CN208816097U - 一种抽油机节电装置 - Google Patents
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Abstract
一种抽油机节电装置，涉及一种节电装置，所述装置CPU处理芯片与采集电路、电源控制电路、液晶显示电路、存储电路、485通讯电路、433无线通讯模块相连接，485通讯电路与变频控制器相连，433无线通讯模块与能效分析软件相连；CPU处理芯片采用STM32F4系列芯片，通过SPI总线与采集电路中的7022E相连，由8080接口连接到液晶显示电路，由SPI总线连接到存储电路，通过TXD、RXD与485通讯电路相连接。本实用新型可根据抽油机的负荷实时调节抽油机的变频器，保证电动机的输出功率与负荷的匹配，节约电能，减少抽油设备在满负荷运行下的维护费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节电装置，特别是涉及一种抽油机节电装置。
背景技术
随着产业更新升级和社会环保意识的加深，节能减排受到国家和企业的广泛重视，老一代的工业设备随着老化和故障的产生，随之而来的电能浪费，产量降低，设备寿命降低是很多企业的利润逐步降低。在传统的采油行业里，抽油是采油生产中最主要的设备，但是根据目前的调查显示，抽油机的电流消耗巨大，但是效率很低，平均在25%左右，功率因数小，电能浪费大，在传统的节能改造方案中由于抽油的负荷时刻变化，传统加装变频器节能的方案往往不能取得良好的解决效果，只有在在考虑油井油面、油浓度变化时动态调整抽油机的抽取速度才能更好的提供抽油机的工作效率，节约电能，同时起到更好的保护作用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种抽油机节电装置，本实用新型可根据抽油机的负荷实时调节抽油机的变频器，保证电动机的输出功率与负荷的匹配，节约电能，减少抽油设备在满负荷运行下的维护费用。实时监控的运行状态和电量信息，将运行数据发送到能效分析软件，对设备的异常状态进行报警监控，同时分析抽油机节电装置的工作情况，以便于生产成本的核算。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种抽油机节电装置，所述装置包括CPU处理芯片、采集电路、电源控制电路、液晶显示电路、存储电路、485通讯电路、433无线通讯模块、变频控制器、能效分析软件等； CPU处理芯片与采集电路、电源控制电路、液晶显示电路、存储电路、485通讯电路、433无线通讯模块相连，485通讯电路与变频控制器相连，433无线通讯模块与能效分析软件相连。
所述的CPU处理芯片与采集电路、电源控制电路、液晶显示电路、存储电路、485通讯电路、433无线通讯模块相连，负责处理采集电路所采集的数据，根据计算得到抽油机的负载状态，由485通讯电路发送指令到变频控制器。
所述的采集电路包括计量芯片及其外部电路，电流互感器及采样电阻，变压器及采样电阻，采用的芯片为7022E计量芯片，用于采集通过定子绕组的电流，电压及电量，同时将数据发送到CPU处理芯片。
所述的电源控制电路采用隔离变压器和稳压电源模块供电。
所述的液晶显示电路采用段式液晶，用于显示当前抽油机的工作状态及异常信息。
所述的存储电路采用W25Q128FLASH存储芯片，用于存储设备信息和采集到的电量信息。
所述的485通讯电路由MAX485及外部电路组成，用于和变频控制器通讯，实时调整变频控制器。
所述的433无线通讯模块采用SX1212无线收发模块用于和能效分析软件通讯。
所述的变频控制器用于控制抽油机电机的运行速度。
所述的能效分析软件，用于分析统计抽油机的用电信息和设备的异常工作状态。
本实用新型的优点与效果是：
1. 本实用新型测量精度高，非线性误差小于0.1%。
2. 本实用新型即可根据抽油机的负荷实时调节抽油机的变频器，匹配电动机的输出功率与负荷的匹配，节约电能。
3. 本实用新型可根据不同的电机型号及参数分析电机的轻载，重载，功率因数，高次谐波等，将检测到的数据发送给上位机，得到哪些设备有节能空间或异常状态。
4. 本实用新型可根据唯一的设备地址，快速找到发生问题的位置。
5. 本实用新型可结合数据采集装置对用户用电情况及设备运行情况进行监控分析。
6. 本实用新型采用的CPU为32位Cortex-M3架构，具有更强大的数据处理功能和更好的拓展性。
7. 本实用新型具有433无线通讯功能，可以无线进行数据采集或修改调试。
8. 本实用新型可统计抽油机的用电信息，分析节电装置的节电情况。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中部件为:1. CPU处理芯片 2.采集电路 3.电源控制电路 4.液晶显示电路 5.存储电路 6.485通讯电路 7. 433无线通讯模块8. 变频控制器9.能效分析软件。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型可以跟踪抽油机的负载及运行情况，通过采集电机的电流，电压，功率因数等用电信息，通过分析抽油机电机负载电流的变化，实时准确的跟踪电机的负载及运行情况，并将采集分析得到的数据，将信息传递到能效分析软件，用户可通过能效分析软件对指定设备进行进一步数据的采集和分析，检测抽油机的能源消耗情况，更有利于成本核算和对能源消耗的统计。
实施例
