一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法
【專利摘要】一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，屬于潛油電機(jī)配電領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有配電方法中不能夠及時(shí)地可靠地對(duì)潛油電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)整和保護(hù)的問(wèn)題。本發(fā)明是基于上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的，上位機(jī)采用LabVIEW實(shí)現(xiàn)的，它包括：建立與數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)通訊的步驟；輸入采樣信號(hào)并存儲(chǔ)的步驟；根據(jù)采樣信號(hào)，運(yùn)行狀態(tài)子VI對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控到的溫度發(fā)送給控制信號(hào)子VI的步驟；當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度超出設(shè)定的閾值范圍，獲得此時(shí)潛油電機(jī)負(fù)載對(duì)應(yīng)的頻率，并根據(jù)所述頻率，向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送相應(yīng)的電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比的步驟；實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控的溫度并存儲(chǔ)的步驟。它用于潛油電機(jī)配電。
【專利說(shuō)明】—種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于潛油電機(jī)配電領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]潛油電機(jī)一般在地下2km?3km深處工作，通過(guò)長(zhǎng)線電纜與地面電源連接。由于潛油電機(jī)的工作空間極其狹小，散熱效果十分不好，因此電機(jī)的各方面運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)顯得尤其重要，但是現(xiàn)有技術(shù)不能夠及時(shí)地可靠地對(duì)潛油電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)整和保護(hù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有配電方法中不能夠及時(shí)地可靠地對(duì)潛油電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)整和保護(hù)的問(wèn)題，提供一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法。
[0004]本發(fā)明包括以下步驟:
[0005]所述方法是基于上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的，所述上位機(jī)采用LabVIEW實(shí)現(xiàn)的，它包括如下步驟:
[0006]建立與數(shù)據(jù)采集卡的實(shí)時(shí)通訊的步驟；
[0007]輸入采樣信號(hào)，并將所述采樣信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟；
[0008]根據(jù)采樣信號(hào)，運(yùn)行狀態(tài)子VI對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控到的溫度信號(hào)發(fā)送給控制信號(hào)子VI的步驟；
[0009]當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度信號(hào)超出設(shè)定的閡值范圍，獲得此時(shí)潛油電機(jī)的負(fù)載對(duì)應(yīng)的頻率，并根據(jù)所述頻率，向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送相應(yīng)的電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比的步驟；數(shù)據(jù)采集卡將電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比輸入給變頻器進(jìn)而控制潛油電機(jī)配電；
[0010]實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控的溫度，同時(shí)將所述監(jiān)控的溫度進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟。
[0011 ] 運(yùn)行狀態(tài)子VI包括參數(shù)辨識(shí)子V1、電感辨識(shí)子V1、轉(zhuǎn)速辨識(shí)子V1、溫度辨識(shí)子VI和溫度預(yù)測(cè)子VI。
