一种塔式抽油机的控制方法及装置的制造方法_4

文档序号:9670342阅读:来源:国知局
在本实施例中,该故障信号可以包括所述塔式抽油机触发所述上限位开关或所述下限位开关时产生的信号,但并不局限于此,还可以是塔式抽油机出现其他故障,如过压、过流、欠压、过温等情况时产生的故障信号,本申请在此不再一一说明。
[0134]另外,当检测到上述任意一个或多个故障信号时,为了保护该塔式抽油机系统,使其机械等部件不受损坏,可以直接控制该塔式抽油机停机并输出抱闸信号。
[0135]可选的,在上述各实施例的基础上,该方法还可以包括:判断是否检测到有效的运行指令,具体的,在该可选实施例的实际应用中,若检测到塔式抽油机当前处于停机状态,接收到有效的运行指令后,将控制该塔式抽油机运行;若接收到的运行指令无效,则保持停机状态;若检测到塔式抽油机当前处于运行状态,接收到有效的运行指令后,将继续控制该塔式抽油机运行,当接收到的运行指令无效,将控制该塔式抽油机减速停机,并在减速过程中其运行频率达到给定频率时输出抱闸信号。由此可见,本实施例中的该运行指令用于指示所述塔式抽油机运行。
[0136]如图5所示,为本申请提供的一种塔式抽油机的控制装置实施例的结构示意图,结合图4所示,该塔式抽油机从上到下依次可安装上限位开关、上位置校正开关、下位置校正开关以及下限位开关,这些开关可以是接近开关,本申请并不限定其具体组成结构。在实际应用中,塔式抽油机运行过程中碰到上位置校正开关和下位置校正开关时,该塔式抽油机的电机都会立即反向,从而实现该塔式抽油机的上下往复运行,而当该塔式抽油机碰到上限位开关和下限位开关时,其电机将会停机并抱闸,从而保护该塔式抽油机的机械部件不被损坏。在实际应用中,该控制装置具体可以是变频器,但并不局限于此,本实施例由该变频器对塔式抽油机的电机(即永磁同步电机)进行驱动和控制,来提高对该塔式抽油机往复运行的行程控制精度,实现平滑换向并保证其往复运行的平稳性。
[0137]基于此,本实施例的该控制装置可以包括:
[0138]第一获取模块510,用于获取所述塔式抽油机的当前设定频率达到预设换向频率而换向后运行的运行参数。
[0139]其中,所述运行参数包括加速运行时间、匀速运行时间、减速运行时间以及预设的匀速运行频率,在实际应用中,该运行参数可以根据塔式抽油机本次运行的冲程长度计算得到。
[0140]第一计算模块520,用于基于所述运行参数,计算所述塔式抽油机换向后运行中各时刻对应的设定频率。
[0141]在本实施例实际应用中,该第一计算模520具体可以根据塔式抽油机运行到各阶段的各时刻的运行参数以及各阶级的计算标准,来计算对应时刻的设定频率,具体可以参照上述方法实施例对应部分的描述。
[0142]第二计算模块530,用于对该塔式抽油机换向后运行中各时刻对应的设定频率进行运算,获得所述塔式抽油机换向后运行中各时刻与所述设定频率对应的位置设定值。
[0143]其中,在本实施例中,结合图2所示的开环矢量控制框图,该第二计算模块530具体可以是积分模块(如图2中的1/S),用于对该塔式抽油机换向后运行中各时刻对应的设定频率进行积分运算,获得所述塔式抽油机换向后运行中各时刻与所述设定频率对应的位置设定值。
[0144]修正控制模块540,用于在检测到位置校正信号的情况下,该塔式抽油机的当前设定频率达到所述预设换向频率而进行换向后的正常往复运行的每一时刻,利用获得的当前时刻的所述位置设定值以及位置反馈值,对当前时刻的设定频率进行修正,得到当前时刻的目标给定频率。
