[发明专利]一种游梁式抽油机冲程周期的软测量方法及装置

摘要

本发明涉及一种游梁式抽油机冲程周期的软测量方法及装置，通过游梁式抽油机驱动电机电参量及其它信号检测单元采集抽油机驱动电机电能输入回路的三相瞬时电压和电流值，根据瞬时无功理论公式或瞬时功率定义公式计算其瞬时有功功率值，采用现代信息处理方法计算得到瞬时有功功率函数的周期，从而间接获得抽油机的冲程周期Tc，进而以Tc是否超出阈值来发出冲程周期调整指令和报警信息；本发明装置由梁式抽油机驱动电机电参量及其他信号量检测单元、游梁式抽油机驱动电机电参量处理单元和输出执行单元组成；该装置能准确监测抽油机冲程周期Tc，有效克服常规测量方法存在的易受工作环境干扰、测量准确度低、需额外增加传感器、安装维护不便等缺陷。

主权项

一种游梁式抽油机冲程周期的软测量方法，包括以下步骤：1.1搭建一个游梁式抽油机冲程周期的软测量装置，该游梁式抽油机冲程周期的软测量装置包括游梁式抽油机驱动电机电参量处理单元(A)、游梁式抽油机驱动电机电参量及其他信号量检测单元(B)和输出执行单元(C)三个主工作单元，其中：1.1.1、游梁式抽油机驱动电机电参量处理单元(A)由模拟信号调理电路模块(4)、开关量信号调理电路模块(5)、DSP系统模块(6)、单片机系统模块(7)、CPLD逻辑与组合系统模块(8)、键盘模块(14)、液晶显示模块(13)和以太网口通信模块(12)组成，模拟信号调理电路模块(4)的输出端直接接入DSP系统模块(6)，DSP系统模块(6)分别通过标准SPI总线、通用并行输入/输出口与单片机系统模块(7)、CPLD逻辑与组合系统模块(8)相连，单片机系统模块(7)通过通用并行输入/输出口和CPLD逻辑与组合系统模块(8)相连，键盘模块(14)和液晶显示模块(13)分别经磁耦合器(11、10)隔离后与CPLD逻辑与组合系统模块(8)相连，以太网口通信模块(12)经磁耦合器(9)隔离后同时与单片机系统模块(7)和CPLD逻辑与组合系统模块(8)相连；1.1.2、游梁式抽油机驱动电机电参量及其他信号量检测单元(B)由三相电压检测模块(1)和三相电流检测模块(2)组成，三相电压检测模块(1)、三相电流检测模块(2)的输出端分别与游梁式抽油机驱动电机电参量信号处理单元(A)中的模拟信号调理电路模块(4)的输入端相连，开关合分状态检测模块(3)的输出端经开关量信号调理电路模 块(5)处理与隔离后接至游梁式抽油机驱动电机电参量处理单元(A)内CPLD逻辑与组合系统模块(8)的输入端；游梁式抽油机驱动电机电参量及其他信号量检测单元(B)中的三相电压检测模块(1)采用三只并列的电压互感器，三相电流检测模块(2)采用三只并列的电流互感器；1.1.3、输出执行单元(C)由两个开出回路(17、18)组成，包括一个冲程周期过小报警或冲程周期增加控制开出回路(17)和一个冲程周期过大报警或冲程周期减小控制开出回路(18)，它们分别通过功率光电耦合器(15、16)隔离、驱动后与游梁式抽油机驱动电机电参量信号处理单元(A)内CPLD逻辑与组合系统模块(8)的输出端相连；其特征在于：1.2、通过游梁式抽油机冲程周期软测量装置的三相电压检测模块(1)和三相电流检测模块(2)采集游梁式抽油机配电箱中馈电线路的瞬时电压值ua(t)、ub(t)、uc(t)和瞬时电流值ia(t)、ib(t)、ic(t)，其中下标a、b、c分别表示三相交流电制中的a相、b相、c相电，根据三相交流瞬时无功理论公式或三相交流瞬时功率定义公式由游梁式抽油机冲程周期软测量装置中的DSP系统模块(6)计算获得抽油机驱动电机输入的实时有功功率值p(t)及其波形；1.3、根据实时有功功率p(t)幅值变化与游梁式抽油机工作过程特性的关联关系，此计算实时有功功率p(t)函数曲线的周期就能获得游梁式抽油机的冲程周期Tc；1.4、通过DSP系统模块(6)连续记录、存储实时测量得到的实时 有功功率p(t)值，采用自相关理论计算法、小波变换法或卡尔曼滤波法，通过计算获得实时有功功率p(t)函数曲线的周期——即游梁式抽油机的冲程周期Tc；1.5、以计算获得的Tc值做为冲程周期的调整依据，当获得的冲程周期Tc值不在规定工作阈值范围内时，通过游梁式抽油机冲程周期软测量装置中的输出执行单元向该抽油机冲程控制调速器发出冲程周期调整指令或报警信息；即当获得的冲程周期Tc值不在规定工作阈值范围内时，通过游梁式抽油机冲程周期软测量装置中的输出执行单元(C)向该抽油机冲程控制调速器发出冲程周期调整指令或报警信息，当Tc在规定阈值范围内时，保持现有状态。