CN202475158U

CN202475158U - 带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机

Info

Publication number: CN202475158U
Application number: CN2012200521698U
Authority: CN
Inventors: 余传芳; 范志清; 银胜
Original assignee: CHONGQING SHIDA LEICHENG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING SHIDA LEICHENG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-17

Abstract

本实用新型公开了一种带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，一体化变频电机是变频器装在电机内部，与电机连为一体。变频器内设计有可以实现远程控制服务的装置，包括变频器内部的射频发射/接收装置和数据接收、处理单元。所述信号射频发射/接收装置和数据接收、处理单元安装在一体化变频电机的变频器内部；可以和变频电机通信的外部远程控制服务网络包括，信号收发装置和信号处理终端。外部信号收发装置可以是自建的基站，亦可以是移动电话基站，或者全球定位系统GPRS；信号处理终端可以是PC，也可以是自行开发的读/写码装置，或移动电话。本系统具有很高的安全性，适时性和开发性。

Description

带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机

技术领域

本实用新型涉及电机远程控制领域，特别涉及一种带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机。

背景技术

目前，能源与人们生活和工作息息相关，不可或缺。石油开采能够极大地满足人们的生活和经济建设的需要；在石油开采中，油田采油机械广泛应用抽油机，对于抽油机的工作过程需要实时监测，包括对电机运行和故障信息的监测，当抽油机出现电机故障停止运行后，由于距离较远，油田管理人员往往无法及时知道而导致抽油机长时间停机，往往是通过管理人员到现场读取在线的采油机的电机发出的状态，适时对采油机的状态进行修正或维护，或者根据抽油机工作工况需要来改变频率调整转速，无法随时知道变频器的运行状态和发生故障的部位，维修人员或现场工程师无法在处理故障之前知道该维修的项目，增加了维修服务的成本和时间，这使得油田降低了生产效率。

因此需要一种能通过远程控制的一体化油田变频电机，来实现生产过程监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断的信息化需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能通过远程控制的一体化油田变频电机，来实现生产过程监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断的信息化需求。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，包括电机、变频器、信号采集装置和射频收发装置；

所述变频器设置于电机内部，与电机连接构成一体化变频电机；

所述信号采集装置用于采集变频器、电机的运行状态信息；

所述射频收发装置用于远程控制外围网络进行通信服务并能根据运行状态信息来实现对电机进行远距离控制。

进一步，还包括电子标签，所述电子标签用于收集、处理电机和变频器的运行状态信息数据和存储电机的身份识别信息。

进一步，所述射频收发装置设置于变频器内部，所述射频收发装置包括信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置用于通过远程服务系统来发射变频电机的运行状态信息；所述信号接收装置用于通过远程服务系统来接收控制变频电机的命令。

进一步，还包括用于根据采集的变频电机运行状态信息来实现远距离控制电机的信号处理终端；所述信号处理终端的输出端分别与信号发射装置、信号接收装置连接，所述信号发射装置用于发送从信号处理终端中输出的信息，所述信号接收装置用于接收从外部网络输入到信号处理终端的信息。

进一步，所述信号发射装置、信号接收装置通过自建基站、移动电话基站或全球定位系统GPRS网络进一步扩大收发范围。

进一步，所述信号处理终端为工控机或变频器MCU。

进一步，还包括射频读写设备，所述射频读写设备用于读写电机的电子标签中的信息。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用将远程监控系统和变频电机相结合，首次实现了将射频发射接收装置与石油变频电机相结合，通过射频收发技术和无线网络传递变频电机的运行和故障信息到远程监控中心，具有数据实时存储、在线分析、在线预测与监控以及数据报告自动生成的功能。管理人员，可以通过读取在线的采油机的电机发出的状态适时对采油机的状态进行修正或维护，减少了维修服务的成本和时间，使得油田提高生产效率，可根据显示的信息做出快速的急停处理，以免发生伤害事故。本实用新型采用射频技术实现变频电机的信号读写和传递，读取距离远，应用便利，具有良好的防水、防尘、防污损、防磁、防静电性能，使用寿命长特别适用于油田开采环境。对无线传输的数据都经过随机序列的加密，卡内序列号是唯一的，安全性高。抗干扰能力强，穿透性好，感应灵敏，易于维护和操作；支持写入数据，无需重新制作新的标签，可重复使用。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为实施例提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机的整体结构图；