[0145]结合上述方法实施例对应部分的描述可知,在塔式抽油机首次启动运行时,通常都会寻找一个位置参考点而确定其当前位置,具体可以通过触发位置校正开关来获得该位置参考点,而从该塔式抽油机启动运行到获得该位置参考点后减速运行,直至当前设定频率达到预设换向频率而换向之前的过程中,是通过常规开环矢量控制系统速度控制该塔式抽油机的运行;此外,在该塔式抽油机往复运行过程中,当需要对该塔式抽油机进行校正而触发位置校正开关后的减速运行过程中,也是通过速度控制塔式抽油机运行。除了这两个运行阶段之外的正常往复运行过程中的每一时刻,本实施例都将利用在该常规开环矢量控制系统基础上增加位置控制环的方式控制该塔式抽油机的运行,大大提高了塔式抽油机整个往复运行过程的行程控制精度,保证了其往复运行的平稳性。可选的,结合图2,该修正控制模块540可以包括:
[0146]第一计算单元541,用于计算获得的当前时刻的位置设定值p_ref以及位置反馈值p_feed的当前位置偏差,如图2所示,当前位置偏差=当前时刻的位置设定值p_ref-位置反馈值p_feed。
[0147]第二计算单元542,用于对所述当前位置偏差进行比例运算,获得当前修正量,如图2所示,该当前修正量=当前位置偏差*Kp。
[0148]第三计算单元543,用于利用所述当前修正量对当前时刻的设定频率进行修正,得到当前时刻的目标给定频率。
[0149]在本实施例中,各时刻的目标给定频率=对应时刻的设定频率得到的对应时刻的当前修正量,从而调整该开环矢量控制系统中的速度控制环的输入变量,实现对该塔式抽油机往复运行的精确控制,保证其运行的平稳性。
[0150]另外,对于上述实施例中的位置反馈值可以通过该装置的第三计算模块根据该塔式抽油机的电机的同步角计算获得,且由于该电机为永磁同步电机,无转差,保证计算所得位置反馈值的准确性。
[0151]综上,在本实施例,通过获取该塔式抽油机的当前设定频率达到预设换向频率而换向后运行的加速运行时间、匀速运行时间、减速运行时间以及预设的匀速运行频率,计算该塔式抽油机换向后运行中各时刻对应的设定频率后,从而计算与该设定频率对应的位置设定值,之后,在检测到位置校正信号的情况下,该塔式抽油机的当前设定频率达到所述预设换向频率而进行换向后的正常往复运行的每一时刻,利用获得的当前时刻的位置设定值以及位置反馈值,对当前时刻的设定频率进行修正,得到当前时刻的目标给定频率,来控制该塔式抽油机换向后平稳运行,可见,本申请增加的位置控制,提高了对该塔式抽油机上下往复运行的行程控制精度,使其整个运行过程平稳,且换向更加平滑。
[0152]作为本申请另一实施例,如图6所示,在上述实施例的基础上,该装置还可以包括:
[0153]第一判断模块610,用于判断是否检测到位置校正信号。
[0154]可见,该第一判断模块610可以包括检测位置校正信号的检测单元,用来监测塔式抽油机往复运行过程中是否产生了位置校正信号,并在产生时能够及时检测到该位置校正信号,以便该控制装置据此进行后续控制。
[0155]可选的,在本实施例实际应用中,该第一判断模块610可以包括第一判断单元,用于判断所述塔式抽油机上行运行时是否触发上位置校正开关,也就是说,监测该上位置校正开关的动作,以保证及时检测到由其产生的位置校正信号;第二判断单元,用于判断所述塔式抽油机下行运行时是否触发下位置校正开关,同理,可以实时监测该下位置校正开关的动作,以保证及时检测到由其产生的位置校正信号。
[0156]第二判断模块620,用于第一判断模块610的判断结果为否时,判断塔式抽油机当前是否正处于检测到位置校正信号后的减速运行阶段。
[0157]第一控制模块630,用于在所述第一判断模块或第二判断模块的判断结果为是时,控制所述塔式抽油机减速运行,并累计所述塔式抽油机的减速距离。