[0012]所述參數(shù)辨識(shí)子VI參數(shù)辨識(shí)的過(guò)程為:
[0013]對(duì)采樣信號(hào)分別進(jìn)行濾波和傅里葉變換，濾波后得到當(dāng)前電壓和電流有效值，并將當(dāng)前電壓和電流有效值發(fā)送給電感辨識(shí)子VI，對(duì)傅里葉變換的信號(hào)根據(jù)基頻選擇不同頻率范圍找出轉(zhuǎn)子槽諧波的位置，并將所述位置發(fā)送給轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI。
[0014]所述電感辨識(shí)子VI電感辨識(shí)的過(guò)程為:
[0015]由不同負(fù)載情況下對(duì)應(yīng)的電壓和電流有效值，構(gòu)成矩陣方程，結(jié)合LabVIEW自帶的偽逆矩陣函數(shù)塊求解構(gòu)成的矩陣方程，最終獲得定轉(zhuǎn)子電感、互感和漏磁系數(shù)，并輸入給轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI。
[0016]轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI的轉(zhuǎn)速辨識(shí)過(guò)程為:
[0017]根據(jù)輸入的定轉(zhuǎn)子電感、互感和漏磁系數(shù)，再結(jié)合輸入的采樣信號(hào)中的定子電壓、電流，建立潛油電機(jī)的模型辨識(shí)出電機(jī)的參數(shù)，再結(jié)合輸入的轉(zhuǎn)子槽諧波的位置，通過(guò)轉(zhuǎn)子槽諧波方法進(jìn)一步得到電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給溫度辨識(shí)子VI和溫度預(yù)測(cè)子VI。
[0018]溫度預(yù)測(cè)子VI溫度預(yù)測(cè)的過(guò)程為:
[0019]在公式節(jié)點(diǎn)中計(jì)算出電機(jī)狀態(tài)方程中的矩陣系數(shù)，所述狀態(tài)方程以字符串的形式送入LabVIEW的歐拉函數(shù)模塊中，用歐拉方法解微分方程，根據(jù)解出的微分方程計(jì)算200個(gè)點(diǎn)的迭代結(jié)果，根據(jù)所述結(jié)果和輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速得出溫度預(yù)測(cè)曲線，根據(jù)所述溫度預(yù)測(cè)曲線得到溫度預(yù)測(cè)終值，將所述終值發(fā)送給控制信號(hào)子VI。
[0020]溫度辨識(shí)子VI的溫度辨識(shí)過(guò)程為:
[0021]根據(jù)輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行地面離線實(shí)驗(yàn)，獲得潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)速-溫度曲線，進(jìn)而辨識(shí)出潛油電機(jī)唯一的溫度。
[0022]所述方法還包括:
[0023]當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度信號(hào)超出設(shè)定的閡值范圍，進(jìn)行采用報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警的步驟。
[0024]所述方法還包括:
[0025]根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，生成潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告的步驟；
[0026]將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告打印的步驟。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油井控制室內(nèi)的遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)通訊、狀態(tài)監(jiān)控、定期測(cè)試、自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，用LabVIEW開(kāi)發(fā)潛油電機(jī)遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控上位機(jī)組態(tài)。最終要達(dá)到的結(jié)果為在上位機(jī)中根據(jù)溫升預(yù)測(cè)趨勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)所處的運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)穩(wěn)態(tài)溫度預(yù)測(cè)終值進(jìn)行準(zhǔn)確的故障診斷，進(jìn)而開(kāi)啟反饋控制算法，即針對(duì)不同的負(fù)載情況通過(guò)上位機(jī)發(fā)出相應(yīng)電壓信號(hào)進(jìn)行降頻調(diào)速，同時(shí)匹配最佳壓頻比，既預(yù)防電機(jī)因過(guò)熱而發(fā)生故障又使損耗降至最低，達(dá)到基于自適應(yīng)智能配電分析的數(shù)字化油井狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有十分重要的意義。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖。
