专利名称：智能型抽油机控制柜的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用在油田中，针对间歇式油井的抽油机控制柜。
背景技术：
我国是一个少油的国家，相当部分依赖进口；而且现有的油田也大多是贫油井，油井每 天的产量很低，抽油机每天二十四小时工作，很多情况都是空抽，这对于电力是一个极大的
浪费；节能减排是国家的产业政策，也是社会发展的趋势；目前各大油田纷纷成立了节能办 公室，大力提倡使用抽油机控制柜。但是，目前国内油田市场上的抽油机控制柜大多只是一 个简单的时间控制，无法针对各个油田复杂的现场，进行技术保证，达到智能化控制的目的。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处提供一种智能型抽油机控制柜，以期达 到以下发明目的
利用电流、电压信号分析抽油机的电压和电流是否正常，对抽油机的电机实施保护；并 通过红外线探测，确保在抽油机台上没人时开机，保证生产安全。
利用无线通讯模块和手机之间进行无线通讯，用手机实时监测和遥控抽油机的工作状态。
利用电流、电压信号分析和计算，得到抽油机电机的功率系数，下降达至ij设定的功率系 数值时，关停抽油机实现自动控制的目的； 本发明解决技术问题采用如下技术方案
本发明智能型抽油机控制柜的结构特点是由电压传感器、电流传感器、红外线传感器、 无线通讯模块、手机和由单片机构成的控制电路组成；
被控抽油机三相工作电压在接口 JP1中引入，并分别接入各电压传感器VSM1、 VSM2、 VSM3的电源信号端；各电压传感器的输出信号分别经由各自输出回路中的整流滤波电路引 入传感信号接口 JP2对应端脚上；电流传感器ISM检测信号经输出回路中的整流滤波电路 引入在传感信号接口 JP2对应端脚上；红外线传感器的探测信号接入红外信号接口 JP3，所 述传感器信号接口 JP2和红外信号接口 JP3均为单片机U3信号接口；对抽油机的电机实施 保护，和在抽油机台上没人时开机，保证生产安全。
在所述无线通讯模块、手机和抽油机控制柜中，单片机U3的通讯信号，通过接口送入 接口芯片U2中，数据信号转换成RS-232的通讯数据信号，所述通讯数据信号通过接口 JP4 接入所述无线通讯模块，由所述无线通讯模块向手机完成通讯数据信号的发送；
3由手机发出的通讯数据信号经接口 JP4接入接口芯片U2，在所述接口芯片U2中，RS-232 通讯数据信号转换成数据信号，以所述数据信号接入单片机芯片U3，完成无线通讯模块对 于手机数据通讯信号的接收。
设定无油时的电机功率系数值和开关机的工作时间在开机工作时间内，当电机的功率 系数比设定值大时，说明抽油机有油电机始终工作；当电机的功率系数比设定值小时，说明 抽油机无油，电机关机，进入自动关机时间；等待关机工作时间结束后进入新一轮开机工作 时间；
控制电路依据所述电压传感器和电流传感器的检测信号，通过所述单片机U3实时获得 抽油机功率系数，在所获得的抽油机功率系数大于设定值时，保持抽油机的工作状态；在所 获得的抽油机功率系数小于设定值时，控制抽油机停止工作。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在
1、 本发明通过对电压和电流的检测可以根据功率系数的变化，统计分析抽油机的出油 规律，达到有油工作，无油关机的自动控制方式。图4是一段时间内现场实验功率系数随时 间变化的效果图，功率系数数值为1.45时抽油机没油。
2、 本发明通过电压和电流的分析，对抽油机的电机进行相关的保护，同时红外探测功 能可以确保抽油机台上没人时开机，保证安全生产。
3、 本发明通讯功能的设置，可以通过手机随时了解抽油机控制柜的工作状态，实时监 测抽油机控制柜的工作状态，同时还可以用手机远程修改抽油机控制柜的工作参数，遥控抽 油机控制柜的工作状态。
图1是本发明的电压传感器和电流传感器原理图。
图2是本发明的红外线传感器的原理图。
图3是本发明的抽油机控制柜的原理图。
图4是本发明的抽油机控制柜的功率系数图.
