一种电动机保护监控管理装置及其管理方法与流程

本发明涉及一种电动机保护监控管理装置及其管理方法，尤其是涉及一种可以应用于油田潜油电泵上或其他电动机上的保护监控管理装置及其管理方法。

背景技术：
潜油电泵监控装置用于对潜油电泵进行监控、保护，潜油电泵监控装置通常由电动机保护器、电流记录仪组成；电动机保护器实现过载、断相、电流不平衡、欠载、过压、欠压、电压不平衡等保护功能；电流记录仪将电动机的实时电流值画在打卡纸上，打卡纸由相关人员定期更换；原潜油电泵监控装置在油田中有广泛应用，在一定程度上提高了设备的可靠性，但原潜油电泵监控装置仍存在以下不足：一、采用的电动机保护器不带通讯功能，为实现数字化油田需要新增一组电流互感器和RTU装置，电流互感器对电流进行采集，采集值输送给RTU单元，RTU单元通过GPRS或其它通过方式将数据发出给中控室，此种方式在油田改造时大量采用，但新增电流互感器采集系统增加系统投入，维护、施工不方便；二、电流记录仪为打卡式，记录周期端、纸张保持不变并且电流数据不能共使用者直接使用，需要重新录入电脑后才能使用，总体效率不高，维护难度大。并且，《中国优秀硕士论文全文数据库》中的“基于RS-485的电机保护系统的研究”（作者：冯辉）是本发明最接近的现有技术。