[0158]在本实施例中,当检测到位置校正信号时,说明该塔式抽油机的运行已经出现不稳定情况,如偏沉,因而,为了保证该塔式抽油机平稳运行并使其换向更加平滑,本实施例将对该塔式抽油机运行进行调整,具体对其位置给定变量进行校正,具体过程如下。
[0159]第二获取模块640,用于当检测到所述塔式抽油机的当前设定频率达到预设换向频率时,按照预设规则获得所述塔式抽油机换向后运行的冲程长度。
[0160]其中,该冲程长度用于计算所述塔式抽油机换向后运行的运行参数,具体计算过程可参照上述方法实施例对应部分的描述,本实施在此不再赘述。
[0161]在本实施例中,当检测到位置校正信号,第一获取模块640具体用于在塔式抽油机的当前设定频率达到预设换向频率时,对当前累计得到的所述塔式收油机本次运行的总减速距离、预设位置偏置量以及预设冲程长度进行求和运算,得到所述塔式抽油机换向后运行的冲程长度。
[0162]可选的,在上述另一实施例的基础上,如图6所示,该装置还可以包括:
[0163]第三判断模块650,用于第二判断模块620的判断结果为否时,判断塔式抽油机本次运行是否是该塔式抽油机停机后的首次运行。
[0164]第二控制模块660,用于在第三判断模块650的判断结果为是时,控制所述塔式抽油机下行或上行,直至所述第一判断模块的判断结果为是。
[0165]在本实施例中,当确定该塔式抽油机是停机后的首次运行,为了确定该塔式抽油机此时的位置,可以控制上行或下行触发对应的位置校正开关,以确定一个位置参考点。
[0166]第四判断模块670,用于在所述第三判断模块的判断结果为否时,判断所述塔式抽油机的当前设定频率是否达到预设换向频率。
[0167]其中,该预设换向频率是使该塔式抽油机平滑换向的一个频率值,具体可以通过实验调整得到,本申请对其具体数值不作限定。
[0168]第三获取模块680,用于在所述第四判断模块670的判断结果为否时,获取所述塔式抽油机换向后运行的运行参数,并触发所述第一计算模块根据上一次换向时获取的运行参数计算所述塔式抽油机当前时刻的设定频率,并由所述第二计算模块对所述当前时刻的设定频率进行运算,得到与所述当前时刻的设定频率对应的当前时刻的位置设定值后,触发所述修正控制模块控制塔式抽油机继续按当前方向运行。
[0169]在本实施例中,该运行参数可以包括:加速运行时间、匀速运行时间匀速运行频率以及减速运行时间等等,但并不局限于此,这种情况下,计算上述运行参数的冲程长度实际上是预设冲程长度。
[0170]由此可见,在塔式抽油机停机首次运行和非首次运行的不同情况下,将重新计算相应的冲程长度,以便据此获得更为准确的换向后的运行参数,实现对塔式抽油机换向后的精确控制。
[0171]可选的,在上述实施例的基础上,该控制装置还可以包括:
[0172]第五判断模块,用于判断是否检测到故障信号。
[0173]其中,该所述故障信号可以是所述塔式抽油机触发所述上限位开关或所述下限位开关时产生的信号,或者是塔式抽油机出现如过压、过流、欠压或过温等情况时产生的信号,本申请对此不作限定。在实际应用中,当没有检测到所述故障信号时,触发所述第一判断模块判断是否检测到位置校正信号。
[0174]第三控制模块,用于在所述第五判断模块的判断结果为是时,控制所述塔式抽油机停止并输出抱闸信号。
[0175]另外,在上述可选实施例的基础上,该控制装置还可以包括:
[0176]第六判断模块,用于判断是否检测到有效的运行指令。
[0177]其中,所述运行指令用于指示所述塔式抽油机运行。在实际应用中,当检测到有效的运行指令,将触发上述第五判断模块判断是否检测到故障信号;若没有检测到有效的运行指令或者是根本就没有检测到运行指令,将控制该塔式抽油机停机
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1