远程控制泵体的系统的制作方法

本实用新型涉及油气场自动控制技术领域，尤其涉及一种远程控制泵体的系统。

背景技术：

随着科技进步与发展，油气行业逐渐成为全球经济的重要推动力和现代社会正常运行的重要支柱，石油和天然气在全球能源消费总量中占重要的地位。

目前，高科技与油气行业的相互结合和渗透促进石油石化工艺、装备水平的提高，加快了石油石化产品的更新，油气探勘开采、炼油等领域不断取得新发展。

然而，采油过程中，油井的采出物实际上是油、气、水及泥砂和其他杂质的混合物，难以直接加工利用，因此需要将油井采出物进行集中处理和外输，这一过程称为油气集输。油气集输一般主要任务是：将油井采出物集中进行气液分离，将油井采出物集中进行气液分离；所以当油气集输泵房内集聚可燃气体时，现场操作人员在泵房进行人为操作具有一定的风险，如果出现泄露、紧急停泵等情况时将存在更大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型提供一种远程控制泵体的系统，可以更加精准、高效的远程控制油气场室内的泵体，以提高油气场室内的安全性、可靠性，降低现场维护人员出现中毒及遇到火灾爆炸的危险。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种远程控制泵体的系统，包括：上位机、继电器，以及泵体连接电路，其中：

所述上位机与所述继电器电连接，用于向所述继电器发送控制信号；

所述继电器连接在所述泵体连接电路中，用于根据所述上位机发送的控制信号，执行开启或者闭合动作；以控制所述泵体的开启，或者关闭。

在一种可能的设计中，所述泵体连接电路包括：熔断器、断路器、控制器及分布式控制器；所述熔断器、所述断路器均与所述继电器串联；所述分布式控制器与所述继电器并联；所述控制器与所述上位机通信连接；

所述熔断器、所述断路器用于保护所述泵体连接电路；

所述分布式控制器，用于将油气场室内的工艺信号转换为数字信号后存储在所述控制器中，并通过所述控制器将所述数字信号发送给所述上位机。

在一种可能的设计中，所述泵体连接电路还包括：信号灯，所述信号灯与所述继电器串联，用于指示所述泵体的当前状态。

在一种可能的设计中，所述泵体连接电路还包括：

电流检测器，所述电流检测器与所述控制器电连接，用于检测油气场室内所述泵体的电流值；

所述控制器用于根据所述电流检测器检测到的电流值，控制所述继电器的开启，或者闭合。

在一种可能的设计中，所述电流检测器，还用于：将所述泵体的电流值通过所述控制器发送给所述上位机。

在一种可能的设计中，还包括：报警器，所述报警器与所述分布式控制器串联，且与所述继电器并联；用于在所述泵体的电流值不在预设范围内时，发出报警信号。

在一种可能的设计中，所述上位机还包括：人机界面，所述人机界面用于显示泵体的当前状态。

在一种可能的设计中，所述上位机还用于：

通过所述人机界面接收用户输入的操作信息；

根据所述操作信息生成相应的控制信号；其中，所述控制信号用于控制所述泵体的开启，或者关闭。

在一种可能的设计中，所述继电器包括：线圈、辅助触点、交流接触器、触头；

当所述继电器的线圈通电时，所述辅助触点闭合，所述交流接触器的线圈生成磁场；在所述磁场作用下，所述触头闭合，以使得泵体连接电路形成闭合回路，泵体开启；

当所述继电器的线圈断电时，所述辅助触点断开，所述交流接触器的线圈生成的磁场消失；所述触头断开，以使得泵体连接电路的回路断开，泵体关闭。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种远程控制泵体的方法，应用如第一方面中任一项所述的远程控制泵体的系统，执行对泵体的远程控制。

本实用新型提供一种远程控制泵体的系统，该系统包括：上位机、继电器，以及泵体连接电路，其中：所述上位机与所述继电器电连接，用于向所述继电器发送控制信号；所述继电器连接在所述泵体连接电路中，用于根据所述上位机发送的控制信号，执行开启或者闭合动作；以控制所述泵体的开启，或者关闭。本实用新型可以更加精准、高效的远程控制油气场室内的泵体，以提高油气场室内的安全性、可靠性，降低现场维护人员出现中毒及遇到火灾爆炸的危险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的远程控制泵体的系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的远程控制泵体的系统中泵体连接电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的远程控制泵体的系统中泵体连接电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三提供的远程控制泵体的系统中泵体连接电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例四提供的远程控制泵体的系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例五提供的远程控制泵体的系统中继电器的结构示意图。

