摘要：針對采油廠抽油機實際運行中容易出現(xiàn)的故障,能夠?qū)崿F(xiàn)對抽油機電機的保護和自啟動控制,具有很好的經(jīng)濟效益與應(yīng)用前景。

0 引言
 抽油機是油田中基礎(chǔ)、常見的設(shè)備,被采油廠大規(guī)模的使用,但由于雷擊、負(fù)荷不平衡需要人工去重啟和維修。由于分布分散,距離中心站遠(yuǎn),人工重啟與維修比較費時、費力,不僅影響生產(chǎn)而且維修成本也比較高。鑒于此種情況,設(shè)計一款具有保護和重啟功能的控制器具有很大的實際意義。

1設(shè)計方案與工作原理
 本控制器采用以STC15F204EA為核心的單片機控制系統(tǒng),由電源、報警、啟動、暫停及檢測等單元組成。圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 整體結(jié)構(gòu)框圖

 控制器通過檢測單元實時監(jiān)視抽油機的工作狀態(tài),當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)波動、雷擊、人為損壞等情況,造成抽油機工作不正常時,通過檢測比較三相電機的工作電流,來判斷電機是否缺相或過載,如有缺相或過載情況發(fā)生,則使電機停止運行,從而起到保護電機的作用。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計
2.1 系統(tǒng)電源設(shè)計
 控制器的工作電源是2 2 0 V 、5 0 H z 交流電, 但主控芯片STC15F204EA單片機、鍵盤電路、LED等,需要提供+5V電壓;

圖2 系統(tǒng)電源電路

2.2 報警電路設(shè)計
 圖3為電網(wǎng)斷電又恢復(fù)供電后,重新開機的預(yù)警裝置,三極管Q1為NPN型三極管。

圖3 報警電路

2.3 啟動暫停電路設(shè)計
 如圖4所示,圖中所表示的為來電啟動電路和故障暫停電路。

圖4 啟動暫停電路

 暫停電路原理與啟動電路相同,電機轉(zhuǎn)動出現(xiàn)故障后,繼電器把常閉開關(guān)斷開,使電路斷路,暫停整個系統(tǒng)的運行。

2.4 檢測電路設(shè)計
 檢測電路用來檢測三相電機工作電流,判斷整個三相電源電路中是否產(chǎn)生缺相,并能檢測出電機是否過載。

2.5 鍵盤指示燈設(shè)計

圖5為控制器的鍵盤指示燈電路。

                                                               圖5 鍵盤指示燈電路

說明：“√"表示具備，“■"表示可選。

5結(jié)束語
  簡單、實用、低成本的方案,能夠在超載時保護電機并實現(xiàn)電機停機后的自啟動控制,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用,用它來對油田使用的抽油機恢復(fù)供電和保護電機,給采油廠帶來極大的方便,節(jié)約大量的人力和物力。

參考文獻
[1]杜豫平,莊乾成,周西峰.三相電機智能監(jiān)控器設(shè)計[J].電子質(zhì)量,2013,7(3):47-50.
[2]張曉東，童少為.抽油機電機保護與自啟動控制器設(shè)計
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版