一種用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)，其包括伺服驅(qū)動(dòng)器、GPS時(shí)間控制器和工頻接觸器。精確的GPS時(shí)間控制器可以自動(dòng)在峰谷平各時(shí)段的開始和結(jié)束時(shí)間對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器在接到信號(hào)后，按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)控制抽油機(jī)電機(jī)的輸出功率，參數(shù)設(shè)定的原則為峰電價(jià)期間減少功率輸出，谷電價(jià)期間增加功率輸出。在保證總產(chǎn)量不變的前提下，通過(guò)增加谷電量和減少峰電量的消耗，達(dá)到降低電價(jià)，減少電費(fèi)支出的目的。同時(shí)，本系統(tǒng)增加了工頻控制回路，可在伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，及時(shí)切換至工頻運(yùn)行，不會(huì)影響油井正常生產(chǎn)。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，成本低，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】
一種用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]峰谷分時(shí)電價(jià)是把一天二十四小時(shí)分為峰、谷、平三個(gè)時(shí)段，按照供電企業(yè)電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)用戶實(shí)行峰谷電價(jià)，即在一天24小時(shí)內(nèi)，分若干時(shí)段，以平時(shí)段電價(jià)為基礎(chǔ)電價(jià)，其中在峰電價(jià)時(shí)段內(nèi)，電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為正常電價(jià)的1.5倍，而在谷時(shí)段內(nèi)電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為正常電價(jià)的
0.5倍，因此，在改變峰谷時(shí)段電量消耗的比例后，平均電價(jià)也會(huì)隨之改變，如果在谷時(shí)段增加用電量、在峰時(shí)段減少用電量，就會(huì)使平均電價(jià)降低，反之則會(huì)使平均電價(jià)升高。這樣，高峰和低谷之間的價(jià)差非常大，這樣就鼓勵(lì)用戶調(diào)整用電負(fù)荷，削峰填谷，更加合理用電。
[0003]目前，油田應(yīng)用比較廣泛的節(jié)電設(shè)備有:使用稀土永磁拖動(dòng)裝置，變頻調(diào)速裝置，無(wú)功補(bǔ)償裝置等，這些設(shè)備主要就是以提高設(shè)備功率因數(shù)來(lái)達(dá)到節(jié)電的目的，都不能實(shí)現(xiàn)峰谷平三個(gè)時(shí)間段用電量進(jìn)行調(diào)整問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是在保證總輸入輸出功率不變的前提下，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，在保證抽油電機(jī)正常運(yùn)行的情況下，智能的增加谷電量和減少峰電量的消耗，達(dá)到降低電價(jià)，減少電費(fèi)支出的目的。為此，本發(fā)明提出一種用于油田抽油機(jī)削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)，可充分地消除由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特性，一部分將在下面的說(shuō)明書中得到闡明，而另一部分對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過(guò)對(duì)下面的說(shuō)明的考察將是明顯的或從本發(fā)明的實(shí)施中學(xué)到。通過(guò)在文字的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及附圖中特別地指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明目的和優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明提供了一種用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)，包括伺服驅(qū)動(dòng)器、GPS時(shí)間控制器和工頻接觸器，其特征在于:
[0007]GPS時(shí)間控制器，其根據(jù)預(yù)設(shè)的峰、谷、平電價(jià)時(shí)段和抽油機(jī)電機(jī)的工作狀態(tài)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出峰時(shí)段信號(hào)、谷時(shí)段信號(hào)、平時(shí)段信號(hào)和工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)；
[0008]伺服驅(qū)動(dòng)器，其根據(jù)接收GPS時(shí)間控制器發(fā)出的峰時(shí)段信號(hào)、谷時(shí)段信號(hào)和平時(shí)段信號(hào)，控制抽油機(jī)電機(jī)的工作功率，并在接收到工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，控制工頻接觸器為抽油機(jī)電機(jī)供電，使抽油機(jī)電機(jī)切換到工頻工作狀態(tài)；
[0009]工頻接觸器，其在抽油機(jī)電機(jī)停機(jī)時(shí)為抽油機(jī)電機(jī)供電，確保抽油機(jī)電機(jī)的正常運(yùn)行。
[0010]優(yōu)選的:
[0011]當(dāng)GPS時(shí)間控制器判斷當(dāng)前處于峰電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出峰時(shí)段信號(hào)；
[0012]當(dāng)GPS時(shí)間控制器判斷當(dāng)前處于谷電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出谷時(shí)段信號(hào)；
[0013]當(dāng)GPS時(shí)間控制器判斷當(dāng)前處于平電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出平時(shí)段信號(hào)；
[0014]當(dāng)判斷抽油機(jī)電機(jī)停機(jī)時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)；
[0015]優(yōu)選的:
[0016]當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到峰時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的35Hz峰時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在低輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；
[0017]當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到谷時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的65Hz谷時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在高輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；
[0018]當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到平時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的50Hz平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在中功率狀態(tài)下運(yùn)行；
[0019]當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)繼電器給工頻接觸器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)切除伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸入和輸出，而單獨(dú)通過(guò)工頻接觸器為抽油機(jī)電機(jī)供電。