[0028]圖2為【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法的原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，所述方法是基于上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的，所述上位機(jī)采用LabVIEW實(shí)現(xiàn)的，它包括如下步驟:
[0030]建立與數(shù)據(jù)采集卡的實(shí)時(shí)通訊的步驟；
[0031]輸入采樣信號(hào)，并將所述采樣信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟；
[0032]根據(jù)采樣信號(hào)，運(yùn)行狀態(tài)子VI對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控到的溫度信號(hào)發(fā)送給控制信號(hào)子VI的步驟；
[0033]當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度信號(hào)超出設(shè)定的閡值范圍，獲得此時(shí)潛油電機(jī)的負(fù)載對(duì)應(yīng)的頻率，并根據(jù)所述頻率，向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送相應(yīng)的電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比的步驟；數(shù)據(jù)采集卡將電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比輸入給變頻器進(jìn)而控制潛油電機(jī)配電；
[0034]實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控的溫度，同時(shí)將所述數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟。
[0035]本實(shí)施方式中的LabVIEW是一種用計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)模擬并替代各種傳統(tǒng)儀器功能的虛擬化平臺(tái)。這種虛擬儀器平臺(tái)可以模擬測(cè)量及控制過(guò)程中幾乎所有的軟硬件設(shè)備，不需要用實(shí)際的儀器前面板，也不受硬件測(cè)量電路與自帶軟件程序的限制，其功能完全由用戶自定義。因此采用這種虛擬儀器技術(shù)開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)大且性價(jià)比極高的軟件，能夠方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示、存儲(chǔ)、共享等功能。
[0036]本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)采集卡采用的是研華公司PC1-1711型多功能采集卡。研華公司提供的PCI系列LabVIEW驅(qū)動(dòng)為數(shù)據(jù)采集與控制提供了功能豐富函數(shù)模塊，用戶只需直接調(diào)用即可。
[0037]LabVIEW中的驅(qū)動(dòng)函數(shù)以子VI的形式給出，在編程過(guò)程中直接調(diào)用這些子VI，SP可通過(guò)板卡完成數(shù)據(jù)的輸入輸出操作。因此，以PC1-1711數(shù)據(jù)采集卡為硬件平臺(tái)，借助LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序提供的子VI函數(shù)，可方便的進(jìn)行信號(hào)采集與儀器控制。
[0038]研華PC1-1711數(shù)據(jù)采集卡包含16路單端模擬量輸入和2路模擬量輸出，由于本十實(shí)施方式想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是將電壓電流傳感器采集到的信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡輸入到上位機(jī)中，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后輸出一個(gè)O?1V的電壓信號(hào)再通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡送至變頻器的模擬量輸入端口，因此實(shí)時(shí)通訊部分的程序設(shè)計(jì)包括兩部分:一是多通道模擬量輸入信號(hào)的采樣部分；二是模擬量信號(hào)的輸出部分。
[0039]首先在后面板中研華公司的LabVIEW函數(shù)庫(kù)中，找到SelectDevicePop函數(shù)，置于程序框圖中，用于彈出對(duì)話框選擇合適的設(shè)備。如果無(wú)擴(kuò)張板則返回O到條件結(jié)構(gòu)，即“假”，同時(shí)輸出安裝在Device Manager下的硬件號(hào)。如果有擴(kuò)張板，則返回“真”，并用SelectModulePop函數(shù)彈出對(duì)話框窗口安裝指定子設(shè)備,列表供用戶選擇并輸出子設(shè)備號(hào)。添加打開(kāi)設(shè)備函數(shù)DeviceOpen,然后經(jīng)DeviceOpen函數(shù)加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序到內(nèi)存,完成數(shù)據(jù)采集設(shè)備的初始化，使其做好I/O準(zhǔn)備工作。