图2为实施例提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机的侧视图；

图3为实施例提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机原理框图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

图1为实施例提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机的整体结构图，图2为实施例提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机的侧视图，图3为实施例提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机原理框图，如图所示，本实用新型提供的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，包括电机、变频器、信号采集装置、射频收发装置、电子标签、信号处理终端和射频读写设备；本实施例中的信号采集装置采用传感器I和传感器II来采集电机和变频器的运转状态信息。

所述信号采集装置用于采集变频器、电机的运行状态信息；

所述电子标签用于收集、处理电机和变频器的运行状态信息数据和存储电机的身份识别信息。

所述射频收发装置设置于变频器内部，所述射频收发装置包括信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置用于通过远程服务系统来发射变频电机的运行状态信息；所述信号接收装置用于通过远程服务系统来接收控制变频电机的命令。

信号处理终端用于根据采集的变频电机运行状态信息来实现远距离控制电机；所述信号处理终端的输出端分别与信号发射装置、信号接收装置连接，所述信号发射装置用于发送从信号处理终端中输出的信息，所述信号接收装置用于接收从外部网络输入到信号处理终端的信息，本实施例中的信号处理终端可以采用变频器MCU，也可以采用其他的单片机或数字处理系统装置。

所述信号发射装置、信号接收装置通过自建基站、移动电话基站或全球定位系统GPRS网络进一步扩大收发范围。所述信号处理终端为工控机或变频器MCU。所述射频读写设备用于读写电机的电子标签中的信息，不需要通过网络而直接读写电子标签中关于电机和变频器的运行状态信息，也可以通过手持设备获取相关信息，然后通过网络、基站来传递状态和控制信息，或者通过管理员、访问者通过网络以安全方式通过防火墙进入远程服务系统来传递信息和命令。

将多台带远程服务系统的一体化油田用变频电机组合构成集群式变频电机远程控制系统，抽油机在控制范围可以达到控制器为中心的较大半径内；控制范围最大距离可以是以控制平台发出点为圆心，半径为1500m的圆内。所述变频电机上设置有辅助接线盒1、定子2、转子3、旋转编码器4、变频器支架总成5、主接线盒6、天线7、风罩及强迫风机总成8、轴承测温仪9、注油管10、警示牌11和排油管12。所述天线用于发射变频电机运行状态信息和接收远程服务系统的控制命令。

远程服务系统是通过射频收发技术和无线网络传递变频电机的运行和故障信息到远程监控中心，具有数据实时存储、在线分析、在线预测与监控以及数据报告自动生成的功能。管理人员，可以通过读取在线的采油机的电机发出的状态适时对采油机的状态进行修正或维护。除了能监视运行状况外，监控维修中心可根据显示的信息做出快速的急停处理，以免发生伤害事故。远程监控中心始终监控变频电机系统，随时可以知道变频器的运行状态和发生故障的属性，维修人员或现场工程师去处理故障之前就已知道该维修的项目，减少了维修服务的成本和时间，这使得智能化油田提高生产效率，减少停机时间提供了更大的便利。

油田抽油机监控服务系统平台是通过射频收发技术和无线网络传递协议实现的。远程控制是基于石油开采终端，以SMS/USSD/GPRS 等为接入手段，提供机器到机器的解决方案，满足客户对生产过程监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的信息化需求。

远程控制变频电机检测电机和变频器的运行信息、可靠的把其实时的信息传递并智能处理这些信息，以实现对电机和变频器实施智能化的控制与管理，同时，管理人员可以同时控制多台的电机，节省了管理时间和成本。