以下通过具体实施方式
，结合附图对发明作进一步说明
具体实施例方式
本实施例智能型抽油机控制柜由电压传感器、电流传感器、红外线传感器、无线通讯模 块、手机和抽油机控制柜组成；
参见图l、图2，被控抽油机三相工作电压在接口 JP1中引入，并分别接入各电压传感 器VSM1、 VSM2、 VSM3的电源信号端1脚和10脚；各电压传感器的输出信号分别经由各自输出回路中的整流滤波电路引入传感信号接口 JP2对应端脚上；电流传感器ISM检测信 号经输出回路中的整流滤波电路引入在传感信号接口 JP2对应端脚上；红外线传感器的探测
信号接入红外信号接口 JP3，所述传感器信号接口 JP2和红外信号接口 JP3均为单片机U3 信号接口；
工作过程中，VSM1产生的电信号经5脚输出，再经电感L1 、 二极管D1、电容C1、 C5和稳压管D5整流滤波后送JP2的1脚输出；VSM2产生的电信号经5脚输出，再经电 感L2 、 二极管D2、电容C2、 C6和稳压管D6整流滤波后送JP2的2脚输出；VSM3产生 的电信号经5脚输出，再经电感L3、 二极管D3、电容C3、 C7和稳压管D7整流滤波后送 JP2的3脚输出；电流传感器ISM产生的电信号经电感L4、 二极管D4、电容C4、 C8禾口禾急 压管D8整流滤波后送JP2的4脚输出；JP2的信号送给CPU完成数据采集工作。通过对电 压和电流的分析，对抽油机的电机进行保护；
红外线传感器HSM的1脚P0RT1接电源，2脚PORT2是信号输出端，3脚PORT3是 电源地端；当探测到距红外线传感器8米以内有人体或动物时，红外传感器的2脚PORT2 输出信号至JP3的2脚，然后由JP3送给单片机U3，由单片机U3控制开机时的安全保护；
参见图3数据通讯信号在单片机U3中，根据采集电压、电流和红外信号分析处理，需 要发出通讯信号时通过单片机U3的第25脚接入MAX232接口芯片U2的第10脚，在接 口芯片U2中，数据信号转换成RS-232的通讯数据信号，通讯数据信号由U2的第7脚接入 接口JP4的第2脚，由此，将数据信号接入无线通讯模块，由无线通讯模块向手机完成通讯 数据信号的发送； '
由手机发出的通讯数据信号经接口 JP4的第3脚接入接口芯片U2的第8脚，在接口芯 片U2中，RS-232通讯数据信号转换成数据信号，以数据信号接入单片机芯片U3的第26 脚，完成无线通讯模块对于手机数据通讯信号的接收。
手机为常规GSM手机，使用手机实现监控和遥控抽油机控制柜的目的。
参见图3、图4，具体实施中，JP2的电压信号输入至单片机芯片U3的2脚、3脚、4 脚，JP2的电流信号输入至信号处理单片机芯片U3的5脚。
控制电路依据所述电压传感器和电流传感器的检测信号，通过所述单片机U3实时获得 抽油机功率系数，在所获得的抽油机功率系数大于设定值时，保持抽油机的工作状态；在所 获得的抽油机功率系数小于设定值时，控制抽油机停止工作。 .
可以同时设置抽油机的定时工作时间，在抽油机的设定工作时间内，由控制电路控制其 抽油的开机或关机工作状态。
权利要求
1、智能型抽油机控制柜，其特征是由电压传感器、电流传感器、红外线传感器、无线通讯模块、手机和由单片机构成的控制电路组成；被控抽油机三相工作电压在接口JP1中引入，并分别接入各电压传感器VSM1、VSM2、VSM3的电源电压信号采集端；各电压传感器的输出信号分别经由各自输出回路中的整流滤波电路引入传感信号接口JP2对应端脚上；电流传感器ISM检测信号经输出回路中的整流滤波电路引入在传感信号接口JP2对应端脚上；红外线传感器的探测信号接入红外信号接口JP3，所述传感器信号接口JP2和红外信号接口JP3均为单片机U3信号接口；来自所述传感信号接口JP2和红外信号接口JP3的数据信号在单片机U3中信号处理输出后，接入接口芯片U2，在所述接口芯片U2中，数据信号转换成RS-232的通讯数据信号，所述通讯数据信号通过接口JP4接入所述无线通讯模块，由所述无线通讯模块向手机完成通讯数据信号的发送；由手机发出的通讯数据信号经接口JP4接入接口芯片U2，在所述接口芯片U2中，RS-232通讯数据信号转换成数据信号，以所述数据信号接入单片机芯片U3，完成无线通讯模块对于手机数据通讯信号的接收；控制电路依据所述电压传感器和电流传感器的检测信号，通过所述单片机U3实时获得抽油机功率系数，在所获得的抽油机功率系数大于设定值时，保持抽油机的工作状态；在所获得的抽油机功率系数小于设定值时，控制抽油机停止工作。
全文摘要
智能型抽油机控制柜，其特征是由电压传感器、电流传感器、红外线传感器、无线通讯模块、手机和由单片机构成的控制电路组成；在手机和控制电路通过无线通讯模块进行传送；控制电路依据所述电压传感器和电流传感器的检测信号，通过所述单片机U3实时获得抽油机功率系数，在所获得的抽油机功率系数大于设定值时，保持抽油机的工作状态；在所获得的抽油机功率系数小于设定值时，控制抽油机停止工作。本发明利用手机实时监测和遥控抽油机的工作状态，以及自动控制抽油机在功率系数低于设定值时控制抽油机停止工作，实现智能控制。
文档编号H04M11/00GK101403901SQ200810194808
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者何晓春, 杨长春 申请人:滁州友林科技发展有限公司