[0040]在前面板中添加兩個(gè)數(shù)值輸入控件，用于采樣通道信息的輸入，然后添加波形顯示控件和停止按鈕控件等，同時(shí)后面板中出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的函數(shù)圖標(biāo)。然后在后面板中添加模擬量配置函數(shù)MAIConfig,通過(guò)MAIConfig函數(shù)以及所創(chuàng)建的輸入控件在前面板中輸入StartChannel及NumOfChans以確定輸入通道信息，此處分別設(shè)置為O和2，即采樣A1通道和All通道的信號(hào)。再添加一個(gè)While循環(huán)結(jié)構(gòu)，在循環(huán)結(jié)構(gòu)中添加時(shí)鐘函數(shù)和數(shù)值常量，用于軟件設(shè)定采樣頻率。添加多通道模擬量電壓輸入函數(shù)MAlVoltageIn，將采集到的數(shù)據(jù)不斷從設(shè)備緩存中讀出。輸出的VoltageList通過(guò)ArraySplit和前面板中所添加的波形顯示控件在虛擬儀器波形圖表中顯示出相應(yīng)的波形。通過(guò)一個(gè)或非函數(shù)構(gòu)造循環(huán)條件，當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤或人為按下Boolean型按鍵Stop時(shí)循環(huán)結(jié)束,最后經(jīng)過(guò)設(shè)備關(guān)閉函數(shù)DeviceClose關(guān)閉設(shè)備，并釋放資源，為下一個(gè)DeviceOpen等操作做準(zhǔn)備。
[0041]由于在溫度監(jiān)控的計(jì)算過(guò)程中需要單獨(dú)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，因此需要對(duì)多通道模擬量輸入信號(hào)進(jìn)行分解，此處采用“信號(hào)拆分”這一功能函數(shù)。此時(shí)經(jīng)過(guò)信號(hào)拆分以及數(shù)組重排等函數(shù)后的兩通道混合信號(hào)被拆分為電壓采樣信號(hào)和電流采樣信號(hào)。
[0042]模擬量輸出部分設(shè)備初始化的步驟與模擬量信號(hào)采樣過(guò)程類似。然后在前面板中添加兩個(gè)數(shù)值輸入控件，一個(gè)用于通道號(hào)輸入，一個(gè)用于模擬量電壓值輸入，再添加按鈕控件和波形顯示控件，將波形顯示控件的Y軸標(biāo)尺范圍改為0-10。程序框圖中，設(shè)備初始化函數(shù)添加后，加入While循環(huán)結(jié)構(gòu)，再在循環(huán)結(jié)構(gòu)中添加模擬量電壓輸出函數(shù)AOVoltageOut，其他函數(shù)同信號(hào)采樣程序框圖，分別將數(shù)值輸入控件、按鈕控件、波形顯示控件拖入While循環(huán)結(jié)構(gòu)中。
[0043]將前面板中的數(shù)值輸入控件替換為垂直指針滑動(dòng)控件。在數(shù)據(jù)采集卡對(duì)應(yīng)的輸出端口用萬(wàn)用表測(cè)量輸出信號(hào)電壓值，與前面板中輸入信號(hào)一致，即可以輸出滿足數(shù)據(jù)采集卡需要的0-10V連續(xù)變化的電壓信號(hào)。
[0044]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法的進(jìn)一步限定，運(yùn)行狀態(tài)子VI包括參數(shù)辨識(shí)子V1、電感辨識(shí)子V1、轉(zhuǎn)速辨識(shí)子V1、溫度辨識(shí)子VI和溫度預(yù)測(cè)子VI。
[0045]當(dāng)采樣信號(hào)被準(zhǔn)確采入、分離后，需要對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，其中主要包括參數(shù)辨識(shí)、轉(zhuǎn)速辨識(shí)、溫度辨識(shí)、溫度預(yù)測(cè)、控制信號(hào)，由于程序算法比較復(fù)雜，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)占用較大的內(nèi)存空間，因此將代碼封裝成子VI，通過(guò)調(diào)用子VI的方式實(shí)現(xiàn)程序的各種功能，同時(shí)也使程序更加簡(jiǎn)潔，邏輯關(guān)系更加清晰。
[0046]將多通道模擬量輸入部分的程序代碼與模擬量輸出部分的程序代碼相結(jié)合，While循環(huán)外部關(guān)于設(shè)備打開(kāi)、設(shè)備初始化與設(shè)備關(guān)閉的代碼共用，在While循環(huán)內(nèi)部嵌套一個(gè)For循環(huán)，用于信號(hào)的采樣，采樣頻率設(shè)為5kHz，總數(shù)接線端N，即For循環(huán)內(nèi)部的代碼執(zhí)行次數(shù)設(shè)置為10000，通過(guò)For循環(huán)索引隧道將得到電壓、電流信號(hào)每采樣10000個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的一位數(shù)組。在For循環(huán)外部添加狀態(tài)監(jiān)控子VI，然后將一維數(shù)組輸入到狀態(tài)監(jiān)控子VI中進(jìn)行運(yùn)算，在輸出轉(zhuǎn)速溫度的同時(shí)發(fā)出反饋信號(hào)VC，輸入到AOVoltageOut端口中，進(jìn)而控制電機(jī)變頻調(diào)速。
