專利名稱：抽油機(jī)數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制中的裝置。
背景技術(shù)：
抽油機(jī)井的管理是油田生產(chǎn)管理中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，目前我國大多數(shù)油田抽油井的現(xiàn)狀是油井分散、分布范圍廣、地區(qū)偏遠(yuǎn)、不易管理；油井管理中的大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)全靠人工進(jìn)行采集、消耗了大量的人力和財力；油田現(xiàn)場基本沒有測量測試設(shè)備，判斷抽油機(jī)的工作狀態(tài)主要靠工人的經(jīng)驗。這種現(xiàn)狀導(dǎo)致抽油機(jī)出現(xiàn)故障無法及時發(fā)現(xiàn)，影響了油田的正常生產(chǎn)，造成不必要甚至是巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上不能適應(yīng)油田自動化、信息化發(fā)展的要求。 發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實用新型提供一種抽油機(jī)數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)，該種系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集無線傳輸以及能夠直接進(jìn)行電動機(jī)現(xiàn)場控制的特點，減少了操作人員的勞動量，降低了誤差，提高了油田自動化生產(chǎn)的程度。本實用新型的技術(shù)方案是該種抽油機(jī)數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)，包括溫度傳感器、液晶顯示模塊以及PS2鍵盤，包括由AT89S52單片機(jī)、AT89C55單片機(jī)以及AT89C4051單片機(jī)構(gòu)成的單片機(jī)組合控制單元，其特征在于所述系統(tǒng)還包括測速發(fā)電機(jī)、全波整流平均值濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、無線模塊、74HC573型鎖存器以及ULN2003型驅(qū)動芯片；其中，所述測速發(fā)電機(jī)的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；所述全波整流平均值濾波電路的直流信號輸出端連接至A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端連接至AT89C55單片機(jī)的抽油機(jī)采樣信號輸入端；所述無線模塊采用IA4421型無線芯片，該模塊與所述AT89S52單片機(jī)之間采用雙向數(shù)據(jù)流連接；所述AT89C4051單片機(jī)的控制信號輸出端連接至74HC573型鎖存器的信號輸入端，由所述74HC573型鎖存器、ULN2003型驅(qū)動芯片和抽油機(jī)電機(jī)繼電器連接后構(gòu)成抽油機(jī)電機(jī)的驅(qū)動電路。本實用新型具有如下有益效果本系統(tǒng)依托于當(dāng)前先進(jìn)的無線通信技術(shù)，提供了一種基于單片機(jī)的嵌入式無線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有了數(shù)據(jù)采集、溫度監(jiān)控、電機(jī)自動運行控制、數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)裙δ?，可以實現(xiàn)對抽油機(jī)的運行狀況進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想、使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、可靠性高、易于調(diào)試。所設(shè)計的系統(tǒng)不但具有數(shù)據(jù)采集無線傳輸和顯示功能，而且能夠直接進(jìn)行電動機(jī)現(xiàn)場控制，系統(tǒng)具有操作簡單、工作可靠、人機(jī)交互界面友好、自動化程度高等特點。經(jīng)實驗測試表明，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度高、數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、很好地實現(xiàn)了電機(jī)自動控制和數(shù)據(jù)采集的功能。本系統(tǒng)的有效的實現(xiàn)了油井的監(jiān)管，減少了操作人員的勞動量，降低了誤差，節(jié)約能源，提高了整體的安全性。系統(tǒng)畫面清晰，易于維護(hù)，方便操作，具有相當(dāng)?shù)耐茝V價值。


[0007]圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型所述全波整流平均值濾波電路的電氣原理圖。圖3是本實用新型所述無線通訊模塊電路的電氣原理圖。圖4是本實用新型所述主單片機(jī)的程序流程圖。圖5是本實用新型所述電機(jī)驅(qū)動電路的電氣原理圖。圖6是本實用新型利用VB通訊控件MSCOMM開發(fā)的無線通訊程序流程圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明由圖I所示，該種抽油機(jī)數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)，包括溫度傳感器、液晶顯示模塊以及PS2鍵盤，包括由AT89S52單片機(jī)、AT89C55單片機(jī)以及AT89C4051單片機(jī)構(gòu)成的單片機(jī)組合控制單元，其特征在于所述系統(tǒng)還包括測速發(fā)電機(jī)、全波整流平均值濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、無線模塊、74HC573型鎖存器以及ULN2003型驅(qū)動芯片；其中，所述測速發(fā)電機(jī)的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；所述全波整流平均值濾波電路的直流信號輸出端連接至A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端連接至AT89C55單片機(jī)的抽油機(jī)采樣信號輸入端；所述無線模塊采用IA4421型無線芯片，該模塊與所述AT89S52單片機(jī)之間采用雙向數(shù)據(jù)流連接；所述AT89C4051單片機(jī)的控制信號輸出端連接至74HC573型鎖存器的信號輸入端，由所述74HC573型鎖存器、ULN2003型驅(qū)動芯片和抽油機(jī)電機(jī)繼電器連接后構(gòu)成抽油機(jī)電機(jī)的驅(qū)動電路。