其中，11：上位机

12：泵体连接电路

13：继电器

14：熔断器

15：断路器

16：控制器

17：分布式控制器

18：信号灯

19：电流检测器

20：报警器

21：线圈

22：辅助触点

23：触头

24：交流接触器

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本实用新型的实施例进行描述。

图1为本实用新型实施例一提供的远程控制泵体的系统的结构示意图，如图1所示，本实施例中的远程控制泵体的系统可以包括上位机11、泵体连接电路12以及继电器13。

具体的，上位机11与继电器13通过电连接，用于向继电器13发送控制信号；继电器13连接在泵体连接电路12中，用于根据上位机11发送的控制信号，执行开启或者闭合动作；以控制泵体的开启，或者关闭。

本实施例中，泵体连接电路12设置在油气场所的集输泵房，继电器13连接在泵体连接电路12中，上位机11与继电器13电连接，当操作人员通过上位机11发出启动泵体的指令后，继电器13根据上位机11发送的控制泵体启动的信号，执行开启动作，进而控制泵体的开启。同理若操作人员通过上位机11发出关闭泵体的指令后，继电器13根据上位机11发送的控制泵体关闭的信号，执行关闭动作，进而控制泵体的关闭。在一种可选的实施例中，油气场所集输泵体可以采用两种控制方式，一种是就地控制，即利用现场操作按钮来控制泵体的开启或者关闭；另一种是远程控制，采用分布式控制器来控制泵体的开启或者关闭。

图2为本实用新型实施例一提供的远程控制泵体的系统中泵体连接电路的结构示意图，如图2所示，本实施例中泵体连接电路可以包括：熔断器14、断路器15、控制器16及分布式控制器17；

具体的，熔断器14、断路器15均与继电器13串联；分布式控制器17与继电器13并联；控制器16与上位机11通信连接；熔断器14、断路器15用于保护泵体连接电路；分布式控制器17，用于将油气场室内的工艺信号转换为数字信号后存储在控制器16中，并通过控制器16将数字信号发送给上位机11。

本实施例中，泵体连接电路设置在油气场所的集输泵房，继电器13连接在泵体连接电路中，泵体连接电路中的熔断器14、断路器15均用于保护该泵体连接电路，在一种可选的实施例中，当泵体连接电路中的电流超过规定的电流值时，熔断器以本身产生的热量使熔体熔断以断开通电的泵体连接电路，用以保护泵体连接电路出现短路或者过电流的情况。断路器15能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流；当泵体连接电路发生严重的过载、短路以及欠压等故障时能够自动切断电路；还可以用来分配电流，无需频繁地启动异步电动机，对电源线路及泵体设备等实行保护。分布式控制器17，用于将油气场室内的工艺信号转换为数字信号后存储在控制器16中，并通过控制器16将数字信号发送给上位机11。

在一种可选的实施例中，油气场室内的工艺信号可以包括温度、压力、停留时间、气流流速等等。分布式控制器17采用24v电压，采用控制层和监控层实现分布式控制。其中处于底层的控制层实现数据采集和控制，并将采集的数据传送到监控层。监控层对来自控制层的数据进行集中操作，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。

本实施例中，熔断器、断路器与继电器的个数、种类及三者串联的次序不作具体限定，本领域的技术人员可以根据实际情况作具体限定以获得更好的效果。

图3为本实用新型实施例二提供的远程控制泵体的系统中泵体连接电路的结构示意图，如图3所示，本实施例中泵体连接电路在图2的基础上还可以包括信号灯18，具体的，信号灯18与继电器13串联，用于指示泵体的当前状态。

本实施例中，信号灯18与泵体连接电路中的继电器13串联，可以包含红、黄、绿、蓝四种颜色，分别用于指示泵体的当前状态。例如，信号灯的绿色用于指示泵体启动，蓝色用于指示泵体正常运行，黄色用于指示泵体出现异常情况，红色用于指示泵体禁止运行的情况。当然，在一种可选的实施例中，信号灯还可以根据泵体当前异常情况程度的不同，分别用不同的颜色来指示，同理类推，此处不再详细阐述。

