產(chǎn)品分類品牌分類
-
新能源電表 4G數(shù)據(jù)融合終端 多回路電表 遠(yuǎn)程抄表 電力監(jiān)測(cè) 無(wú)線傳輸電表 智能電力測(cè)控終端 無(wú)線計(jì)量電能表 4G智能電表 直流電表 環(huán)保用電 通信管理機(jī) 抄表采集設(shè)備 通信網(wǎng)關(guān)機(jī) 鐵塔基站 直流計(jì)量 能耗監(jiān)測(cè) 物聯(lián)網(wǎng)電表 組網(wǎng)模塊 APP電表 直流電能表 多用戶計(jì)量箱 無(wú)線計(jì)量?jī)x表 環(huán)保電表 無(wú)線通信終端 宿舍電力儀表 多用戶多回路 導(dǎo)軌電能表 電能計(jì)量 電能表 網(wǎng)關(guān) 電能 多用戶電表 灌溉 預(yù)付費(fèi)
-
儲(chǔ)能柜系統(tǒng) 虛擬電廠平臺(tái) 光儲(chǔ)充監(jiān)控平臺(tái) 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維 能量管理系統(tǒng) 校園能源管理平臺(tái) 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng) 電池監(jiān)測(cè) 安全用電 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)管理 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 生物制藥 智慧水務(wù) 污水廠 綜合管廊 工廠 數(shù)據(jù)中心 高速公路 醫(yī)院 蓄電池 售電運(yùn)維 運(yùn)維云平臺(tái) 變電所運(yùn)維 銀行智慧用電 能源能耗管理 餐飲油煙監(jiān)測(cè) 能耗系統(tǒng) 電室安裝輔助監(jiān)控方案
淺談抽油機(jī)電機(jī)保護(hù)與自啟動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
摘要:針對(duì)采油廠抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行中容易出現(xiàn)的故障,設(shè)計(jì)了一種以STC15F204EA芯片為核心的智能控制器,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)抽油機(jī)電機(jī)的保護(hù)和自啟動(dòng)控制,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益與應(yīng)用前景,。
關(guān)鍵詞: 抽油機(jī),;電機(jī)保護(hù),;自啟動(dòng);單片機(jī)
0 引言
抽油機(jī)是油田中基礎(chǔ),、常見(jiàn)的設(shè)備,被采油廠大規(guī)模的使用,但由于雷擊,、負(fù)荷不平衡、電網(wǎng)電壓過(guò)低等原因經(jīng)常發(fā)生停機(jī)和燒毀電機(jī)的現(xiàn)象,頻繁需要人工去重啟和維修,。由于分布分散,距離中心站遠(yuǎn),人工重啟與維修比較費(fèi)時(shí),、費(fèi)力,不僅影響生產(chǎn)而且維修成本也比較高。鑒于此種情況,設(shè)計(jì)一款具有保護(hù)和重啟功能的控制器具有很大的實(shí)際意義,。
1設(shè)計(jì)方案與工作原理
本控制器采用以STC15F204EA為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng),由電源,、報(bào)警、啟動(dòng),、暫停及檢測(cè)等單元組成,。圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,。
圖1 整體結(jié)構(gòu)框圖
控制器通過(guò)檢測(cè)單元實(shí)時(shí)監(jiān)視抽油機(jī)的工作狀態(tài),當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)波動(dòng)、雷擊,、人為損壞等情況,造成抽油機(jī)工作不正常時(shí),通過(guò)檢測(cè)比較三相電機(jī)的工作電流,來(lái)判斷電機(jī)是否缺相或過(guò)載,如有缺相或過(guò)載情況發(fā)生,則使電機(jī)停止運(yùn)行,從而起到保護(hù)電機(jī)的作用,。如果電網(wǎng)恢復(fù)正常供電、電機(jī)負(fù)載正常,則通過(guò)啟動(dòng)單元自動(dòng)完成重啟工作,。抽油機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)前,通過(guò)聲音進(jìn)行報(bào)警,提示附近人員遠(yuǎn)離,保證安全。
2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
控制器的工作電源是2 2 0 V ,、5 0 H z 交流電, 但主控芯片STC15F204EA單片機(jī),、鍵盤電路、LED等,需要提供+5V電壓;報(bào)警電路需要提供+12V電壓,。故本設(shè)計(jì)中又以TOP Switch系列開(kāi)關(guān)電源集成芯片構(gòu)建一輔助電源,。其輸入交流電壓220V±10%,輸出為直流,給單片機(jī)提供要求的5V/1A電源。整個(gè)電路可主要分為輸入整流濾波電路,、鉗位保護(hù)電路,、變壓器、輸出整流濾波電路及反饋電路部分,。電源系統(tǒng)電路,如圖2所示,。
圖2 系統(tǒng)電源電路
2.2 報(bào)警電路設(shè)計(jì)
圖3為電網(wǎng)斷電又恢復(fù)供電后,重新開(kāi)機(jī)的預(yù)警裝置,三極管Q1為NPN型三極管。通電后,電阻R36輸出高電平,三極管Q1導(dǎo)通,繼電器K1使常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合,使電路導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)預(yù)警電動(dòng)喇叭開(kāi)始提示電網(wǎng)恢復(fù)供電,人員請(qǐng)遠(yuǎn)離;二極管D13起到保護(hù)電路的作用,。開(kāi)機(jī)前預(yù)警電動(dòng)喇叭提示時(shí)間長(zhǎng)短,可自由設(shè)定,防止多臺(tái)抽油機(jī)同時(shí)開(kāi)機(jī)造成電網(wǎng)啟動(dòng)負(fù)荷過(guò)重,。
圖3 報(bào)警電路
2.3 啟動(dòng)暫停電路設(shè)計(jì)
