專利名稱：智能型多功能監(jiān)控器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油井抽油機監(jiān)控器，具體涉及一種智能型多功能監(jiān)控 器，其適用于油井抽油機電機的數(shù)字化采集控制終端，能夠為抽油機電機的運 行提供完善的綜合保護功能，可實現(xiàn)現(xiàn)場多種電參數(shù)的實時采集、電能的計量， 并可通過通信接口實時上傳所采集到的數(shù)據(jù)及設備的運行狀態(tài)。
背景技術：
近年來，由于各大油田自動化管理水平的不斷提高，油田生產(chǎn)管理部門需 要實時的監(jiān)控到每一口油井的生產(chǎn)狀況，這就需要有一臺多功能監(jiān)控器工作于 生產(chǎn)現(xiàn)場。而目前油井抽油機監(jiān)控器的功能單一，只限于單純的電機保護或電 參數(shù)采集功能，為實現(xiàn)抽油機遠程綜合監(jiān)控功能，往往要采用不同廠家生產(chǎn)的、 功能相互獨立的電機保護器、電參數(shù)采集模塊、電能表及集中控制器等多種相 關設備配套使用。該方案配套設備多、成本高、故障率高、安裝煩瑣，不便于 使用維護，不利于推廣使用。 發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有抽油機監(jiān)控器功能單一、集成度低及由其構成的油井遠程監(jiān) 控系統(tǒng)配套設備多、成本高、故障率高、不便于使用維護等不足，本實用新型 的目的是提供一種智能型多功能監(jiān)控器，該智能型多功能監(jiān)控器不但具有完善 的電機保護功能，而且還具備現(xiàn)場電參數(shù)實時采集、電能計量功能及遠程通訊接口。
本實用新型為解決上述技術問題采用了以下技術方案本實用新型是山監(jiān)控器主機和監(jiān)控器操作面板組成；所述監(jiān)控器主機內置 兩塊電路板采用層疊方式安裝，電路板之間用插接件進行電氣連接，構成監(jiān)控 器主機電路；所述主機電路兩塊電路板中上部電路板為小信息處理電路板，上 面安裝焊接有屮央處理器、三相電量專用計量片、RS485通信芯片電路；在所 述主機lti路兩塊電路板下部電路板為強電電路板，上面焊接有電源變壓器、高 精度電壓互感器，三個套裝在主機外殼底部穿線孔上的高精度電流互感器通過 導線與電路板相連；在所述監(jiān)控器主機前部面板設有有功、無功脈沖指示燈； 所述電流互感器和電壓互感器做為采樣傳感器，所述采樣傳感器與三相電量專 用計景芯片連接，三相電量專用計量芯片進行數(shù)據(jù)運算處理，中央處理器綜合 處理、控制整機各功能電路，顯示器顯示相關信總，中央處理器通過RS485通 信芯片構成通信接口；所述監(jiān)控器操作面板內部設有電路板與顯示器，所述監(jiān) 控器操作面板內部的電路板與顯示器同樣采用層疊方式安裝，插接件連接；所 述監(jiān)控器操作而板上設有面板指示燈、按鍵、顯示器。
安裝于監(jiān)控器主機底部穿線孔上的高精度電流互感器(0.5級)和焊接在 電路板上的高精度電壓互感器(0.5級)，分別對外部電流、電壓信號進行采樣 并送入與之相連的高精度三相電量專用計量芯片(DSP)中，由高精度三相電 量專用計量芯片(DSP)對采樣的電流、電壓信號進行運算處理后，得到諸如 三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等相關電參數(shù)，完成參數(shù)采 集的前期工作，并通過通訊接口將數(shù)據(jù)送入中央處理器(CPU);
中央處理器(CPU)采用美國進口工業(yè)級8位單片機，為整個監(jiān)控器的控 制核心。主要完成以下幾方面的工作1、 CPU通過對DSP送來的數(shù)據(jù)進行進一 步的處理，得到各真實可用的電參數(shù)，對電量進行累計計量并存儲，完成電參數(shù)采集和電能計量的功能；2、判斷出電機及其它電氣設備(如電加熱)現(xiàn)有 的運行狀態(tài)，對電機運行中出現(xiàn)的各種故障給于及時的保護處理，對其它電氣