远程服务系统的网络分为三层：一是感知层，监控变频器和电机的运行状态：工作频率、工作电压、工作电流、输出功率、输出效率、电机转速、环境温度、设备运行温度、运行状态、采油信息等信息的采集；二是网络层，充分利用无线射频技术把感知的信息传递到上位机并处理，同时把上位机的命令传递到变频器；三是应用层，油井工作人员可以更具上位机处理出来的信息，提前对变频器的运行参数进行调整；维护人员可以预先得知需要维护的变频电机的需更换的部件，油田开采实现行业智能化。

首先变频电机的运行状态和参数通过各种传感器传递到变频器MCU,这些参数包括电机的和变频器的运行情况，同时变频器MCU还收集当前变频器设置的状态数据。

变频器的MCU把用户密切关心的数据通过射频收发装置发送到所利用的无线基站。远程服务系统接收可以直接接收从基站发出的数据，并把这些数据处理为用户所需的信息文件。

访问者和系统管理员可以读取这些文件，及时了解油田抽油机变频电机的状况。同时，油田管理员可以根据这些文件，及时对抽油机变频电机做出干预。干预信息同样通过无线基站发送到对应变频电机内部的射频接收器。

此外油田管理员还通过手持设备，例如手持设备直接访问单个变频电机，而不通过服务系统。同时本系统还支持通过手持无线读写设备近距离通过射频收发器读写特定某个变频电机。

抽油机变频电机远程服务系统还设置有故障信息记录数据库，该故障信息记录数据库够方便地使维保中心建立起一套电机的运行、故障及维修档案库，所提供的数据记录不是简单的数据列表，而是标准数据库文件。例如可以对某台电机，或某一特定时间段的油田采油机的故障及维修情况进行统计。通过这些数据文件，可以清楚了解到变频器运行状况以及故障状况，还可以对维修人员在设备故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。

所述电机电子标签用于存储电机运行状态信息和变频电机的身份标识，所述射频读写设备可以通过射频收发器读写电机电子标签中的信息。

电机电子标签中设置有变频电机的身份信息，对于每台变频电机的输入/输出信号模块，有唯一的标识符，而且这些模块安装在变频器模块上，通过身份识别，可以实现同时对油田多台台抽油机远程控制。通过射频身份系统可以最多同时控制128台抽油机变频电机。可以通过移动设备直接访问单个变频电机，而不用通过远程控制平台。可以通过射频读写设备直接访问单个变频电机，而不用通过无线网络。

变频电机远程服务系统平台以采用感应耦合方式来实现射频读写设备及电机电子标签之间的通讯及能量感应，射频读写设备中的阅读器和应答器之间采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是射频系统的信息载体，应答器是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。

Claims

1. 带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：包括电机、变频器、信号采集装置和射频收发装置；

所述信号采集装置用于采集变频器、电机的运行状态信息；

2. 根据权利要求1所述的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：还包括电子标签，所述电子标签用于收集、处理电机和变频器的运行状态信息数据和存储电机的身份识别信息。

3. 根据权利要求2所述的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：所述射频收发装置设置于变频器内部，所述射频收发装置包括信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置用于通过远程服务系统来发射变频电机的运行状态信息；所述信号接收装置用于通过远程服务系统来接收控制变频电机的命令。

4. 根据权利要求3所述的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：还包括用于根据采集的变频电机运行状态信息来实现远距离控制电机的信号处理终端；所述信号处理终端的输出端分别与信号发射装置、信号接收装置连接，所述信号发射装置用于发送从信号处理终端中输出的信息，所述信号接收装置用于接收从外部网络输入到信号处理终端的信息。

5. 根据权利要求4所述的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：所述信号发射装置、信号接收装置通过自建基站、移动电话基站或全球定位系统GPRS网络进一步扩大收发范围。

6. 根据权利要求5所述的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：所述信号处理终端为工控机或变频器MCU。

7. 根据权利要求6所述的带远程控制服务装置的一体化油田用变频电机，其特征在于：还包括射频读写设备，所述射频读写设备用于读写电机的电子标签中的信息。