具體實施時，測速發(fā)電機(jī)需要與抽油機(jī)電機(jī)同軸連接，全波整流平均值濾波電路作用是將測速發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓信號進(jìn)行全波整流，得到直流電信號后，再送入平均值濾波器濾波，得到直流電信號的平均值，再由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，單片機(jī)對該數(shù)字信號進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)化為電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。如圖3所示，該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過IA4421無線芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，在遠(yuǎn)端系統(tǒng)硬件電路部分中，負(fù)責(zé)接收上位機(jī)傳來的控制指令和回傳所采集到的電機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度數(shù)據(jù)。發(fā)送頻率為433MHz，傳送距離可達(dá)到1200多米。如圖5所示，電機(jī)驅(qū)動電路由AT89C4051單片機(jī)、數(shù)據(jù)鎖存器74HC573、電機(jī)驅(qū)動芯片ULN2003、繼電器組成。其中74HC573用以提高單片機(jī)的驅(qū)動能力，而ULN2003耐高壓、工作電流大，可在高負(fù)載電流下運行。在本控制系統(tǒng)中，利用VB通訊控件MSCOMM開發(fā)的無線通訊程序，此控件用于支持VB對串行口的訪問。利用RS-232進(jìn)行串行通信所需的設(shè)置，具體控制流程如圖6所示。經(jīng)實驗證明，本系統(tǒng)不但具有數(shù)據(jù)采集無線傳輸和顯示功能，而且能夠直接進(jìn)行電動機(jī)現(xiàn)場控制，系統(tǒng)具有操作簡單、工作可靠、人機(jī)交互界面友好、自動化程度高等特點。此外，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度高、數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、很好地實現(xiàn)了電機(jī)自動控制和數(shù)據(jù)采集的功倉泛。
權(quán)利要求1.一種抽油機(jī)數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)，包括溫度傳感器、液晶顯示模塊以及PS2鍵盤，包括由AT89S52單片機(jī)、AT89C55單片機(jī)以及AT89C4051單片機(jī)構(gòu)成的單片機(jī)組合控制單元，其特征在于所述系統(tǒng)還包括測速發(fā)電機(jī)、全波整流平均值濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、無線模塊、74HC573型鎖存器以及ULN2003型驅(qū)動芯片；其中，所述測速發(fā)電機(jī)的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；所述全波整流平均值濾波電路的直流信號輸出端連接至A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端連接至AT89C55單片機(jī)的抽油機(jī)采樣信號輸入端；所述無線模塊采用IA4421型無線芯片，該模塊與所述AT89S52單片機(jī)之間采用雙向數(shù)據(jù)流連接；所述AT89C4051單片機(jī)的控制信號輸出端連接至74HC573型鎖存器的信號輸入端，由所述74HC573型鎖存器、ULN2003型驅(qū)動芯片和抽油機(jī)電機(jī)繼電器連接后構(gòu)成抽油機(jī)電機(jī)的驅(qū)動電路。
專利摘要一種抽油機(jī)數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中抽油機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)全靠人工進(jìn)行采集的問題。其特征在于所述系統(tǒng)還包括測速發(fā)電機(jī)、全波整流平均值濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、無線模塊、74HC573型鎖存器以及ULN2003型驅(qū)動芯片；其中，所述測速發(fā)電機(jī)的測速信號輸出端連接至全波整流平均值濾波電路的待處理信號輸入端；所述全波整流平均值濾波電路的直流信號輸出端連接至A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端連接至AT89C55單片機(jī)的抽油機(jī)采樣信號輸入端；由74HC573型鎖存器、ULN2003型驅(qū)動芯片和抽油機(jī)繼電器連接后構(gòu)成抽油機(jī)驅(qū)動電路。本系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集無線傳輸?shù)奶攸c，減少了操作人員的勞動量，提高了油田自動化生產(chǎn)的程度。
文檔編號G05B19/418GK202563339SQ20122023461
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者付光杰, 姜驍楠, 任爽, 沈智慧, 姚建紅, 王超 申請人:東北石油大學(xué)