一种用于油井电机的监控方法及装置与流程

本发明属于油井电机监控控制领域，本发明涉及一种用于油井电机的监控方法及装置。

背景技术：

当前，油井电机的控制及保护通常采用电动机综合保护器实现保护功能，功能单一，仅能实现保护停机功能；而油田企业需要的对现场油井电机的远程遥控启停，电机的运行状态、参数及油井电功图的采集上传等功能无法实现。

为实现上述功能，目前，大多采用多台设备实现上述功能，使用电机保护器实现油井电机综合保护，使用油井rtu实现油井电机远程启停、电参数采集及油井电功图采集等功能；采用现有技术存在功能单一、现场安装设备繁杂、不便设备维护、集成度不高、通讯协议不统一等诸多问题。

技术实现要素：

本发明主要解决了油井电机的综合保护及电机运行状态的监控，包括电机堵转、过载、缺相、三相不平衡、过压、欠压。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于油井电机的监控方法，包括：

s1.基于油井电机，采集油井电机的电参数；

s2.通过对油井电机的监控系统进行系统初始化，得到初始化监控系统，将电参数传输到初始化监控系统；

s3.基于初始化监控系统，对电参数进行分类处理，获得数据处理结果；

s4.通过设置安全阈值，对数据处理结果与安全阈值进行比对判断，将判断结果输入到初始化监控系统；

s5.初始化监控系统，通过判断结果，控制油井电机工作。

优选地，电参数包括油井电机的工作电压、电流、功率及电能数据。

优选地，系统初始化包括，数据寄存器初始化、硬件端口初始化、通讯端口初始化、外部显示模块初始化、外部电能计量专用芯片初始化。

优选地，s4包括，根据油井电机运行的历史数据，对安全阈值进行实时调整；

安全阈值为油井电机的电参数的最大运行参数。

优选地，判断结果包括油井电机是否过载、堵转、三相不平衡、过压、欠压。

一种用于油井电机的监控装置，包括：

处理器、数据采集器、通信电路、显示器、继电器；

处理器分别与数据采集器、通信电路、显示器、继电器电性连接；

数据采集器用于采集所述电参数；

通信电路用于将处理器得到的数据结果传输到远程终端；

显示器用于显示处理器的数据处理结果以及数据采集器采集的电参数；

处理器通过继电器与油井电机电性连接，用于控制油井电机工作。

优选地，处理器为嵌入式处理器stm32f101。

优选地，数据采集器包括ht7036电能计量专用芯片，用于采集油井电机的工作电压、电流、功率及电能数据。

优选地，通信电路包括sp3485通讯芯片，用于实现rs485远程通讯功能，实现数据远程上传及接收远程下发指令。

优选地，显示器包括ch16032b汉显液晶模块，用于实现人机界面，提供参数设置、状态及数据显示功能。

本发明公开了以下技术效果：

本发明采用嵌入式微处理器做为控制核心，数据采集采用电能计量专用芯片实现数据采集测量，具有测量精度高、数据刷新速率快、电路简单的特点；结合rs485通讯芯片实现远程通讯功能，人机界面方面采用汉显液晶模块，提供便捷、直观的显示操作界面。

本发明通过微处理器技术、rs485总线通信技术和dsp数据测量技术，为油井电机提供专业化的、集保护、测量和控制于一体的智能化管理方案，是油井电机智能化管理的理想选择。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的监控装置结构示意图；

图2为本发明实施例所述的监控方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明公开了一种用于油井电机的监控方法，包括：

s1.基于油井电机，采集油井电机的电参数；

s2.通过对油井电机的监控系统进行系统初始化，得到初始化监控系统，将电参数传输到初始化监控系统；

s3.基于初始化监控系统，对电参数进行分类处理，获得数据处理结果；

s4.通过设置安全阈值，对数据处理结果与安全阈值进行比对判断，将判断结果输入到初始化监控系统；

s5.初始化监控系统，通过判断结果，控制油井电机工作。

电参数包括油井电机的工作电压、电流、功率及电能数据。

系统初始化包括，数据寄存器初始化、硬件端口初始化、通讯端口初始化、外部显示模块初始化、外部电能计量专用芯片初始化。

s4包括，根据油井电机运行的历史数据，对安全阈值进行实时调整；

安全阈值为油井电机的电参数的最大运行参数。

判断结果包括油井电机是否过载、堵转、三相不平衡、过压、欠压。

一种用于油井电机的监控装置，包括：

处理器、数据采集器、通信电路、显示器、继电器；

处理器分别与数据采集器、通信电路、显示器、继电器电性连接；

数据采集器用于采集所述电参数；

通信电路用于将处理器得到的数据结果传输到远程终端；

显示器用于显示处理器的数据处理结果以及数据采集器采集的电参数；

处理器通过继电器与油井电机电性连接，用于控制油井电机工作。

处理器为嵌入式处理器stm32f101。

数据采集器包括ht7036电能计量专用芯片，用于采集油井电机的工作电压、电流、功率及电能数据。

通信电路包括sp3485通讯芯片，用于实现rs485远程通讯功能，实现数据远程上传及接收远程下发指令。

显示器包括ch16032b汉显液晶模块，用于实现人机界面，提供参数设置、状态及数据显示功能。

本发明主要解决了油井电机的综合保护及电机运行状态的监控，包括电机堵转、过载、缺相、三相不平衡、过压、欠压。

本发明主要解决了油井电机的电参数采集及数据远传功能，电参数采集包括电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能。

本发明主要解决了油井电功图的采集及数据远传功能。

图1中嵌入式处理器stm32f101分别与数据采集ht7036、通信电路sp3485、显示界面ch16032b及继电器连接，实现数据采集、数据远传、界面显示及电机启停控制等功能。

本发明数据采集使用了ht7036电能计量专用芯片，采集油井电机的工作电压、电流、功率及电能数据；嵌入式处理器stm32f101执行内部程序定时读取ht7036中的实时数据，经过内部程序判断处理，控制处理器外接继电器，实现电机综合保护及远程启停功能。

本发明远传数据通讯电路使用了sp3485通讯芯片实现rs485远程通讯功能，实现数据远程上传及接收远程下发指令。

本发明显示界面使用了ch16032b汉显液晶模块，实现人机界面，提供参数设置、状态及数据显示功能。

本发明主程序流程图见图2，嵌入式处理器上电复位后，先进行程序初始化操作，包括数据寄存器初始化、硬件端口初始化、通讯端口初始化、外部显示模块初始化、外部电能计量专用芯片初始化。

随后，处理器执行数据采集及处理子程序，程序内容包括读取电能计量专用芯片采集的实时数据、数据计算、数据保存。

处理器执行电机综合保护处理子程序，包括电机是否过载、堵转、三相不平衡、过压、欠压等综合保护，如电机出现故障，则控制外部继电器动作，控制电机停机，实现保护功能。

处理器执行键盘及显示子程序，包括读取硬件端口，判断外部按键是否闭合，并进行相应处理；与外部显示模块通讯，提供相应显示数据。

最后，处理器执行通讯接收及处理子程序，程序实时读取通讯端口是否有指令到达，如有指令到达，根据指令内容做出相应处理。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。