如圖4所示,圖中所表示的為來(lái)電啟動(dòng)電路和故障暫停電路。原理同圖4,三極管為NPN型三極管,。通電后,電阻輸出高電平,三極管導(dǎo)通,繼電器把開(kāi)關(guān)閉合,使電路導(dǎo)通,啟動(dòng)整個(gè)控制器,二極管起到保護(hù)電路的作用,。
圖4 啟動(dòng)暫停電路
暫停電路原理與啟動(dòng)電路相同,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)故障后,繼電器把常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi),使電路斷路,暫停整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.4 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)三相電機(jī)工作電流,判斷整個(gè)三相電源電路中是否產(chǎn)生缺相,并能檢測(cè)出電機(jī)是否過(guò)載,。
通過(guò)電流互感器T2,、T3、T4檢測(cè)三相電機(jī)工作電流大小,串連一個(gè)0.1的電阻,將電流信號(hào)變換為電壓信號(hào),再通過(guò)精密整流電路和RC濾波電路,將電壓平均值穩(wěn)定在5V,直接接入單片機(jī),。單片機(jī)控制AD進(jìn)行高速采樣,然后對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算即可得到被測(cè)電流的有效值,。
2.5 鍵盤指示燈設(shè)計(jì)
圖5為控制器的鍵盤指示燈電路。
圖5 鍵盤指示燈電路
智能抽油機(jī)控制器前面板有一個(gè)指示燈和一個(gè)按鍵,當(dāng)按鍵按下時(shí),指示燈為黃色閃動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)按下時(shí),指示燈變成黃色常亮,同時(shí)驅(qū)動(dòng)外接預(yù)警電動(dòng)喇叭發(fā)出提示音,提示音播放時(shí)間長(zhǎng)短由按鍵按下時(shí)間決定,這個(gè)時(shí)間也是預(yù)警啟動(dòng)時(shí)間,。按鍵釋放,預(yù)警電動(dòng)喇叭停止播放,完成預(yù)警時(shí)間設(shè)定,智能抽油機(jī)控制器自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)或報(bào)警工作狀態(tài),。
抽油機(jī)有三種工作狀態(tài)。正常工作狀態(tài):綠色指示燈閃爍,電網(wǎng)供電正常,抽油機(jī)工作正常;報(bào)警工作狀態(tài):紅色指示燈閃爍,電網(wǎng)供電正常,抽油機(jī)停機(jī);設(shè)定工作狀態(tài):黃色指示燈閃爍;黃色指示燈瞬間閃爍一次:存儲(chǔ)當(dāng)前工作狀態(tài),。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的主控芯片采用STC15F204EA單片機(jī),系統(tǒng)軟件采用C語(yǔ)言編程,。系統(tǒng)的主程序包含A/D采集子程序、讀寫存儲(chǔ)器子程序等,。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí),首先讀取存儲(chǔ)器狀態(tài),判斷是人為停機(jī)還是電網(wǎng)停機(jī),若是人為停機(jī),系統(tǒng)則不采取任何動(dòng)作;若為電網(wǎng)停機(jī),將啟動(dòng)喇叭和電機(jī),。然后掃描鍵盤,判斷鍵盤動(dòng)作;讀取電機(jī)狀態(tài),判斷電機(jī)狀態(tài)是否改變,。檢測(cè)電流,判斷三相電流是否平衡,若不平衡,將電機(jī)暫停。
4.安科瑞智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹
4.1產(chǎn)品介紹
智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(以下簡(jiǎn)稱保護(hù)器),,采用單片機(jī)技術(shù),,具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠,、數(shù)字化,、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn),。保護(hù)器能對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的過(guò)載,、斷相、不平衡,、欠載,、接地/漏電、堵轉(zhuǎn),、阻塞,、外部故障等多種情況進(jìn)行保護(hù),并設(shè)有SOE故障事件記錄功能,,方便現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員查找故障原因,。適用于煤礦、石化,、冶煉,、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域,。本保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口,,DC4-20mA模擬量輸出,方便與PLC,、PC等控制機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
4.2技術(shù)參數(shù)
4.2.1數(shù)字式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器
4.2.2模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器
4.3產(chǎn)品選型
說(shuō)明:“√”表示具備,,“■”表示可選,。
5結(jié)束語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)的基于STC15F204EA單片機(jī)的智能控制器,采用一種簡(jiǎn)單、實(shí)用,、低成本的方案,能夠在超載時(shí)保護(hù)電機(jī)并實(shí)現(xiàn)電機(jī)停機(jī)后的自啟動(dòng)控制,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用,用它來(lái)對(duì)油田使用的抽油機(jī)恢復(fù)供電和保護(hù)電機(jī),給采油廠帶來(lái)極大的方便,節(jié)約大量的人力和物力,。
參考文獻(xiàn)
[1]杜豫平,莊乾成,周西峰.三相電機(jī)智能監(jiān)控器設(shè)計(jì)[J].電子質(zhì)量,2013,7(3):47-50.
[2]張曉東,童少為.抽油機(jī)電機(jī)保護(hù)與自啟動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版