专利名称：智能型多功能监控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井抽油机监控器，具体涉及一种智能型多功能监控 器，其适用于油井抽油机电机的数字化采集控制终端，能够为抽油机电机的运 行提供完善的综合保护功能，可实现现场多种电参数的实时采集、电能的计量， 并可通过通信接口实时上传所采集到的数据及设备的运行状态。
背景技术：
近年来，由于各大油田自动化管理水平的不断提高，油田生产管理部门需 要实时的监控到每一口油井的生产状况，这就需要有一台多功能监控器工作于 生产现场。而目前油井抽油机监控器的功能单一，只限于单纯的电机保护或电 参数采集功能，为实现抽油机远程综合监控功能，往往要采用不同厂家生产的、 功能相互独立的电机保护器、电参数采集模块、电能表及集中控制器等多种相 关设备配套使用。该方案配套设备多、成本高、故障率高、安装烦琐，不便于 使用维护，不利于推广使用。 发明内容
为了克服现有抽油机监控器功能单一、集成度低及由其构成的油井远程监 控系统配套设备多、成本高、故障率高、不便于使用维护等不足，本实用新型 的目的是提供一种智能型多功能监控器，该智能型多功能监控器不但具有完善 的电机保护功能，而且还具备现场电参数实时采集、电能计量功能及远程通讯接口。
本实用新型为解决上述技术问题采用了以下技术方案本实用新型是山监控器主机和监控器操作面板组成；所述监控器主机内置 两块电路板采用层叠方式安装，电路板之间用插接件进行电气连接，构成监控 器主机电路；所述主机电路两块电路板中上部电路板为小信息处理电路板，上 面安装焊接有屮央处理器、三相电量专用计量片、RS485通信芯片电路；在所 述主机lti路两块电路板下部电路板为强电电路板，上面焊接有电源变压器、高 精度电压互感器，三个套装在主机外壳底部穿线孔上的高精度电流互感器通过 导线与电路板相连；在所述监控器主机前部面板设有有功、无功脉冲指示灯； 所述电流互感器和电压互感器做为采样传感器，所述采样传感器与三相电量专 用计景芯片连接，三相电量专用计量芯片进行数据运算处理，中央处理器综合 处理、控制整机各功能电路，显示器显示相关信总，中央处理器通过RS485通 信芯片构成通信接口；所述监控器操作面板内部设有电路板与显示器，所述监 控器操作面板内部的电路板与显示器同样采用层叠方式安装，插接件连接；所 述监控器操作而板上设有面板指示灯、按键、显示器。
安装于监控器主机底部穿线孔上的高精度电流互感器(0.5级)和焊接在 电路板上的高精度电压互感器(0.5级)，分别对外部电流、电压信号进行采样 并送入与之相连的高精度三相电量专用计量芯片(DSP)中，由高精度三相电 量专用计量芯片(DSP)对采样的电流、电压信号进行运算处理后，得到诸如 三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等相关电参数，完成参数采 集的前期工作，并通过通讯接口将数据送入中央处理器(CPU);
中央处理器(CPU)采用美国进口工业级8位单片机，为整个监控器的控 制核心。主要完成以下几方面的工作1、 CPU通过对DSP送来的数据进行进一 步的处理，得到各真实可用的电参数，对电量进行累计计量并存储，完成电参数采集和电能计量的功能；2、判断出电机及其它电气设备(如电加热)现有 的运行状态，对电机运行中出现的各种故障给于及时的保护处理，对其它电气
设备(如电加热)根据工艺需要进行适时的控制；3、 CPU通过与操作面板进行 数据交换，接收键盘输入的控制命令，输出需显示的内容给液晶显示器，提供 友好、简洁的人机操作界面；4、 CPU具备RS485通信接口，利用此接口可实现 数据的远程传输。
通过上述技术方案，本实用新型实现了电机保护、电参数采集、电量计量、 数据远程传输等功能，由此构成的本实用新型油井远程监控系统，与现有技术 相比，本实用新型智能型多功能监控器具有结构简单、成本低、故障率低，便 于使用维护等优点。以下结合附图对本实用新型的结构特征做一步的说明。
图1是本实用新型主机部分剖面图。
图2是本实用新型主机部分正面图。
图3是本实用新型主机部分侧面图。
图4是本实用新型主机部分立体图。
图5是本实用新型操作面板部分正面图。
图6是本实用新型操作面板部分剖面图。
图7是本实用新型的系统框图。
图8是本实用新型的电路原理图。
附图中l.主机电路板，2.电压互感器，3.穿线孔，4.电源变压器，5. 电流互感器，6.接线端子，7.有功、无功脉冲指示灯，8.液晶显示器，9.面板指示灯，IO.按键，ll.操作面板电路板。
具体实施方式
参看附图，本实用新型是由监控器主机和监控器操作面板组成；所述监控 器主机内置两块i(l路板采用层叠方式安装，电路板之间用插接件进行电气连接， 构成监控器t机电路；所述主机电路两块电路板中上部电路板为小信息处理电 路板，上面安装焊接冇中央处理器、三相电量专用计量片、RS485通信芯片电 路；在所述上机电路两块电路板下部电路板为强电电路板，上面焊接有电源变 压器4、高精度电压互感器2，三个套装在主机外壳底部穿线孔3上的高精度电 流互感器5通过导线与电路板相连；在所述监控器主机前部面板设有有功、无 功脉冲指示灯7;所述电流互感器5和电压互感器4做为采样传感器，所述采 样传感器与三相电量专用计量芯片连接，三相电量专用计量芯片进行数据运算 处理，中央处理器综合处理、控制整机各功能电路，显示器显示相关信息，中 央处理器通过RS485通信芯片构成通信接口；所述监控器操作面板内部设有电 路板与显小-器，所述监控器操作面板内部的电路板与显示器同样采用层叠方式 安装，插接件连接；所述监控器操作面板上设有面板指示灯9、按键10、显示 器8。
