专利名称：一种应用于游梁式抽油机控制器的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田抽油机控制领域，特别涉及一种应用于游梁式抽油机控制器的控制装置。
背景技术：
目前，游梁式抽油机控制器(简称RTU)已普遍应用于油田控制方面，国产RTU在近几年市场份额也越来越大，产品也逐渐转向成熟。由于通讯环境等影响，远程人工干预控制已无法实现高效的采油效率，RTU的自我控制显得尤为重要。然而当前现状下，控制实现的方法没有形成统一的标准，国内各厂家的RTU自我控制方面均值在各自的设备上实现的，不利于数字化油田的广泛建设，也不利于数字化油田的技术维护。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于游梁式抽油机控制器的控制
装置。·为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用于游梁式抽油机控制器的控制装置，包括数字信号处理器、电源电路、复位电路、JTAG仿真接口电路和SPI通讯接口电路；其中，所述电源电路与所述数字信号处理器相连，所述JTAG仿真接口电路与所述数字信号处理器相连，所述SPI通讯接口电路与所述数字信号处理器和游梁式抽油机控制器相连，所述复位电路与所述控制数字信号处理器相连。进一步地，还包括引脚处理电路，所述引脚处理电路与所述数字信号处理器相连。进一步地，所述SPI通讯接口电路包括时钟线接口、数据输入线接口、数据输出线接口和使设备使能线的串行接口。进一步地，所述SPI通讯接口电路还包括预留接口，所述预留接口与所述游梁式抽油机控制器相连。本实用新型提供的应用于游梁式抽油机控制器的控制装置控制器，可以应用在游梁式抽油机控制器RTU上，将原来在RTU上需要的控制任务移植到该控制装置上完成。由于各厂家RTU的控制方法不一致，从而导致数字化油田的管理不便等技术问题的出现，通过此控制装置，为数字化油田的推广提供了更大的便捷。
图1为本实用新型实施例提供的应用于游梁式抽油机控制器的控制装置结构示意图；附图标记:1、数字信号处理器，2、电源电路，3、复位电路，4、JTAG仿真接口电路，5、SPI通讯接口电路，6、预留接口。
具体实施方式
参见图1，本实用新型实施例提供的一种应用于游梁式抽油机控制器的控制装置，包括数字信号处理器1、电源电路2、复位电路3、JTAG仿真接口电路4和SPI通讯接口电路5 ；其中，电源电路2与数字信号处理器I相连，JTAG仿真接口电路4与数字信号处理器I相连，SPI通讯接口电路5与数字信号处理器I和游梁式抽油机控制器相连，复位电路3与控制数字信号处理器I相连。其中，控制装置还包括引脚处理电路，引脚处理电路与数字信号处理器相连。数字信号处理器I使用内部晶振作为系统时钟源，通过12M的晶振和两个33P的小电容组成，所以未添加外部时钟电路，数字信号处理器的工作时间精度为I微妙。电源电路2用于为数字信号处理器提供工作电压，利用5V电源为数字信号处理器提供必须的3.3V电源，为数字信号处理器提供电源信号，电源电路通过变压器和4个二极管组成桥式整流电路，变压器输出端的5V电压经过桥式整流并电容滤波后，在电容两端直接形成一个负载，经过然后得到一个三端稳压器进行稳压后，得到3.3V电压；JTAG仿真接口电路4用于为数字信号处理器提供程序烧写接口，在本实用新型实施例中，JTAG仿真接口电路可以为AVR仿真器，AVR仿真器是基于JTAG接口进行程序烧写的，具有JTAG接口的AVR芯片；SPI通讯接口电路5用于为数字信号处理器和游梁式抽油机控制器提供数据交互信号;复位电路3用于根据数据交互信号的复位信号对游梁式抽油机控制器的硬件复位，复位电路采用通常的IOUF电容和IOK电阻组成，复位条件有两个:一是有外部输入复位信号时，复位电路产生 复位信号使该装置硬件复位；二是电源电路提供的3.3V电压信号偏差超过10%时复位电路也会产生复位信号使该装置硬件复位。另外，SPI通讯接口电路5提供该装置与外部设备的数据交互接口，包括所述SPI通讯接口电路包括时钟线接口(CLK)、数据输入线接口(S0MI)、数据输出线接口(SMO)和使设备使能线的串行接口(STE)。SPI通讯接口电路5包括:外部时钟、控制寄存器、计数器、状态机、地址寄存器；其中，一输入串行变并行转换电路，输入端与数据输入线“DIN”端连接，输出端送出串行信息转换成并行的信息；一输入缓冲寄存器，输入端与输入串行变并行转换电路的输出端连接，输出端分别与地址寄存器和芯片内部寄存器连接；一输出缓冲寄存器，输入端与内部寄存器连接，其输出端与数据输出总线“D0UT_BUS”端连接；一输出并行变串行转换电路，输入端与数据输出总线“D0UT_BUS”端连接，输出端与数据输出线“D0UT”端连接；所述的接口电路通过外部总线的片选CS、同步时钟SCLK、数据输入DIN、数据输出DOUT四线进行芯片与外部器件的数据通讯。