技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种易于使用、性价比高、维护方便、减少工作量的电动机保护监控管理装置及其管理方法，本装置包含电动机保护器和电流记录仪功能，并且带有通讯，简化产品设计，取代原电动机保护器+电流记录仪的老式的产品。本发明的目的是这样实现的：一种电动机保护监控管理装置，其特征在于：所述装置包含有电动机保护器、人机交互模块和电源模块，所述人机交互模块与电动机保护器相连接，所述电源模块对人机交互模块进行供电。本发明一种电动机保护监控管理装置，所述电动机保护器包含有主体模块和测量模块；所述主体模块包含有连接于CPU单元一上的按键处理电路、开关量输入处理电路、PTC/NTC输入处理电路、数据存储电路、时钟电路、通讯电路一、继电器输出电路、LED控制电路、接口电路和测量模块接口电路，所述通讯电路一与485电路一相连；上述人机交互模块连接于CPU单元一上；所述测量模块包含有CPU单元二，所述CPU单元二上连接有电流信号采集处理单元、电压信号采集处理单元、剩余电流信号采集处理单元和通讯电路二，所述电流信号采集处理单元、电压信号采集处理单元和剩余电流信号采集处理单元均与电量传感器相连，所述通讯电路二与主体模块的测量模块接口电路相连。本发明一种电动机保护监控管理装置，所述人机交互模块包含有CPU单元三，所述CPU单元三上连接有通讯电路，所述通讯电路与485电路二相连，所述485电路二与485电路一通讯相连，所述CPU单元三经驱动电路与触摸屏相连，所述CPU单元三上连接有USB接口电路。本发明一种电动机保护监控管理装置，所述CPU单元三上连接以太网网络接口电路或RS232串行接口电路。本发明一种电动机保护监控管理装置的管理方法，所述方法包含有以下步骤：步骤一、电动机保护器将获取的电力参数经485电路二与485电路一通讯后发送至CPU单元三，CPU单元三经驱动电路后将获取的电力参数显示在触摸屏上；步骤二、操作人员进行登陆操作；点击触摸屏上的登陆窗口，输入用户名和密码，电动机保护器通过将该用户名和密码与保存在数据存储电路上的预存用户名和密码进行比对验证，当输入的用户名、密码与预存在数据存储电路上的用户名、密码一致时，通过验证，操作人员可进行步骤三，否则退回步骤一的显示界面，并根据在数据存储电路上预存的权限信息，赋予操作人员操作权限；并将该步骤进行记录，保存在数据存储电路上；步骤三、通过触摸屏进行电流设置、电压设置、功率设置、CT变比设置、PT变比设置、过载保护设置、欠载保护设置、过压保护设置、欠压保护设置、电流不平衡保护设置或电压不平衡设置。本发明一种电动机保护监控管理装置的管理方法，步骤一中的电力参数为实时电流、实时电压、实时功率、实时频率、实时电流曲线、实时电压曲线、历史电流记录、历史电压记录、故障记录或电机状态中的一个或多个。本发明一种电动机保护监控管理装置的管理方法，步骤一中，用户可将具有USB接口的移动存储设备通过USB接口电路连接至人机交互模块上，从而将人机交互模块获得的电力参数保存至移动存储设备上。与现有技术相比，本发明的有益效果是：相比于常规的电动机保护器，本发明集成了电流记录功能，减小了设备的整体体积，减少了设备的制造成本；并且，本发明带有全面的测量功能，可以测量电流、电压、剩余电流、频率、功率、电能等参数；同时本发明带有全面的保护功能，可以实现过载、断相、电流不平衡、堵转、阻塞、欠载、起动超时、剩余电流、过压、欠压、电压不平衡、欠功率、外部故障等保护功能，过载、电流不平衡、欠载、过压、欠压、电压不平衡都为反时限保护，欠载保护可设置为自动重起，设置为自动重起时，欠载保护发生后，经过设定的延时时间自动起动潜油电泵，提高自动化程度。而且，本发明通过人机交互电路能够将实时电流、电压、功率、频率、电能、实时电流曲线、实时电压曲线、历史电流曲线、历史电压曲线进行实时的显示，并可通过接口电路将历史电流曲线、历史电压曲线、故障记录导出到U盘的功能；最后，本发明具有用户管理功能，通过用户名和密码的登陆可实现对巡检人员的考核，巡检人员检测设备后进行登陆操作后，登陆结果可在触摸屏中显示、可通过通讯上传、也可通过U盘导出，用户管理对产品进行参数保护，非授权人员没有登录密码只能查询显示信息，不能进行参数设置，从而增加了产品的安全性能。附图说明图1为本发明一种电动机保护监控管理装置的电路框图。图2为本发明一种电动机保护监控管理装置的电动机保护器的电路框图。图3为本发明一种电动机保护监控管理装置的人机交互模块的电路框图。其中：电动机保护器1、人机交互模块2、电源模块3；主体模块1.1、测量模块1.2；CPU单元一1.1.1、按键处理电路1.1.2、开关量输入处理电路1.1.3、PTC/NTC输入处理电路1.1.4、数据存储电路1.1.5、时钟电路1.1.6、通讯电路一1.1.7、485电路一一1.1.8、继电器输出电路1.1.9、LED控制电路1.1.10、接口电路1.1.11、测量模块接口电路1.1.12；CPU单元二1.2.1、电流信号采集处理单元1.2.2、电压信号采集处理单元1.2.3、剩余电流信号采集处理单元1.2.4、通讯电路二1.2.5、电量传感器1.2.6；CPU单元三2.1、485电路二2.2、通讯电路2.3、驱动电路2.4、触摸屏2.5、USB接口电路2.6。具体实施方式参见图1~3，本发明涉及的一种电动机保护监控管理装置，所述装置包含有电动机保护器1、人机交互模块2和电源模块3，所述人机交互模块2与电动机保护器1相连接，所述电源模块3对人机交互模块2进行供电，所述电动机保护器1包含有主体模块1.1和测量模块1.2；所述主体模块1.1包含有连接于CPU单元一1.1.1上的按键处理电路1.1.2、开关量输入处理电路1.1.3、PTC/NTC输入处理电路1.1.4、数据存储电路1.1.5、时钟电路1.1.6、通讯电路一1.1.7、继电器输出电路1.1.9、LED控制电路1.1.10、接口电路1.1.11和测量模块接口电路1.1.12，所述通讯电路一1.1.7与485电路一1.1.8相连；所述接口电路1.1.11用于连接扩展模块；所述测量模块1.2包含有CPU单元二1.2.1，所述CPU单元二1.2.1上连接有电流信号采集处理单元1.2.2、电压信号采集处理单元1.2.3、剩余电流信号采集处理单元1.2.4和通讯电路二1.2.5，所述电流信号采集处理单元1.2.2、电压信号采集处理单元1.2.3和剩余电流信号采集处理单元1.2.4均与电量传感器1.2.6相连，所述通讯电路二1.2.5与主体模块1.1的测量模块接口电路1.1.12相连；所述人机交互模块2包含有CPU单元三2.1，所述CPU单元三2.1上连接有通讯电路2.3，所述通讯电路2.3与485电路二2.2相连，所述485电路二2.2与485电路一1.1.8通讯相连，所述CPU单元三2.1经驱动电路2.4与触摸屏2.5相连，所述CPU单元三2.1上连接有USB接口电路2.6，用于将数据导入至U盘等外围设备中；同时，还可以根据实际的需求，在CPU单元三2.1上连接以太网网络接口电路或RS232串行接口电路；上述CPU单元三2.1还可连接存储电路，用于存储相应的信息参数；一种电动机保护监控管理装置的管理方法，所述方法包含有以下步骤：步骤一、电动机保护器1将获取的电力参数（实时电流、实时电压、实时功率、实时频率、实时电流曲线、实时电压曲线、历史电流记录、历史电压记录、故障记录、电机状态）经485电路二2.2与485电路一1.1.8通讯后发送至CPU单元三2.1，CPU单元三2.1经驱动电路2.4后将获取的电力参数显示在触摸屏2.5上；同时，用户可将具有USB接口的移动存储设备通过USB接口电路2.6连接至人机交互模块2上，从而将人机交互模块2获得的电力参数保存至移动存储设备上。步骤二、操作人员进行登陆操作；点击触摸屏2.5上的登陆窗口，输入用户名和密码，电动机保护器1通过将该用户名和密码与保存在数据存储电路1.1.5上的预存用户名和密码进行比对验证，当输入的用户名、密码与预存在数据存储电路1.1.5上的用户名、密码一致时，通过验证，操作人员可进行步骤三，否则退回步骤一的显示界面，并根据在数据存储电路1.1.5上预存的权限信息，赋予操作人员操作权限；并将该步骤进行记录，保存在数据存储电路1.1.5上；步骤三、通过触摸屏2.5进行电流设置、电压设置、功率设置、CT变比设置、PT变比设置、过载保护设置、欠载保护设置、过压保护设置、欠压保护设置、电流不平衡保护设置或电压不平衡设置。通过登陆操作可对本专利保护监控管理装置进行操作记录和权限管理，从而实时记录操作时的操作人员和操作时间；并且通过赋予相应的权限，避免了无权人员进行误操作，大大提高了装置的安全性能。