[0047]主程序While循環(huán)每執(zhí)行一次，狀態(tài)監(jiān)控程序的輸入輸出更新一次，為實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的反饋，需要在主程序的While循環(huán)中添加移位寄存器，并對(duì)移位寄存器賦初值進(jìn)行初始化，每次程序運(yùn)行時(shí)調(diào)用前一次的運(yùn)行結(jié)果，只要VI不退出，寄存器一直保持前一次的值。采用這種循環(huán)中的移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)各參量的循環(huán)反饋。
[0048]所述參數(shù)辨識(shí)子VI參數(shù)辨識(shí)的過(guò)程為:
[0049]對(duì)采樣信號(hào)分別進(jìn)行濾波和傅里葉變換，濾波后得到當(dāng)前電壓和電流有效值，并將當(dāng)前電壓和電流有效值發(fā)送給電感辨識(shí)子VI，對(duì)傅里葉變換的信號(hào)根據(jù)基頻選擇不同頻率范圍找出轉(zhuǎn)子槽諧波的位置，并將所述位置發(fā)送給轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI。
[0050]所述電感辨識(shí)子VI電感辨識(shí)的過(guò)程為:
[0051]由不同負(fù)載情況下對(duì)應(yīng)的電壓和電流有效值，構(gòu)成矩陣方程，結(jié)合LabVIEW自帶的偽逆矩陣函數(shù)塊求解構(gòu)成的矩陣方程，最終獲得定轉(zhuǎn)子電感、互感和漏磁系數(shù)，并輸入給轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI。
[0052]所述轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI的轉(zhuǎn)速辨識(shí)過(guò)程為:
[0053]根據(jù)輸入的定轉(zhuǎn)子電感、互感和漏磁系數(shù)，再結(jié)合輸入的采樣信號(hào)中的定子電壓、電流，建立潛油電機(jī)的模型辨識(shí)出電機(jī)的參數(shù)，再結(jié)合輸入的轉(zhuǎn)子槽諧波的位置，通過(guò)轉(zhuǎn)子槽諧波方法進(jìn)一步得到電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給溫度辨識(shí)子VI和溫度預(yù)測(cè)子VI。
[0054]所述溫度預(yù)測(cè)子VI溫度預(yù)測(cè)的過(guò)程為:
[0055]在公式節(jié)點(diǎn)中計(jì)算出電機(jī)狀態(tài)方程中的矩陣系數(shù)，所述狀態(tài)方程以字符串的形式送入LabVIEW的歐拉函數(shù)模塊中，用歐拉方法解微分方程，根據(jù)解出的微分方程計(jì)算200個(gè)點(diǎn)的迭代結(jié)果，根據(jù)所述結(jié)果和輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速得出溫度預(yù)測(cè)曲線，根據(jù)所述溫度預(yù)測(cè)曲線得到溫度預(yù)測(cè)終值，將所述終值發(fā)送給控制信號(hào)子VI。
[0056]在子VI程序中，均用到了公式節(jié)點(diǎn)，用這種與C語(yǔ)言類似的表達(dá)式代替部分計(jì)算程序，可以簡(jiǎn)化程序代碼。
[0057]所述溫度辨識(shí)子VI的溫度辨識(shí)過(guò)程為:
[0058]根據(jù)輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行地面離線實(shí)驗(yàn)，獲得潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)速-溫度曲線，進(jìn)而辨識(shí)出潛油電機(jī)唯一的溫度。
[0059]控制信號(hào)子VI整個(gè)控制過(guò)程將信號(hào)頻率控制在20Hz到50Hz之間，并通過(guò)移位寄存器反饋到下一次循環(huán)中。最后將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)VC送入主程序的AOVoltageOut端口中，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速控制。
[0060]綜上所述，用LabVIEW圖形化的編程語(yǔ)言編寫(xiě)不同功能的子VI程序代碼，并結(jié)合實(shí)時(shí)通訊的建立，最終實(shí)現(xiàn)了電機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障診斷與在線控制。
[0061]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法的進(jìn)一步限定，