本实施例中，信号灯与继电器的个数、种类及两者串联的次序不作具体限定，本领域的技术人员可以根据实际情况作具体限定以获得更好的效果。

图4为本实用新型实施例三提供的远程控制泵体的系统中泵体连接电路的结构示意图，如图4所示，本实施例中泵体连接电路在图3的基础上还可以包括电流检测器19，具体的，电流检测器19与控制器16电连接，用于检测油气场室内泵体的电流值；控制器16用于根据电流检测器检测到的电流值，控制继电器13的开启，或者闭合。

在一种可选的实施例中，电流检测器可以传感得到油气场室内泵体连接电路中实时的通电电流，并将检测的电流信息按照一定规律换算成符合标准的电信号或者其他所需形式的信息输出，来获得满足控制器16可接收的检测电流值，控制器16根据电流检测器19检测到的电流值控制继电器13的开启、或者闭合。其中，电流检测器19与控制器16串联电连接(参考图4)。

在一种可选的实施例中，电流检测器19还用于将泵体的电流值通过控制器16发送给上位机11，电流检测器19将检测到的泵体的实时电流值输出到控制器16，控制器16可以通过接收、分析该电流值将对应该电流值的数字信号发送给上位机，该泵体的实时电流值可以显示于上位机人机界面的触摸屏上。

图5为本实用新型实施例四提供的远程控制泵体的系统的结构示意图，如图5所示，本实施例中远程控制泵体的系统在图2的基础上还可以包括报警器20，具体的，报警器20与分布式控制器17串联，且与继电器13并联；用于在泵体的电流值不在预设范围内时，发出报警信号。

本实施例中，报警器20与分布式控制器17串联，且与继电器13并联，当泵体的电流值不在预设范围内(例如泵体的最大额定电流23a)时，该报警器的红色指示灯亮，并发出“辟-辟”的报警声。在一种可选的实施例中，该报警器可以包括电流报警器，该电流报警器当检测到电流值超过上限报警值、或者低于下限报警值，亦或者超出上限与下限设定的区间报警值时，该电流报警器会发出报警信号。

在一种可选的实施例中，油气场室内的报警器还包括气体报警器，当油气场室内的可燃气体泄露，由于可燃气体的浓度超过爆炸下线时遇到火种(电器开关、静电等)则一定发生爆炸。所以油气场室内设置该气体报警器，且该气体报警器中的独特电阻随燃气浓度而变化，燃气达到一定浓度(例如该浓度值低于爆炸下限值)，电阻也达到一定水平时，该气体报警器就会发出声光报警提示，例如该气体报警器的红色指示灯亮，并发出“辟-辟”的报警声。

在一种可选的实施例中，报警器的报警方式各有不同，多常见声光报警方式，有时采用联动报警方式，不但可以起到报警作用，还可以配合现场操作人员对设备检测到的危险采取果断措施，例如现场操作人员第一时间去现场解决泵体异常情况。其中联动报警控制电路包括报警功能和控制外部联动装置的功能，报警功能主要由多谐振荡电路驱动扬声器，三极管8050驱动led发光二极管实现声光报警。控制外部联动装置主要是继电器hkf-11用来控制机外的报警器等联动装置。当油气场室内泵体出现异常报警时，远程控制泵体系统中的报警器可以警示现场操作人员及时去现场解决泵体的异常。

在一种可选的实施例中，上位机还包括：人机界面，人机界面用于显示泵体的当前状态。其中上位机可以设置监测泵体的当前状态，且实时显示于该上位机的人机界面上。本实施例中，上位机具有更加清晰、简洁、美观等优点的人机界面，现场操作人员可以通过上位机的人机界面对泵体的测试进行设置和控制等操作，也可以获取实时检测的参数信息。例如在该上位机通电后，最初进行初始化配置，然后开始读取泵体的当前时间参数，例如继电器接通60v的电流通道时，开始检测泵体电流值、温度值的变化，执行12s之后，继电器切换至90v的直流电通道，进而测量压力参数，最后在上位机的人机界面上显示采集到的压力、温度及电流值，其中人机界面采用数码管来显示。

