[实用新型]抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及抽油机变频节能监控系统的结构，特别是涉及到抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构。

背景技术

目前，国内油田广泛采用变频器来实现节能增产，现场通常根据变频器的参数设定面板和外部端子对抽油机进行监控。如想实现对抽油机功图、冲程位置、油井压力和液位等其他重要参数的监测，利用变频器无法直接完成，往往需要配备额外的测量装置，成本较高。而且普通变频器仅有一个通讯接口，实现的功能单一；现场普遍采用变频器通讯接口外接无线通讯设备的方法实现抽油机远程监控，其存在诸多问题。首先，无线通讯本身就具有不稳定因素，一旦网络出现问题，加之没有任何备用方案，监控系统就会与抽油机失去联系，降低了抽油机监控系统的安全性和可靠性。其次，大部分抽油机监控系统对监控的实时性和快速性要求较高，通常需要将控制模块与变频器直接连接以实现对抽油机的快速控制。比如通过检测抽油机的上、下冲程来实现变频运行，若采用无线通讯的方式，必然会因为网络信号传输延迟，无法实时跟踪反馈回来的冲程信号，从而无法实现抽油机上、下冲程的快速精确检测，无法实时调节运行频率；还有对于抽油机故障的检测，如果监控系统响应不够及时，会导致抽油机故障无法快速排除，从而严重影响油田安全生产。此外，由于无线通讯设备已经占用了变频器的唯一通讯控制接口，使得其他检测模块无法对抽油机进行直接快速控制，从而导致变频器功能受限，抽油机监控系统的功能单一。因此，能否克服变频器功能单一的缺点，对其进行功能扩展，实现多参数同步监控，并且实现抽油机直接快速控制、远程控制之间的互补协调，是抽油机变频节能监控系统急需解决的重要问题。为此本新型专利发明了抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，解决了上述问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案来实现：抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，包括面向变频器功能扩展和通讯控制的FECCI模块、抽油机变频控制模块、Zigbee功图检测模块、抽油机冲程检测模块、GPRS DTU通讯模块和远程监控主机模块。

作为优选，抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，其特征在于，所述面向变频器功能扩展和通讯控制的FECCI模块是整个监控系统结构的核心模块，包括MCU主控芯片、多个UART串口、485转换电路、JTAG/SWD下载电路等。所述MCU主芯片采用STM32F103系列单片机，具有运行速度快、存储空间大、通讯功能强等优点；所述多个UART串口和485转换电路用于连接抽油机变频控制模块、Zigbee功图检测模块、抽油机冲程检测模块和GPRS DTU通讯模块等，用于协调各模块之间的通讯控制，并能扩展连接其他多个检测模块，主要用于扩展变频器的功能。

作为优选，抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，其特征在于，所述抽油机变频控制模块用于配合其他模块控制抽油机的启停、正反转、变频等运行状态，实时检测抽油机的运行频率、输出电压、输出电流、输出功率、母线电压等参数，并能够进行远程设定和读取。

作为优选，抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，其特征在于，所述Zigbee功图检测模块安装在抽油机悬绳器上，包括采集传感器模块、数据处理模块和Zigbee收发模块，用于将加速度、载荷传感器采集处理的位移、载荷、冲程和冲次数据封装后，通过外接的Zigbee收发模块传输到FECCI模块。

作为优选，抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，其特征在于，所述抽油机冲程检测模块包括接近开关和信号调理电路，接近开关用于检测抽油机的上、下冲程位置，信号调理电路用于把接近开关检测后输出的高、低电平转换为适合FECCI模块输入的信号。

作为优选，抽油机变频节能监控系统的一种功能扩展和通讯控制结构，其特征在于，所述GPRS DTU通讯模块包括X86架构RDC处理器、RS485接口、32KB SDRAM&512KB Flash和高性能工业级无线模块，支持移动和联通网络，能保证全天在线，用于将FECCI模块内部缓存的数据高速转发到无线网络，用于抽油机的远距离数据传输。