本实用新型外型结构采用分体结构，即监控器主机和监控器操作面板在外 形结构上是相互独立的两部分，安装于监控器主机底部穿线孔上的高精度电流 互感器(0.5级)和焊接在电路板上的高精度电压互感器(0.5级)，分别对外 部电流、电压信号进行采样并送入与之相连的高精度三相电能专用计量芯片 (DSP)中，由DSP对采样的电流、电压信号进行运算处理后，得到诸如三相电 压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等相关电参数，完成参数采集的前期工作，并通过通讯接口将数据送入中央处理器(CPU)。
本监控器外形结构为分体形式，监控器主机外形及内部器件布置由图l一
图4所示，监控器操作面板外形及内部布置由图5、图6所示，由图1可见，
监控器主机内置两块电路板(1)采用层叠方式安装，电路板之间用插接件进
行电气连接，在下部电路板上焊接有电源变压器(4)、高精度电压互感器(2) 等元器件，三个套装在主机外壳底部穿线孔(3)上的高精度电流互感器(5) 通过导线与电路板相连，在监控器主机前部面板有有功、无功脉冲指示灯(7); 在图5、图6所示中，操作面板内部电路板(11)与液晶显示器(8)同样采用 层叠方式安装，插接件连接，图5中，监控器操作面板上有面板指示灯(9)、 按键(10)、液晶显示器(8)，以提供友好的人机操作界面。
由图7可看出，经高精度电流、电压互感器采样转换后的信号，被送入高 精度三相电量专用计量芯片中，由DSP对采样的电流、电压信号进行运算处理 后，得到诸如三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等相关电参数， 完成参数采集的前期工作，并通过通讯接口将数据送入中央处理器(CPU);中 央处理器(CPU)采用美国进口工业级8位单片机，为整个监控器的控制核心。 主要完成以下几方面的工作1、CPU通过对DSP送来的数据进行进一步的处理， 得到各真实可用的电参数，对电量进行累计计量并存储，完成电参数采集和电 能计量的功能；2、通过对采集到的数据的分析，判断出电机及其它电气设备 (如电加热)现有的运行状态，对电机运行中出现的各种故障给于及时的保护 处理，对其它电气设备(如电加热)根据工艺需要进行适时的控制；3、 CPU 通过与操作面板进行数据交换，接收键盘输入的控制命令，输出需显示的内容 给液晶显示器，提供友好、简洁的人机操作界面；4、 CPU具备RS485通信接口，利用此接口可实现数据的远程传输。
权利要求1、一种智能型多功能监控器，其特征在于该监控器是由监控器主机和监控器操作面板组成；所述监控器主机内置两块电路板采用层叠方式安装，电路板之间用插接件进行电气连接，构成监控器主机电路；所述主机电路两块电路板中上部电路板为小信息处理电路板，上面安装焊接有中央处理器、三相电量专用计量片、RS485通信芯片电路；在所述主机电路两块电路板下部电路板为强电电路板，上面焊接有电源变压器、高精度电压互感器，三个套装在主机外壳底部穿线孔上的高精度电流互感器通过导线与电路板相连；在所述监控器主机前部面板设有有功、无功脉冲指示灯；所述电流互感器和电压互感器做为采样传感器，所述采样传感器与三相电量专用计量芯片连接，三相电量专用计量芯片进行数据运算处理，中央处理器综合处理、控制整机各功能电路，显示器显示相关信息，中央处理器通过RS485通信芯片构成通信接口；所述监控器操作面板内部设有电路板与显示器，所述监控器操作面板内部的电路板与显示器同样采用层叠方式安装，插接件连接；所述监控器操作面板上设有面板指示灯、按键、显示器。
专利摘要本实用新型涉及一种智能型多功能监控器，该监控器具有电机保护，电参数采集、电量计量、数据远程通信功能，由三只套装于主机外壳底部穿线孔上的电流互感器及三只焊接于电路板上的电压互器构成采集传感器，采样信号送入三相电量专用计量芯片并由其进行运算处理，得出的数据经通信接口送给中央处理器，由中央处理器综合处理、控制整机各功能电路，由液晶显示器对相关内容进行显示，由RS485通信芯片构成数据通信接口。由于本实用新型采取了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型智能型多功能监控器具有结构简单、成本低、故障率低，便于使用维护等优点。
文档编号G05B19/048GK201402399SQ20092008818
公开日2010年2月10日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者乔书勇, 黎小兵 申请人:河南油田亚盛电器有限责任公司