設備(如電加熱)根據(jù)工藝需要進行適時的控制；3、 CPU通過與操作面板進行 數(shù)據(jù)交換，接收鍵盤輸入的控制命令，輸出需顯示的內容給液晶顯示器，提供 友好、簡潔的人機操作界面；4、 CPU具備RS485通信接口，利用此接口可實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的遠程傳輸。
通過上述技術方案，本實用新型實現(xiàn)了電機保護、電參數(shù)采集、電量計量、 數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)裙δ?，由此構成的本實用新型油井遠程監(jiān)控系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術 相比，本實用新型智能型多功能監(jiān)控器具有結構簡單、成本低、故障率低，便 于使用維護等優(yōu)點。以下結合附圖對本實用新型的結構特征做一步的說明。


圖1是本實用新型主機部分剖面圖。
圖2是本實用新型主機部分正面圖。
圖3是本實用新型主機部分側面圖。
圖4是本實用新型主機部分立體圖。
圖5是本實用新型操作面板部分正面圖。
圖6是本實用新型操作面板部分剖面圖。
圖7是本實用新型的系統(tǒng)框圖。
圖8是本實用新型的電路原理圖。
附圖中l(wèi).主機電路板，2.電壓互感器，3.穿線孔，4.電源變壓器，5. 電流互感器，6.接線端子，7.有功、無功脈沖指示燈，8.液晶顯示器，9.面板指示燈，IO.按鍵，ll.操作面板電路板。
具體實施方式

參看附圖，本實用新型是由監(jiān)控器主機和監(jiān)控器操作面板組成；所述監(jiān)控 器主機內置兩塊i(l路板采用層疊方式安裝，電路板之間用插接件進行電氣連接， 構成監(jiān)控器t機電路；所述主機電路兩塊電路板中上部電路板為小信息處理電 路板，上面安裝焊接冇中央處理器、三相電量專用計量片、RS485通信芯片電 路；在所述上機電路兩塊電路板下部電路板為強電電路板，上面焊接有電源變 壓器4、高精度電壓互感器2，三個套裝在主機外殼底部穿線孔3上的高精度電 流互感器5通過導線與電路板相連；在所述監(jiān)控器主機前部面板設有有功、無 功脈沖指示燈7;所述電流互感器5和電壓互感器4做為采樣傳感器，所述采 樣傳感器與三相電量專用計量芯片連接，三相電量專用計量芯片進行數(shù)據(jù)運算 處理，中央處理器綜合處理、控制整機各功能電路，顯示器顯示相關信息，中 央處理器通過RS485通信芯片構成通信接口；所述監(jiān)控器操作面板內部設有電 路板與顯小-器，所述監(jiān)控器操作面板內部的電路板與顯示器同樣采用層疊方式 安裝，插接件連接；所述監(jiān)控器操作面板上設有面板指示燈9、按鍵10、顯示 器8。
本實用新型外型結構采用分體結構，即監(jiān)控器主機和監(jiān)控器操作面板在外 形結構上是相互獨立的兩部分，安裝于監(jiān)控器主機底部穿線孔上的高精度電流 互感器(0.5級)和焊接在電路板上的高精度電壓互感器(0.5級)，分別對外 部電流、電壓信號進行采樣并送入與之相連的高精度三相電能專用計量芯片 (DSP)中，由DSP對采樣的電流、電壓信號進行運算處理后，得到諸如三相電 壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等相關電參數(shù)，完成參數(shù)采集的前期工作，并通過通訊接口將數(shù)據(jù)送入中央處理器(CPU)。
本監(jiān)控器外形結構為分體形式，監(jiān)控器主機外形及內部器件布置由圖l一
圖4所示，監(jiān)控器操作面板外形及內部布置由圖5、圖6所示，由圖1可見，
監(jiān)控器主機內置兩塊電路板(1)采用層疊方式安裝，電路板之間用插接件進
行電氣連接，在下部電路板上焊接有電源變壓器(4)、高精度電壓互感器(2) 等元器件，三個套裝在主機外殼底部穿線孔(3)上的高精度電流互感器(5) 通過導線與電路板相連，在監(jiān)控器主機前部面板有有功、無功脈沖指示燈(7); 在圖5、圖6所示中，操作面板內部電路板(11)與液晶顯示器(8)同樣采用 層疊方式安裝，插接件連接，圖5中，監(jiān)控器操作面板上有面板指示燈(9)、 按鍵(10)、液晶顯示器(8)，以提供友好的人機操作界面。
