本實(shí)用新型涉及一種油田智能伺服控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，油田生產(chǎn)中的抽油機(jī)調(diào)頻模式比較粗獷，僅僅通過改變電流大小來達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，沒有控制程序，功能單一，無法精確控制電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，且不能實(shí)現(xiàn)25HZ以下頻率運(yùn)行，節(jié)電效果有限，無法滿足現(xiàn)場各種工況的要求，因此迫切需要一種油田智能伺服控制系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，智能調(diào)節(jié)抽油機(jī)的工作狀態(tài)，滿足不同的井況生產(chǎn)條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種油田智能伺服控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種油田智能伺服控制系統(tǒng)，包括控制部分和執(zhí)行部分，所述控制部分由服務(wù)器和伺服控制柜組成，服務(wù)器通過以太網(wǎng)與伺服控制柜連接，所述伺服控制柜由柜體、可編程邏輯控制器，電機(jī)編碼器，多功能電表，HMI觸摸屏，GPRS DTU，伺服驅(qū)動(dòng)器和揚(yáng)聲器組成，所述可編程邏輯控制器分別連接所述電機(jī)編碼器，所述HMI觸摸屏，所述GPRS DTU和所述伺服驅(qū)動(dòng)器，所述伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)有電子齒輪，電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)，所述執(zhí)行部分由GPRS DTU，變頻器，編碼器，三相異步電機(jī)和抽油機(jī)組成，所述三相異步電機(jī)分別連接所述多功能電表，所述變頻器，所述編碼器和所述抽油機(jī)，所述三相異步電機(jī)設(shè)有沖次傳感器，所述抽油機(jī)設(shè)有接近開關(guān)和抽油機(jī)散熱風(fēng)機(jī)。所述控制部分與執(zhí)行部分通過GPRS連接。

所述的可編程邏輯控制器采用Siemens公司的S7-200Smart。

所述的多功能電表為三相智能電表。

所述的可編程邏輯控制器通過MODBUS 總線實(shí)現(xiàn)對(duì)多功能電表的讀寫操作。

所述的可編程控制器發(fā)出控制信號(hào)，通過伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩等信息進(jìn)行控制和處理。

所述的變頻器是矢量變頻器，用于反饋抽油機(jī)的電流、電壓、扭矩的數(shù)據(jù)。

所述的編碼器用于將三相異步電機(jī)的實(shí)時(shí)位置和速度數(shù)據(jù)通過GPRS DTU傳送給可編程邏輯控制器。

所述的接近開關(guān)，將每次抽油機(jī)的上下沖程一次觸發(fā)的電信號(hào)通過GPRS DTU發(fā)送給可編程邏輯控制器，用于校準(zhǔn)抽油機(jī)位置數(shù)據(jù)。

所述的HMI觸摸屏用于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和工作模式的設(shè)定，并對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)包括電流、電壓、速度、耗電量、扭矩、沖次進(jìn)行顯示。

所述的抽油機(jī)散熱風(fēng)機(jī)在變頻模式下啟動(dòng)，采用三相AC380V50HZ電源供電。

所述的揚(yáng)聲器用于抽油機(jī)啟停提醒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型的油田智能伺服控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)，智能調(diào)節(jié)抽油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)實(shí)現(xiàn)在不同井況生產(chǎn)條件下產(chǎn)生節(jié)電效果，提高機(jī)采系統(tǒng)效率、實(shí)現(xiàn)降本增效，提高生產(chǎn)效率和效益具有重要意義。同時(shí)本實(shí)用新型的油田智能伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、效果明顯。

