[實用新型]基于ZigBee的油田抽油機多功能測量儀表

有效

• 申請號: 201820077199.1
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN208254526U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張新剛;王達;劉妍;孫曉林;王保平
• 申請（專利權）人: 南陽師范學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

本實用新型公開了基于ZigBee的油田抽油機多功能測量儀表，主要包括：電源底板、主控板、顯示板和上位機，所述主控板疊插在所述電源底板上，所述顯示板疊插于所述主控板或者通過DB15線引出來設置于控制柜門上，所述上位機通過有線或者無線的方式和所述的主控板進行通信。本實用新型的基于ZigBee的油田抽油電機多功能測量儀表，可以實現實時動態獲取數據、數據精度高以及安全可靠的優點。

技術領域

本實用新型涉及油田抽油電機多功能測量技術領域，具體地，涉及基于ZigBee的油田抽油電機多功能測量儀表。

背景技術

抽油機是油田作業中的主要設備，抽油機在采油過程中，由電機帶動鏈條使磕頭機維持上下運動從而將石油源源不斷抽上來，這個過程抽油機將電能轉換成磕頭機工作的機械能。抽油機電能至機械能的轉換效率直接關系到油田開采耗電成本和總體的經濟效益，然而，現實采油作業中由于各種因素的影響與技術條件的限制導致電機電能利用率不高，大量的電能被消耗掉。目前，普通電量儀表在居民小區已經有了較為普遍的應用，但是通常只具備電能計量和過流過壓保護功能，功能單一，內部結構簡單，電量處理芯片運算速度慢，精度不高，不適用于油田作業中。

ZigBee是建立在IEEE802.15.4標準之上的一種低功耗局域網協議，是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。ZigBee技術主要用于自動控制和遠程控制領域，能融入各類電子產品，應用范圍橫跨全球民用、商用、公用以及工業等市場。

現有實用新型多功能抽油電動機節能保護控制方法及控制器(專利號201510878378.6)提供了一種一次性解決抽油電動機的節能和安全運行諸多問題的解決方案，設計了寬范圍電流測量電路以及裝置內置的傳感器和單片機電路，實現了電動機電壓、電流的測量。

用反推法，根據本實用新型的優點來找對應的缺點；現有實用新型的缺點是，不具備無線傳輸功能，也不具備電動機保護功能。油田作業現場環境惡劣，現有實用新型能夠不方便工作人員長期現場測量來獲取相關的電量參數信息。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出基于ZigBee的油田抽油電機多功能測量儀表，以實現實時動態獲取數據、數據精度高以及安全可靠的優點。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：基于ZigBee的油田抽油電機多功能測量儀表，主要包括：

電源底板、主控板、顯示板和上位機，所述主控板疊插在所述電源底板上，所述顯示板疊插于所述主控板或者通過DB15線引出來設置于控制柜門上，所述上位機通過有線或者無線的方式和所述的主控板進行通信。

進一步地，所述電源底板包括電源轉換模塊、電壓互感器、3路繼電器輸出電路和3路數字量輸入電路。

進一步地，所述的3路數字量輸入電路和3路繼電器輸出電路均采用PC817光耦隔離，外部輸入端用12V供電，內部輸出端3.3V電壓經10K上拉電阻與

STM32F103VET6單片機管腳連接，保護CPU不受外界干擾。

進一步地，所述電源底板還與外置電流互感器相連接。

進一步地，所述主控板包括處理器、電量信號采集電路、A/D轉換電路、RS485、以太網和ZigBee。

進一步地，所述處理器采用STM32F103VET6單片機。

進一步地，所述電量信號采集電路采用的電量芯片為ATT7022EU，適用于三相三線方式和三相四線方式的三相電能計量，支持純軟件的校表，提供包括RMS視在方式和PQS視在方式的兩種功率、能量計量方式，提供一路SPI總線與處理器進行校表與測量數據的交互。