專利名稱：一種應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油田抽油機控制領域，特別涉及一種應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置。
背景技術：
目前，游梁式抽油機控制器(簡稱RTU)已普遍應用于油田控制方面，國產(chǎn)RTU在近幾年市場份額也越來越大，產(chǎn)品也逐漸轉(zhuǎn)向成熟。由于通訊環(huán)境等影響，遠程人工干預控制已無法實現(xiàn)高效的采油效率，RTU的自我控制顯得尤為重要。然而當前現(xiàn)狀下，控制實現(xiàn)的方法沒有形成統(tǒng)一的標準，國內(nèi)各廠家的RTU自我控制方面均值在各自的設備上實現(xiàn)的，不利于數(shù)字化油田的廣泛建設，也不利于數(shù)字化油田的技術維護。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種應用于游梁式抽油機控制器的控制
裝置?！榻鉀Q上述技術問題，本實用新型提供了一種應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置，包括數(shù)字信號處理器、電源電路、復位電路、JTAG仿真接口電路和SPI通訊接口電路；其中，所述電源電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述JTAG仿真接口電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述SPI通訊接口電路與所述數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機控制器相連，所述復位電路與所述控制數(shù)字信號處理器相連。進一步地，還包括引腳處理電路，所述引腳處理電路與所述數(shù)字信號處理器相連。進一步地，所述SPI通訊接口電路包括時鐘線接口、數(shù)據(jù)輸入線接口、數(shù)據(jù)輸出線接口和使設備使能線的串行接口。進一步地，所述SPI通訊接口電路還包括預留接口，所述預留接口與所述游梁式抽油機控制器相連。本實用新型提供的應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置控制器，可以應用在游梁式抽油機控制器RTU上，將原來在RTU上需要的控制任務移植到該控制裝置上完成。由于各廠家RTU的控制方法不一致，從而導致數(shù)字化油田的管理不便等技術問題的出現(xiàn)，通過此控制裝置，為數(shù)字化油田的推廣提供了更大的便捷。

圖1為本實用新型實施例提供的應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置結構示意圖；附圖標記:1、數(shù)字信號處理器，2、電源電路，3、復位電路，4、JTAG仿真接口電路，5、SPI通訊接口電路，6、預留接口。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型實施例提供的一種應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置，包括數(shù)字信號處理器1、電源電路2、復位電路3、JTAG仿真接口電路4和SPI通訊接口電路5 ；其中，電源電路2與數(shù)字信號處理器I相連，JTAG仿真接口電路4與數(shù)字信號處理器I相連，SPI通訊接口電路5與數(shù)字信號處理器I和游梁式抽油機控制器相連，復位電路3與控制數(shù)字信號處理器I相連。其中，控制裝置還包括引腳處理電路，引腳處理電路與數(shù)字信號處理器相連。數(shù)字信號處理器I使用內(nèi)部晶振作為系統(tǒng)時鐘源，通過12M的晶振和兩個33P的小電容組成，所以未添加外部時鐘電路，數(shù)字信號處理器的工作時間精度為I微妙。電源電路2用于為數(shù)字信號處理器提供工作電壓，利用5V電源為數(shù)字信號處理器提供必須的3.3V電源，為數(shù)字信號處理器提供電源信號，電源電路通過變壓器和4個二極管組成橋式整流電路，變壓器輸出端的5V電壓經(jīng)過橋式整流并電容濾波后，在電容兩端直接形成一個負載，經(jīng)過然后得到一個三端穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓后，得到3.3V電壓；JTAG仿真接口電路4用于為數(shù)字信號處理器提供程序燒寫接口，在本實用新型實施例中，JTAG仿真接口電路可以為AVR仿真器，AVR仿真器是基于JTAG接口進行程序燒寫的，具有JTAG接口的AVR芯片；SPI通訊接口電路5用于為數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機控制器提供數(shù)據(jù)交互信號;復位電路3用于根據(jù)數(shù)據(jù)交互信號的復位信號對游梁式抽油機控制器的硬件復位，復位電路采用通常的IOUF電容和IOK電阻組成，復位條件有兩個:一是有外部輸入復位信號時，復位電路產(chǎn)生 復位信號使該裝置硬件復位；二是電源電路提供的3.3V電壓信號偏差超過10%時復位電路也會產(chǎn)生復位信號使該裝置硬件復位。另外，SPI通訊接口電路5提供該裝置與外部設備的數(shù)據(jù)交互接口，包括所述SPI通訊接口電路包括時鐘線接口(CLK)、數(shù)據(jù)輸入線接口(S0MI)、數(shù)據(jù)輸出線接口(SMO)和使設備使能線的串行接口(STE)。