附圖說明

圖1示出了本實(shí)用新型油田智能伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了本實(shí)用新型油田智能伺服控制系統(tǒng)控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3示出了本實(shí)用新型油田智能伺服控制系統(tǒng)執(zhí)行部分的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中： 1.控制部分，2.執(zhí)行部分，3.服務(wù)器，4.伺服控制柜，5.以太網(wǎng)，6.柜體，7.可編程邏輯控制器，8.電機(jī)編碼器，9.HMI觸摸屏，10.GPRS DTU，11.伺服驅(qū)動(dòng)器，11-1.電子齒輪，11-2.電流環(huán)，11-3.速度環(huán)，11-4.位置環(huán)，12.揚(yáng)聲器，13.GPRS DTU，14.多功能電表，15.變頻器，16.編碼器，17.三相異步電機(jī)，17-1.沖次傳感器，18.抽油機(jī)，18-1.接近開關(guān),18-2.抽油機(jī)散熱風(fēng)扇。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型包括控制部分1和執(zhí)行部分2，所述控制部分1由服務(wù)器3和伺服控制柜4組成，服務(wù)器通3過以太網(wǎng)5與伺服控制柜4連接，所述伺服控制柜4由柜體6、可編程邏輯控制器7，電機(jī)編碼器8，HMI觸摸屏9，GPRS DTU10，伺服驅(qū)動(dòng)器11和揚(yáng)聲器12組成，所述可編程邏輯控制器7分別連接所述電機(jī)編碼器8，所述HMI觸摸屏9，所述GPRS DTU10，所述伺服驅(qū)動(dòng)器11和所述揚(yáng)聲器12，所述伺服驅(qū)動(dòng)器11設(shè)有電子齒輪11-1，電流環(huán)11-2，速度環(huán)11-3和位置環(huán)11-4，所述執(zhí)行部分2由GPRS DTU13，多功能電表14，變頻器15，編碼器16，三相異步電機(jī)17和抽油機(jī)18組成，所述三相異步電機(jī)17分別連接所述多功能電表14，所述變頻器15，所述編碼器16和所述抽油機(jī)18，所述三相異步電機(jī)17設(shè)有沖次傳感器17-1，所述抽油機(jī)18設(shè)有接近開關(guān)18-1和抽油機(jī)散熱風(fēng)機(jī)18-2。所述控制部分1與執(zhí)行部分2通過GPRS19連接。

所述的可編程邏輯控制器7采用Siemens公司的S7-200Smart。

所述的多功能電表14為三相智能電表。

所述的可編程邏輯控制器7通過MODBUS 總線實(shí)現(xiàn)對(duì)多功能電表14的讀寫操作。

所述的可編程控制器7發(fā)出控制信號(hào)，通過伺服驅(qū)動(dòng)器11對(duì)三相異步電機(jī)17的轉(zhuǎn)速、扭矩等信息進(jìn)行控制和處理。

所述的變頻器15是矢量變頻器，用于反饋抽油機(jī)的電流、電壓、扭矩的數(shù)據(jù)。

所述的編碼器16用于將三相異步電機(jī)17的實(shí)時(shí)位置和速度數(shù)據(jù)通過GPRS DTU13傳送給可編程邏輯控制器7。

所述的接近開關(guān)18-1，將每次抽油機(jī)18的上下沖程一次觸發(fā)的電信號(hào)通過GPRS DTU13發(fā)送給可編程邏輯控制器7，用于校準(zhǔn)抽油機(jī)18位置數(shù)據(jù)。

所述的HMI觸摸屏9用于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和工作模式的設(shè)定，并對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)包括電流、電壓、速度、耗電量、扭矩、沖次進(jìn)行顯示。

所述的抽油機(jī)散熱風(fēng)機(jī)18-2在變頻模式下啟動(dòng)，采用三相AC380V50HZ電源供電。

所述的揚(yáng)聲器12用于抽油機(jī)啟停提醒。

本實(shí)用新型的工作原理為：在工作狀態(tài)下，伺服驅(qū)動(dòng)器11接收電動(dòng)機(jī)18發(fā)出的位置指令信號(hào)脈沖、方向，通過電子齒輪11-1、速度環(huán)11-3和位置環(huán)11-4調(diào)節(jié)后產(chǎn)生電流指令信號(hào)，在電流環(huán)11-2中經(jīng)矢量變換后，輸出轉(zhuǎn)矩電流，同時(shí)，沖次傳感器17-1將三相異步電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速傳送給控制部分2進(jìn)行閉環(huán)控制，并控制三相異步電機(jī)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)18的伺服控制。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以再本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。