本实用新型包括：CPU处理芯片1、采集电路2、电源控制电路3、液晶显示电路4，存储电路5、485通讯电路6、433无线通讯模块7、变频控制器8、能效分析软件9
所述的CPU处理芯片1采用STM32F4系列芯片，具有更高的主频，更强大的数据处理能力，并通过SPI总线与采集电路2中的7022E相连，由电源控制电路3供电，由8080接口连接到液晶显示电路，由SPI总线连接到存储电路5，通过TXD、RXD与485通讯电路6相连接，主要负责外部电路的驱动和数据的处理。
所述的采集电路2使用7022E三相电采集芯片，使用SPI总线与CPU处理芯片1相连，7022E通过变压器，电流互感器采集三相电的电流、电压、功率因数、电量等信息，通过采样电阻连接到分别连接到7022E的VXP管脚，所述的采集电路2可采集A、B、C三相电的用电情况，同时负责监控设备使用中的异常事件，并根据三相电中的电流大小分析电机的负载情况，由CPU处理芯片1进行处理。
所述的电源控制电路3用于所述抽油机节电装置的供电，采用变压器和整流电路将正弦交流电转化成12V直流电，经过线性稳压电源模块LM1117-3.3负责输出3.3V直流电，用于CPU处理芯片1、采集电路2、液晶显示电路4，存储电路5、485通讯电路6、433无线通讯模块7的供电。
所述的液晶显示电路4采用LCD液晶屏通过8080接口方式连接到CPU处理电路1，用于电量信息及异常事件的显示。
所述的存储电路5中铁电FM24CL16 通过IIC总线与CPU处理芯片1相连，用于储存电量、计量芯片的矫正参数、计量数据、电机参数，设备信息等。
所述的485通讯电路6使用max485通讯芯片与CPU处理芯片的串口相连进行，通过485总线和变频控制器8的通讯，从而控制抽油机的电机转速。
所述的433无线通讯模块7采用SX1212传输模块，通过SPI总线连接到CPU控制芯片，并通过433无线信号与能效分析软件9通讯，可设置电机的参数及型号，电量信息的抄读，故障监测等。
所述的变频控制器8可通过485总线得到的数据对电机的转速进行控制，在原油粘稠度较低、油量较少时适当降低电机转速，避免电机做功的余量造成的电量浪费。
所述的能效分析软件9，用于检测和控制抽油机节电装置的节能情况。
CPU处理芯片1、采集电路2、电源控制电路3、液晶显示电路4，存储电路5、485通讯电路6、433无线通讯模块7、变频控制器8、能效分析软件9
本实用新型装置中，CPU处理芯片1与采集电路2、电源控制电路3、液晶显示电路4，存储电路5、485通讯电路6、433无线通讯模块7相连接，首先在采集电路2中，三相电经由变压器，电流互感器，分压电阻将三相电转换成计量芯片可计量的小信号，再由电量计量芯片将采集到的数据发送给CPU处理芯片1进行处理，CPU根据电流判断抽油机的负载状态，与CPU内部设置的电机参数进行比较，判断出抽油机的轻载、重载、过载等工作状态，由液晶显示电路4进行显示，并根据抽油机轻载状态下抽油机做功的余量大小，由CPU处理芯片通过TXDRXT通讯线传输命令到485通讯电路6，由485总线控制变频控制器8适当降低电机转速，并将采集到的信息通过IIC总线发送到在存储电路5中进行存储，防止丢失重要数据。用户根据能效分析软件9采集到的信息对抽油机节电装置的节电情况进行分析，并监测抽油机的工作状态，当接收到报警信息用户可及时处理。
Claims (5)
1.一种抽油机节电装置，其特征在于，所述装置包括 CPU处理芯片（1）、采集电路（2）、电源控制电路（3）、液晶显示电路（4）、存储电路（5）、485通讯电路（6）、433无线通讯模块（7）、变频控制器（8）、能效分析软件（9）；CPU处理芯片（1）与采集电路（2）、电源控制电路（3）、液晶显示电路（4）、存储电路（5）、485通讯电路（6）、433无线通讯模块（7）相连接，485通讯电路（6）与变频控制器（8）相连，433无线通讯模块（7）与能效分析软件（9）相连；CPU处理芯片（1）采用STM32F4系列芯片，通过SPI总线与采集电路（2）中的7022E相连，由8080接口连接到液晶显示电路，由SPI总线连接到存储电路（5），通过TXD、RXD与485通讯电路（6）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种抽油机节电装置，其特征在于，所述的采集电路（2）使用7022E三相电采集芯片，使用SPI总线与CPU处理芯片（1）相连，变压器，电流互感器采集电量信息后通过采样电阻分别连接到7022E的VXP管脚。
3.根据权利要求1所述的一种抽油机节电装置，其特征在于，所述的存储电路（5）中铁电FM24CL16 通过IIC总线与CPU处理芯片（1）相连。
4.根据权利要求1所述的一种抽油机节电装置，其特征在于，所述的485通讯电路（6）使用max485通讯芯片与CPU处理芯片的串口相连。
5.根据权利要求1所述的一种抽油机节电装置，其特征在于，所述的433无线通讯模块（7）采用SX1212传输模块，通过SPI总线连接到CPU控制芯片。
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2018
- 2018-06-14 CN CN201820920270.8U patent/CN208816097U/zh active Active
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