由圖7可看出，經(jīng)高精度電流、電壓互感器采樣轉換后的信號，被送入高 精度三相電量專用計量芯片中，由DSP對采樣的電流、電壓信號進行運算處理 后，得到諸如三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等相關電參數(shù)， 完成參數(shù)采集的前期工作，并通過通訊接口將數(shù)據(jù)送入中央處理器(CPU);中 央處理器(CPU)采用美國進口工業(yè)級8位單片機，為整個監(jiān)控器的控制核心。 主要完成以下幾方面的工作1、CPU通過對DSP送來的數(shù)據(jù)進行進一步的處理， 得到各真實可用的電參數(shù)，對電量進行累計計量并存儲，完成電參數(shù)采集和電 能計量的功能；2、通過對采集到的數(shù)據(jù)的分析，判斷出電機及其它電氣設備 (如電加熱)現(xiàn)有的運行狀態(tài)，對電機運行中出現(xiàn)的各種故障給于及時的保護 處理，對其它電氣設備(如電加熱)根據(jù)工藝需要進行適時的控制；3、 CPU 通過與操作面板進行數(shù)據(jù)交換，接收鍵盤輸入的控制命令，輸出需顯示的內容 給液晶顯示器，提供友好、簡潔的人機操作界面；4、 CPU具備RS485通信接口，利用此接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。
權利要求1、一種智能型多功能監(jiān)控器，其特征在于該監(jiān)控器是由監(jiān)控器主機和監(jiān)控器操作面板組成；所述監(jiān)控器主機內置兩塊電路板采用層疊方式安裝，電路板之間用插接件進行電氣連接，構成監(jiān)控器主機電路；所述主機電路兩塊電路板中上部電路板為小信息處理電路板，上面安裝焊接有中央處理器、三相電量專用計量片、RS485通信芯片電路；在所述主機電路兩塊電路板下部電路板為強電電路板，上面焊接有電源變壓器、高精度電壓互感器，三個套裝在主機外殼底部穿線孔上的高精度電流互感器通過導線與電路板相連；在所述監(jiān)控器主機前部面板設有有功、無功脈沖指示燈；所述電流互感器和電壓互感器做為采樣傳感器，所述采樣傳感器與三相電量專用計量芯片連接，三相電量專用計量芯片進行數(shù)據(jù)運算處理，中央處理器綜合處理、控制整機各功能電路，顯示器顯示相關信息，中央處理器通過RS485通信芯片構成通信接口；所述監(jiān)控器操作面板內部設有電路板與顯示器，所述監(jiān)控器操作面板內部的電路板與顯示器同樣采用層疊方式安裝，插接件連接；所述監(jiān)控器操作面板上設有面板指示燈、按鍵、顯示器。
專利摘要本實用新型涉及一種智能型多功能監(jiān)控器，該監(jiān)控器具有電機保護，電參數(shù)采集、電量計量、數(shù)據(jù)遠程通信功能，由三只套裝于主機外殼底部穿線孔上的電流互感器及三只焊接于電路板上的電壓互器構成采集傳感器，采樣信號送入三相電量專用計量芯片并由其進行運算處理，得出的數(shù)據(jù)經(jīng)通信接口送給中央處理器，由中央處理器綜合處理、控制整機各功能電路，由液晶顯示器對相關內容進行顯示，由RS485通信芯片構成數(shù)據(jù)通信接口。由于本實用新型采取了上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型智能型多功能監(jiān)控器具有結構簡單、成本低、故障率低，便于使用維護等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/048GK201402399SQ20092008818
公開日2010年2月10日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權日2009年1月8日
發(fā)明者喬書勇, 黎小兵 申請人:河南油田亞盛電器有限責任公司