[0062]當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度信號(hào)超出設(shè)定的閡值范圍，進(jìn)行采用報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警的步驟。
[0063]溫度報(bào)警包括報(bào)警和預(yù)警兩部分，在前面板中加入兩個(gè)圓形指示燈控件，當(dāng)辨識(shí)溫度超過(guò)設(shè)定閡值時(shí)，報(bào)警燈亮，需要人為檢查或停機(jī)維修。當(dāng)溫度預(yù)測(cè)終值超過(guò)設(shè)定閡值時(shí)，預(yù)警燈亮，提示電機(jī)即將溫度過(guò)高發(fā)生故障，此時(shí)所開(kāi)發(fā)的上位機(jī)程序會(huì)發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)智能控制，也可以人為采取相應(yīng)的措施。
[0064]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】三所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法的進(jìn)一步限定，
[0065]所述方法還包括:
[0066]根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，生成潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告的步驟；
[0067]將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告打印的步驟。
[0068]存儲(chǔ)數(shù)據(jù)工用于生成潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)記錄數(shù)據(jù)的信息可以方便尋找并排查故障點(diǎn)，利于系統(tǒng)的維護(hù)；另外在線的圖像顯示并不能給出精確的結(jié)果，有時(shí)工程技術(shù)人員需要針對(duì)特定的工況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析、比對(duì)和研究，甚至需要修正程序代碼，因此有必要對(duì)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)以及當(dāng)前算法得出的結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。在程序框圖中添加“寫(xiě)入測(cè)量文件Express VI”模塊，在彈出的配置框中輸入數(shù)據(jù)存入地址和文件名，文件格式可以選文本測(cè)量文件、二進(jìn)制測(cè)量文件或Microsoft Excel文件。如選擇將采樣電壓信號(hào)存入文本文件，存入數(shù)據(jù)的相關(guān)信息描述為voltage。從存入文件中可以清楚的看到該測(cè)量數(shù)據(jù)的具體信息，如日期、時(shí)間、通道及采樣個(gè)數(shù)、測(cè)量值、描述信息坐寸ο
[0069]基于上述LabVIEW的監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)組態(tài)，即圖形化語(yǔ)言編程建立了軟硬件之間的實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)了模擬量信號(hào)的采樣和輸出，并在LabVIEW的程序框圖中完成了電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控程序編寫(xiě)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了附加的溫度告警以及數(shù)據(jù)存入的功能。
[0070]在上位機(jī)界面中實(shí)時(shí)觀測(cè)到電機(jī)當(dāng)前及未來(lái)的溫度狀態(tài)，并提前做出自適應(yīng)控制，完整地實(shí)現(xiàn)了控制室內(nèi)的在線狀態(tài)監(jiān)控全過(guò)程。
【權(quán)利要求】
1.一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于:所述方法是基于上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的，所述上位機(jī)采用LabVIEW實(shí)現(xiàn)的，它包括如下步驟: 建立與數(shù)據(jù)采集卡的實(shí)時(shí)通訊的步驟； 輸入采樣信號(hào)，并將所述采樣信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟； 根據(jù)采樣信號(hào)，運(yùn)行狀態(tài)子VI對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控到的溫度信號(hào)發(fā)送給控制信號(hào)子VI的步驟； 當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度信號(hào)超出設(shè)定的閾值范圍，獲得此時(shí)潛油電機(jī)的負(fù)載對(duì)應(yīng)的頻率，并根據(jù)所述頻率，向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送相應(yīng)的電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比的步驟；數(shù)據(jù)采集卡將電壓控制信號(hào)及最佳壓頻比輸入給變頻器進(jìn)而控制潛油電機(jī)配電； 實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控的溫度，同時(shí)將所述監(jiān)控的溫度進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于: 運(yùn)行狀態(tài)子VI包括參數(shù)辨識(shí)子V1、電感辨識(shí)子V1、轉(zhuǎn)速辨識(shí)子V1、溫度辨識(shí)子VI和溫度預(yù)測(cè)子VI。