引脚处理电路为将未使用的数字信号处理器输入端口全部做硬件拉低处理，防止其影响数字信号处理器的正常工作状态，当处理器命令就绪时当上一信号指令没有结束，引脚电平拉低表示当前指令需要等待，由于每个处理器都有自己的地址空间，系统中的存储设备都会被映射到这个地址空间里面，比如flash，ddr等，一般的处理器上电后会从自己地址空间的O地址去读取指令，比如arm架构的处理器，然后可以在上电时通过硬件将处理器的某个引脚拉高或者拉低，以决定将哪个存储器映射到O起始的地址空间，比如将引导程序存储到norfIash中，然后将norfIash映射到起始地址，则处理器上电就开始执行引
导程序。该控制装置可以安装在游梁式抽油机控制器上使用，具体使用方式及要求如下所述:该控制装置安装在游梁式抽油机控制器上使用。数据信息源由游梁式抽油机控制器RTU提供，通过SPI通讯接口电路传输至数字信号处理器，该装置完成相关计算后通过SPI通讯接口电路将计算结果反馈至RTU并由RTU输出信号完成抽油机的控制操作。使用该装置时，硬件部分需要满足以下三个部分的线路连接:⑴连接5V电源接口，为该装置提供工作电源；⑵连接外部复位信号，低电平为复位有效信号；⑶连接SPI接口信号，SΙΜ0, SOM1、CLK与STE四个信号必须全部连接。软件部分需要注意以下几点:⑴该装置已配置为SPI从设备模式，通讯方式支持SPI方式O与方式3，最高通讯波特率为7.5Mbps。⑵通讯数据格式遵循标准Modbus-RTU数据格式。游梁式抽油机控制器正常使用时与该控制装置之间的数据交互全部是通过SPI通道实现的。使用时需先向该控制装置通讯协议中规定的地址单元中写如相应数据，然后按照通讯协议中规定的函数调用方式调用不同的函数计算功能，最后读取结算结果即可。本实用新型实施例提供的控制装置可以应用在游梁式抽油机控制器RTU上，将原来在RTU上需要的控制任务移植到该控制装置上完成。由于各厂家RTU的控制算法不一致，从而导致数字化油田的管理不便现象等技术问题的出现，通过本实用新型实施例提供的控制装置，为数字化油田的推广提供了更大的便捷。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用 新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种应用于游梁式抽油机控制器的控制装置，其特征在于，包括数字信号处理器、电源电路、复位电路、JTAG仿真接口电路和SPI通讯接口电路； 其中，所述电源电路与所述数字信号处理器相连，所述JTAG仿真接口电路与所述数字信号处理器相连，所述SPI通讯接口电路与所述数字信号处理器和游梁式抽油机控制器相连，所述复位电路与所述控制数字信号处理器相连。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括引脚处理电路，所述引脚处理电路与所述数字信号处理器相连。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述SPI通讯接口电路包括时钟线接口、数据输入线接口、数据输出线接口和使设备使能线的串行接口。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述SPI通讯接口电路还包括预留接口，所述预留接口与所述·游梁式抽油机控制器相连。
专利摘要本实用新型公开了一种应用于游梁式抽油机控制器的控制装置，属于油田抽油机控制领域。该装置包括数字信号处理器、电源电路、复位电路、JTAG仿真接口电路和SPI通讯接口电路；电源电路与数字信号处理器相连，JTAG仿真接口电路与数字信号处理器相连，SPI通讯接口电路与数字信号处理器和游梁式抽油机控制器相连，复位电路与控制数字信号处理器相连。本实用新型应用在游梁式抽油机控制器RTU上，将原来在RTU上需要的控制任务移植到该控制装置上完成，为数字化油田的推广提供了更大的便捷。
文档编号G05B19/04GK203101873SQ201320001778
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者白文雄, 李海东, 姚鹏, 成城, 师德俊, 樊勇 申请人:中国石油天然气股份有限公司