專利名稱：一種抽油機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣控制領(lǐng)域，尤其是一種抽油機(jī)的電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的“驢頭式”抽油機(jī)通過四連桿機(jī)構(gòu)連續(xù)一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，使抽油桿進(jìn)行往復(fù)運(yùn)行，在惡劣的戶外條件下，設(shè)備無人值守，靠一臺大功率的電機(jī)連續(xù)拖動(dòng)，進(jìn)行抽油作業(yè)。這種抽油方式延續(xù)了 100年以上，到目前仍然是抽油市場的主流設(shè)備，這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是故障率低，電氣結(jié)構(gòu)簡單(僅一臺大功率電機(jī))，適應(yīng)惡劣環(huán)境(-40°C 60°C)，電壓波動(dòng)范圍大(> ±10);缺點(diǎn)是:1、機(jī)械結(jié)構(gòu)龐大(重達(dá)幾十噸)，安裝、維護(hù)和調(diào)整都極不方便；2、變速齒輪磨損大，更換和維護(hù)成本高，甩輪上的配重重達(dá)幾噸，每年設(shè)備維護(hù)時(shí)經(jīng)常因?yàn)檫@個(gè)發(fā)生人身安全事故；3、電機(jī)功率大(在30千瓦以上)；4、不能調(diào)速，油井的井深、油質(zhì)、粘稠度、含沙量、含水量各不相同，根據(jù)需要，抽油機(jī)的沖程、沖次也需要做相應(yīng)的調(diào)整，根據(jù)井的工況調(diào)整一定范圍的速度能最大的提高抽油效率，而這是傳統(tǒng)驢頭抽油機(jī)致命的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能解決現(xiàn)行抽油機(jī)耗能大、不能調(diào)速及沖程調(diào)整不便等技術(shù)問題的抽油機(jī)電氣控制系統(tǒng)。一種抽油機(jī)電氣控制系統(tǒng)，主要包括檔位選擇開關(guān)、指令輸入和顯示裝置、PLC控制單元、永磁同步曳引機(jī)、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、位置傳感器所組成；其中PLC控制單元上分別連接有檔位選擇開關(guān)、指令輸入和顯示裝置、位置傳感器和變頻器，該變頻器上還連接永磁同步曳引機(jī)和指令輸入和顯示裝置，在該永磁同步曳引機(jī)上裝設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器和在井架中部裝設(shè)位置傳感器，采集旋轉(zhuǎn)編碼器信號返回至變頻器和采集位置傳感器的信號返回至PLC控制單元，由PLC控制單元通過變頻器控制永磁同步曳引機(jī)用于驅(qū)動(dòng)抽油桿運(yùn)動(dòng)，通過指令輸入和顯示裝置更改變頻器相應(yīng)參數(shù)達(dá)到調(diào)整抽油機(jī)沖次的目的；通過與PLC控制單元及變頻器相連的指令輸入和顯示裝置顯示抽油機(jī)運(yùn)行信息、故障記錄及調(diào)整沖程參數(shù)。目前變頻器同步控制技術(shù)和低速同步電機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，PLC控制技術(shù)經(jīng)過了各行各業(yè)的苛刻的檢驗(yàn)，這些設(shè)備工作可靠性高，再加上經(jīng)過100多年使用經(jīng)驗(yàn)的曳引式電梯機(jī)械運(yùn)行結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型具無功損耗小、啟動(dòng)電流小、節(jié)電效果顯著的特點(diǎn)，通過更改變頻器的參數(shù)即可很方便地改變抽油機(jī)的運(yùn)行速度和沖次，解決了傳統(tǒng)的抽油機(jī)速度單一及沖程不易調(diào)整的技術(shù)問題。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型一種抽油機(jī)電氣控制系統(tǒng)，主要包括檔位選擇開關(guān)1、指令輸入和顯示裝置2、PLC控制單元3、永磁同步曳引機(jī)4、變頻器5、旋轉(zhuǎn)編碼器6、位置傳感器7和指示燈8所組成；其中PLC控制單元3上分別連接有檔位選擇開關(guān)1、指令輸入和顯示裝置2、變頻器5、位置傳感器7和指示燈8，由安裝在控制柜上的檔位選擇開關(guān)I來實(shí)現(xiàn)沖次、沖程的調(diào)整，而無需專業(yè)人員來控制操作，而安裝在控制柜上的指示燈8能直觀指示抽油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及故障，以便于維修及巡查人員快速知道抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