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于: 所述參數(shù)辨識(shí)子VI參數(shù)辨識(shí)的過(guò)程為: 對(duì)采樣信號(hào)分別進(jìn)行濾波和傅里葉變換，濾波后得到當(dāng)前電壓和電流有效值，并將當(dāng)前電壓和電流有效值發(fā)送給電感辨識(shí)子VI，對(duì)傅里葉變換的信號(hào)根據(jù)基頻選擇不同頻率范圍找出轉(zhuǎn)子槽諧波的位置，并將所述位置發(fā)送給轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于: 所述電感辨識(shí)子VI電感辨識(shí)的過(guò)程為: 由不同負(fù)載情況下對(duì)應(yīng)的電壓和電流有效值，構(gòu)成矩陣方程，結(jié)合LabVIEW自帶的偽逆矩陣函數(shù)塊求解構(gòu)成的矩陣方程，最終獲得定轉(zhuǎn)子電感、互感和漏磁系數(shù)，并輸入給轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于:轉(zhuǎn)速辨識(shí)子VI的轉(zhuǎn)速辨識(shí)過(guò)程為: 根據(jù)輸入的定轉(zhuǎn)子電感、互感和漏磁系數(shù)，再結(jié)合輸入的采樣信號(hào)中的定子電壓、電流，建立潛油電機(jī)的模型辨識(shí)出電機(jī)的參數(shù)，再結(jié)合輸入的轉(zhuǎn)子槽諧波的位置，通過(guò)轉(zhuǎn)子槽諧波方法進(jìn)一步得到電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給溫度辨識(shí)子VI和溫度預(yù)測(cè)子VI。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法,其特征在于:溫度預(yù)測(cè)子VI溫度預(yù)測(cè)的過(guò)程為: 在公式節(jié)點(diǎn)中計(jì)算出電機(jī)狀態(tài)方程中的矩陣系數(shù)，所述狀態(tài)方程以字符串的形式送入LabVIEff的歐拉函數(shù)模塊中，用歐拉方法解微分方程，根據(jù)解出的微分方程計(jì)算200個(gè)點(diǎn)的迭代結(jié)果，根據(jù)所述結(jié)果和輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速得出溫度預(yù)測(cè)曲線，根據(jù)所述溫度預(yù)測(cè)曲線得到溫度預(yù)測(cè)終值，將所述終值發(fā)送給控制信號(hào)子VI。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于:溫度辨識(shí)子VI的溫度辨識(shí)過(guò)程為: 根據(jù)輸入的電機(jī)轉(zhuǎn)差率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行地面離線實(shí)驗(yàn)，獲得潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)速-溫度曲線，進(jìn)而辨識(shí)出潛油電機(jī)唯一的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于:所述方法還包括: 當(dāng)控制信號(hào)子VI判斷出監(jiān)控的溫度信號(hào)超出設(shè)定的閾值范圍，進(jìn)行采用報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于LabVIEW的潛油電機(jī)智能配電方法，其特征在于:所述方法還包括: 根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，生成潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告的步驟； 將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和潛油電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告打印的步驟。
【文檔編號(hào)】H02P21/14GK104393810SQ201410538283
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】王立國(guó), 張淋, 張希月, 徐殿國(guó), 蔣清月, 張海聰, 李振宇, 李雪云, 于健雄 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)