数据通信接口模块(19)、数据存储模块(20)、实时时钟模块(21)以及电源模块II (22)构成。
5.根据权利要求4所述的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，其特征在于所述的实时时钟模块(21)外接独立电源。
6.根据权利要求1所述的电机直驱游梁式抽油机智能采油控制系统，其特征在于所述的智能节点控制单元(4)包括微处理单元(23)以及与微处理单元电路联接的传感器(24)、显示模块(25 )、信号采集模块(26 )、信号处理模块(27 )、CAN总线收发模块II (28 )和电源模块 III (29)。
【文档编号】E21B43/00GK204238915SQ201420709772
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】刘振有 申请人:大庆派司石油科技有限公司