；該變頻器5上還連接永磁同步曳引機(jī)4和指令輸入和顯示裝置2，在該永磁同步曳引機(jī)4上裝設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器6和在井架中部裝設(shè)位置傳感器7，采集旋轉(zhuǎn)編碼器6的信號返回變頻器5和采集位置傳感器7的信號返回至PLC控制單元3，由PLC控制單元3通過變頻器5控制永磁同步曳引機(jī)4用于驅(qū)動(dòng)抽油桿運(yùn)動(dòng)，通過指令輸入和顯示裝置2更改變頻器5相應(yīng)參數(shù)達(dá)到調(diào)整抽油機(jī)沖次的目的；通過與PLC控制單元3及變頻器5相連的指令輸入和顯示裝置2，利用串行通訊實(shí)現(xiàn)顯示抽油機(jī)運(yùn)行信息、故障記錄及調(diào)整沖程等參數(shù)的目的；通過安裝在永磁同步曳引機(jī)4上的旋轉(zhuǎn)編碼器6作為變頻器5的速度反饋信號及沖程設(shè)置的計(jì)算依據(jù)，來達(dá)到精確控制永磁同步曳引機(jī)4運(yùn)行速度及沖程的目的；由安裝在井架中部的位置傳感器7提供位置信號作為沖程的基準(zhǔn)信號，并在抽油機(jī)經(jīng)過此位置傳感器7時(shí)進(jìn)行位置校正，從而避免累計(jì)誤差而影響抽油機(jī)的正常工作。本實(shí)用新型的指令輸入和顯示裝置2除可顯示抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)外，還可很方便地調(diào)整和設(shè)置抽油機(jī)的沖程:在抽油機(jī)每次運(yùn)行之前，先找基準(zhǔn)，通常以最大沖程的中間位置作為基準(zhǔn)，找到基準(zhǔn)后，抽油機(jī)即以此基準(zhǔn)上、下運(yùn)行。由于本實(shí)用新型的永磁同步曳引機(jī)4的功率因數(shù)接近于1，無功損耗小，啟動(dòng)電流小，節(jié)電效果顯著。本實(shí)用新型通過更改變頻器5的參數(shù)即可很方便地改變抽油機(jī)的運(yùn)行速度和沖次，解決了傳統(tǒng)的抽油機(jī)速度單一和沖程不易調(diào)整的技術(shù)問題。以上所述，僅是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種抽油機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于:主要包括檔位選擇開關(guān)、指令輸入和顯示裝置、PLC控制單元、永磁同步曳引機(jī)、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、位置傳感器所組成；其中PLC控制單元上分別連接有檔位選擇開關(guān)、指令輸入和顯示裝置、位置傳感器和變頻器，該變頻器上還連接永磁同步曳引機(jī)和指令輸入和顯示裝置，在該永磁同步曳引機(jī)上裝設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器和在井架中部裝設(shè)位置傳感器，采集旋轉(zhuǎn)編碼器信號返回至變頻器和采集位置傳感器的信號返回至PLC控制單元，由PLC控制單元通過變頻器控制永磁同步曳引機(jī)用于驅(qū)動(dòng)抽油桿運(yùn)動(dòng)，通過指令輸入和顯示裝置更改變頻器相應(yīng)參數(shù)達(dá)到調(diào)整抽油機(jī)沖次的目的；通過與PLC控制單元及變頻器相連的指令輸入和顯示裝置顯示抽油機(jī)運(yùn)行信息、故障記錄及調(diào)整沖程參數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型一種抽油機(jī)電氣控制系統(tǒng)，主要包括檔位選擇開關(guān)、指令輸入和顯示裝置、PLC控制單元、永磁同步曳引機(jī)、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、位置傳感器所組成；其中PLC控制單元上分別連接有檔位選擇開關(guān)、指令輸入和顯示裝置、位置傳感器和變頻器，該變頻器上還連接永磁同步曳引機(jī)和指令輸入和顯示裝置，采集旋轉(zhuǎn)編碼器和位置傳感器的信號返回至變頻器，由PLC控制單元通過變頻器控制永磁同步曳引機(jī)用于驅(qū)動(dòng)抽油桿運(yùn)動(dòng)，通過指令輸入和顯示裝置更改變頻器相應(yīng)參數(shù)達(dá)到調(diào)整抽油機(jī)沖次的目的；本實(shí)用新型通過更改變頻器的參數(shù)即可很方便地改變抽油機(jī)的運(yùn)行速度和沖次，解決了傳統(tǒng)的抽油機(jī)速度單一和沖程不易調(diào)整的技術(shù)問題。
文檔編號G05B19/05GK203070035SQ20122065861
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者劉和平, 吳致千, 麻二偉, 吳亞龍 申請人:河南思科石油環(huán)保設(shè)備有限公司