SPI通訊接口電路5包括:外部時鐘、控制寄存器、計數(shù)器、狀態(tài)機、地址寄存器；其中，一輸入串行變并行轉(zhuǎn)換電路，輸入端與數(shù)據(jù)輸入線“DIN”端連接，輸出端送出串行信息轉(zhuǎn)換成并行的信息；一輸入緩沖寄存器，輸入端與輸入串行變并行轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，輸出端分別與地址寄存器和芯片內(nèi)部寄存器連接；一輸出緩沖寄存器，輸入端與內(nèi)部寄存器連接，其輸出端與數(shù)據(jù)輸出總線“D0UT_BUS”端連接；一輸出并行變串行轉(zhuǎn)換電路，輸入端與數(shù)據(jù)輸出總線“D0UT_BUS”端連接，輸出端與數(shù)據(jù)輸出線“D0UT”端連接；所述的接口電路通過外部總線的片選CS、同步時鐘SCLK、數(shù)據(jù)輸入DIN、數(shù)據(jù)輸出DOUT四線進行芯片與外部器件的數(shù)據(jù)通訊。引腳處理電路為將未使用的數(shù)字信號處理器輸入端口全部做硬件拉低處理，防止其影響數(shù)字信號處理器的正常工作狀態(tài)，當處理器命令就緒時當上一信號指令沒有結束，引腳電平拉低表示當前指令需要等待，由于每個處理器都有自己的地址空間，系統(tǒng)中的存儲設備都會被映射到這個地址空間里面，比如flash，ddr等，一般的處理器上電后會從自己地址空間的O地址去讀取指令，比如arm架構的處理器，然后可以在上電時通過硬件將處理器的某個引腳拉高或者拉低，以決定將哪個存儲器映射到O起始的地址空間，比如將引導程序存儲到norfIash中，然后將norfIash映射到起始地址，則處理器上電就開始執(zhí)行引
導程序。該控制裝置可以安裝在游梁式抽油機控制器上使用，具體使用方式及要求如下所述:該控制裝置安裝在游梁式抽油機控制器上使用。數(shù)據(jù)信息源由游梁式抽油機控制器RTU提供，通過SPI通訊接口電路傳輸至數(shù)字信號處理器，該裝置完成相關計算后通過SPI通訊接口電路將計算結果反饋至RTU并由RTU輸出信號完成抽油機的控制操作。使用該裝置時，硬件部分需要滿足以下三個部分的線路連接:⑴連接5V電源接口，為該裝置提供工作電源；⑵連接外部復位信號，低電平為復位有效信號；⑶連接SPI接口信號，SΙΜ0, SOM1、CLK與STE四個信號必須全部連接。軟件部分需要注意以下幾點:⑴該裝置已配置為SPI從設備模式，通訊方式支持SPI方式O與方式3，最高通訊波特率為7.5Mbps。⑵通訊數(shù)據(jù)格式遵循標準Modbus-RTU數(shù)據(jù)格式。游梁式抽油機控制器正常使用時與該控制裝置之間的數(shù)據(jù)交互全部是通過SPI通道實現(xiàn)的。使用時需先向該控制裝置通訊協(xié)議中規(guī)定的地址單元中寫如相應數(shù)據(jù)，然后按照通訊協(xié)議中規(guī)定的函數(shù)調(diào)用方式調(diào)用不同的函數(shù)計算功能，最后讀取結算結果即可。本實用新型實施例提供的控制裝置可以應用在游梁式抽油機控制器RTU上，將原來在RTU上需要的控制任務移植到該控制裝置上完成。由于各廠家RTU的控制算法不一致，從而導致數(shù)字化油田的管理不便現(xiàn)象等技術問題的出現(xiàn)，通過本實用新型實施例提供的控制裝置，為數(shù)字化油田的推廣提供了更大的便捷。最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照實例對本實用 新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置，其特征在于，包括數(shù)字信號處理器、電源電路、復位電路、JTAG仿真接口電路和SPI通訊接口電路； 其中，所述電源電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述JTAG仿真接口電路與所述數(shù)字信號處理器相連，所述SPI通訊接口電路與所述數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機控制器相連，所述復位電路與所述控制數(shù)字信號處理器相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征在于，還包括引腳處理電路，所述引腳處理電路與所述數(shù)字信號處理器相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述SPI通訊接口電路包括時鐘線接口、數(shù)據(jù)輸入線接口、數(shù)據(jù)輸出線接口和使設備使能線的串行接口。
4.根據(jù)權利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述SPI通訊接口電路還包括預留接口，所述預留接口與所述·游梁式抽油機控制器相連。
專利摘要本實用新型公開了一種應用于游梁式抽油機控制器的控制裝置，屬于油田抽油機控制領域。該裝置包括數(shù)字信號處理器、電源電路、復位電路、JTAG仿真接口電路和SPI通訊接口電路；電源電路與數(shù)字信號處理器相連，JTAG仿真接口電路與數(shù)字信號處理器相連，SPI通訊接口電路與數(shù)字信號處理器和游梁式抽油機控制器相連，復位電路與控制數(shù)字信號處理器相連。本實用新型應用在游梁式抽油機控制器RTU上，將原來在RTU上需要的控制任務移植到該控制裝置上完成，為數(shù)字化油田的推廣提供了更大的便捷。
文檔編號G05B19/04GK203101873SQ201320001778
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權日2013年1月4日
發(fā)明者白文雄, 李海東, 姚鵬, 成城, 師德俊, 樊勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司