在一种可选的实施例中，正常油气场室内泵体的电流曲线为一条平滑的曲线，当泵体受气体干扰和过载停机，甚至包括电压波动和供液不足等其他故障情况，例如，当泵体过载停机，电流逐渐上升到额定电流值正常运行随后逐渐上升，最后达到过载电流整定值，过载停机等等，这些过程中该泵体的实时状态会一一显示在上位机的人机界面上。

在一种可选的实施例中，上位机使用mfc(microsoftfoundationclasses)类库实现windows应用程序的开发，并进行油气场室内泵体工况的实时检测。上位机将接收输入的泵体对应数据进行实时显示并绘制曲线，首先对上位机的程序进行初始化操作，设置好绘图坐标的xy轴范围，根据设定条件判断是否要对发送的数据进行读取，若判断为读取数据，那么就对数据预留情况进行判断，来确定已经有数据接收，否则就需要继续监测是否有数据，直到监测出数据为止。再将接收的数据进行处理，例如接收的数据是byte型的，要先进行对byte型的数据类型转换，将其转换为需要的double型，之后进行数据的显示和曲线的绘制，也可以生成数据报表，还可以实现保存和打印功能。

在一种可选的实施例中，上位机还可以包括泵体故障管理模块，该模块中包括泵体的故障时间、故障部件名称、故障表现、解决方法、故障严重程度等等进行记录和管理。当油气场室内泵体发生突出故障时，现场操作人员可以通过上位机上的该泵体故障管理模块，查询故障列表中的历史相似故障信息，并在查看详细内容中找到对应的历史解决方法后，及时地排除故障。

在一种可选的实施例中，上位机的人机界面还可以包括查询、添加、修改和删除等操作区域，例如，现场操作人员也可以在上位机上输入泵体编号、泵体部件名称等泵体相关数据信息。

在一种可选的实施例中，上位机还用于：通过人机界面接收用户输入的操作信息；根据操作信息生成相应的控制信号；其中，控制信号用于控制泵体的开启，或者关闭。

图6为本实用新型实施例五提供的远程控制泵体的系统中继电器的结构示意图，如图6所示，本实施例中的继电器可以包括：线圈21、辅助触点22、触头23、交流接触器24；

具体的，当继电器的线圈通电时，辅助触点闭合，交流接触器的线圈生成磁场；在磁场作用下，触头闭合，以使得泵体连接电路形成闭合回路，泵体开启；

当继电器的线圈断电时，辅助触点断开，交流接触器的线圈生成的磁场消失；触头断开，以使得泵体连接电路的回路断开，泵体关闭。

本实施例中，当继电器的线圈21通电时，辅助触点22闭合，交流接触器24的线圈生成磁场；在磁场作用下，触头23闭合，以使得泵体连接电路形成闭合回路，泵体开启；

当继电器的线圈21断电时，辅助触点22断开，交流接触器24的线圈生成的磁场消失；触头23断开，以使得泵体连接电路的回路断开，泵体关闭。

继电器用于远程控制泵体系统的继电保护，以增加触点的数量及容量，用于在远程控制泵体电路中传递中间信号，且只能通过小电流。当继电器通电后，辅助触点闭合，交流接触器的线圈产生磁场，在该磁场的作用下，触头闭合，以使得泵体连接电路形成闭合回路，泵体开启。在一种可选的实施例中，继电器由固定铁芯、动铁芯在电磁力作用下动作吸合，带动动触点动作，使常闭触点分开，常开触点闭合；线圈断电，动铁芯在弹簧的作用下带动动触点复位。

在一种可选的实施例中，交流接触器用于接通、分段线路或者频繁的控制泵体等设备运行。有动、静主触头、灭弧罩，动、静铁芯，触头和支架外壳等组成。当电磁线圈通电后，使动铁芯在电磁力作用下吸合，直接或通过杠杆传动使动触头与静触头解除，接通电路。电磁线圈断电后，动铁芯在复位弹簧作用下自动返回，触头分开，电路分断。其中交流接触器主要有四部分组成：电磁系统，包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；触头系统，包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头；绝缘外壳及附件，各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。

本实施例中，远程控制泵体的系统应用一种远程控制泵体的方法可以实现上述中任一项来执行对泵体的远程控制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。