[实用新型]基于ZigBee的油田抽油机多功能测量仪表

说明书

本实用新型公开了基于ZigBee的油田抽油机多功能测量仪表，主要包括：电源底板、主控板、显示板和上位机，所述主控板叠插在所述电源底板上，所述显示板叠插于所述主控板或者通过DB15线引出来设置于控制柜门上，所述上位机通过有线或者无线的方式和所述的主控板进行通信。本实用新型的基于ZigBee的油田抽油电机多功能测量仪表，可以实现实时动态获取数据、数据精度高以及安全可靠的优点。

技术领域

本实用新型涉及油田抽油电机多功能测量技术领域，具体地，涉及基于ZigBee的油田抽油电机多功能测量仪表。

背景技术

抽油机是油田作业中的主要设备，抽油机在采油过程中，由电机带动链条使磕头机维持上下运动从而将石油源源不断抽上来，这个过程抽油机将电能转换成磕头机工作的机械能。抽油机电能至机械能的转换效率直接关系到油田开采耗电成本和总体的经济效益，然而，现实采油作业中由于各种因素的影响与技术条件的限制导致电机电能利用率不高，大量的电能被消耗掉。目前，普通电量仪表在居民小区已经有了较为普遍的应用，但是通常只具备电能计量和过流过压保护功能，功能单一，内部结构简单，电量处理芯片运算速度慢，精度不高，不适用于油田作业中。

ZigBee是建立在IEEE802.15.4标准之上的一种低功耗局域网协议，是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。ZigBee技术主要用于自动控制和远程控制领域，能融入各类电子产品，应用范围横跨全球民用、商用、公用以及工业等市场。

现有实用新型多功能抽油电动机节能保护控制方法及控制器(专利号201510878378.6)提供了一种一次性解决抽油电动机的节能和安全运行诸多问题的解决方案，设计了宽范围电流测量电路以及装置内置的传感器和单片机电路，实现了电动机电压、电流的测量。

用反推法，根据本实用新型的优点来找对应的缺点；现有实用新型的缺点是，不具备无线传输功能，也不具备电动机保护功能。油田作业现场环境恶劣，现有实用新型能够不方便工作人员长期现场测量来获取相关的电量参数信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出基于ZigBee的油田抽油电机多功能测量仪表，以实现实时动态获取数据、数据精度高以及安全可靠的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：基于ZigBee的油田抽油电机多功能测量仪表，主要包括：

电源底板、主控板、显示板和上位机，所述主控板叠插在所述电源底板上，所述显示板叠插于所述主控板或者通过DB15线引出来设置于控制柜门上，所述上位机通过有线或者无线的方式和所述的主控板进行通信。

进一步地，所述电源底板包括电源转换模块、电压互感器、3路继电器输出电路和3路数字量输入电路。

进一步地，所述的3路数字量输入电路和3路继电器输出电路均采用PC817光耦隔离，外部输入端用12V供电，内部输出端3.3V电压经10K上拉电阻与

STM32F103VET6单片机管脚连接，保护CPU不受外界干扰。

进一步地，所述电源底板还与外置电流互感器相连接。

进一步地，所述主控板包括处理器、电量信号采集电路、A/D转换电路、RS485、以太网和ZigBee。

进一步地，所述处理器采用STM32F103VET6单片机。

进一步地，所述电量信号采集电路采用的电量芯片为ATT7022EU，适用于三相三线方式和三相四线方式的三相电能计量，支持纯软件的校表，提供包括RMS视在方式和PQS视在方式的两种功率、能量计量方式，提供一路SPI总线与处理器进行校表与测量数据的交互。