[0020]優(yōu)選的，電網(wǎng)電源為用于油田抽油機(jī)削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)供電，所述電網(wǎng)電源包括AC380V三相電源、第一斷路器QAl和第二斷路器QA2，其中，AC380V三相電源通過(guò)導(dǎo)線與第一斷路器QAl相連，負(fù)責(zé)為伺服驅(qū)動(dòng)器及工頻接觸器提供工作電源，同時(shí)LI相和N相與第二斷路器QA2相連，為GPS時(shí)間控制器和工頻接觸器提供工作電源。
[0021 ]優(yōu)選的，伺服驅(qū)動(dòng)器包括第一交流接觸器QCl、第三交流接觸器QC3和第二控制模塊，工作接觸器包括第二交流接觸器QC2;其中，第一斷路器QAl的輸出端L1、L2、L3與工頻接觸器中的第二交流接觸器QC2的輸入端連接，同時(shí)與伺服驅(qū)動(dòng)器的第一交流接觸器QCl的輸入端連接。第一交流接觸器QCl的輸出端連接到第二控制模塊的電源輸入端，第二控制模塊的輸出端第三交流接觸器QC3的輸入端相連，第三交流接觸器QC3的輸出端與工頻接觸器中的第二交流接觸器QC2的輸出端連接后再與抽油機(jī)電機(jī)連接。
[0022]優(yōu)選的，GPS時(shí)間控制器包括繼電器KM1、QCI控制線圈、QC2控制線圈、QC3控制線圈、第一控制模塊、谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器和KMl控制線圈；其中，第二斷路器QA2的LI輸出端分別與GPS時(shí)間控制器的繼電器KMl的動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)以及第一控制模塊相連；繼電器KMl的動(dòng)合觸點(diǎn)的另一端與QC2控制線圈的一端相連，該QC2控制線圈的另一端分別與QCl控制線圈、QC3控制線圈和GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊連接后再與電網(wǎng)電源I中的第二斷路器0六2的_俞出端相連。
[0023]優(yōu)選的，GP S時(shí)間控制器中的繼電器KMI動(dòng)斷觸點(diǎn)的另一端分別與QCI控制線圈和QC2控制線圈的一端相連。GPS時(shí)間控制器中的谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器的輸出端分別與伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊相連。
[0024]優(yōu)選的，所述第二控制模塊包括故障檢測(cè)模塊，所述故障檢測(cè)模塊與KMl控制線圈相連，當(dāng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到GPS時(shí)間控制器發(fā)生故障，亦或者伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，故障檢測(cè)模塊均向KMl控制線圈發(fā)出故障信號(hào)，KMl控制線圈分別控制QCl控制線圈、QC2控制線圈和QC3控制線圈，使QCl控制線圈、QC3控制線圈控制交流接觸器QCl、QC3斷開，同時(shí)使QC2控制線圈控制交流接觸器QC2閉合，使抽油機(jī)電機(jī)切換到工頻工作狀態(tài)。
[0025]優(yōu)選的:
[0026]在當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的谷時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器閉合，峰信號(hào)繼電器釋放，向伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊輸出谷時(shí)段信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊按照預(yù)先設(shè)定的65Hz谷時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在高輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；
[0027]當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的峰時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器釋放，峰信號(hào)繼電器閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊按照預(yù)先設(shè)定的35Hz峰時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在低輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；
[0028]當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的平時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器全部閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊以預(yù)先設(shè)定的50HZ平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的50Hz平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在中功率狀態(tài)下運(yùn)行。
[0029]優(yōu)選的，QCl控制線圈、QC2控制線圈和QC3控制線圈的電壓優(yōu)選的選擇為AC220V，繼電器KMl采用HH54P型，時(shí)鐘控制器3為JSK-4/GPS自動(dòng)校時(shí)型，伺服驅(qū)動(dòng)器2采用LS100全數(shù)字交流驅(qū)動(dòng)器。
[0030 ] 通過(guò)以上所述，本發(fā)明解決了以下問(wèn)題:
[0031]1、本發(fā)明有利于緩解高峰缺電矛盾，減少高峰拉限電的問(wèn)題。減輕上級(jí)電網(wǎng)供電壓力。
[0032]2、本發(fā)明解決了油田抽油機(jī)每次調(diào)整沖數(shù)時(shí)都需要更換電機(jī)皮帶輪的問(wèn)題。
[0033]3、本發(fā)明解決了現(xiàn)有油田抽油機(jī)的單一運(yùn)行方式，對(duì)峰谷平三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行分時(shí)控制。以高、中、低三種功率輸出的運(yùn)行方式，總體做功量不變的情況下，滿足生產(chǎn)需要，解決了油田采油耗電成本居高不下的難題。
[0034]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]1、本發(fā)明當(dāng)大量應(yīng)用于油田時(shí)，能緩解高峰缺電矛盾，減少高峰拉限電的次數(shù)，平衡供電。減輕上級(jí)電網(wǎng)供電壓力，促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置，提高社會(huì)用電綜合經(jīng)濟(jì)效益。
[0036]2、減少生產(chǎn)管理成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)人工調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)平滑的調(diào)速功能，不用再安裝皮帶輪或更換多級(jí)電機(jī)，降低了生產(chǎn)管理費(fèi)用。
[0037]3、提高了油田科學(xué)化管理水平和機(jī)械采油系統(tǒng)效率，降低了油田采油成本的支出。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0039]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)的具體原理結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0041]如圖1所示，電網(wǎng)電源I為用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)供電，其提供三相交流380V的工頻(50Hz)電源，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器2對(duì)電網(wǎng)電源I的電壓、頻率按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，再將調(diào)整后的電源輸出到抽油機(jī)電機(jī)5，拖動(dòng)抽油機(jī)工作。
[0042]本發(fā)明提供的用于油田抽油機(jī)削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器2、GPS時(shí)間控制器3和工頻接觸器4，其中:
[0043]GPS時(shí)間控制器3，其根據(jù)預(yù)設(shè)的峰、谷、平電價(jià)時(shí)段和抽油機(jī)電機(jī)5的工作狀態(tài)，向伺服驅(qū)動(dòng)器2輸出峰時(shí)段信號(hào)、谷時(shí)段信號(hào)、平時(shí)段信號(hào)和工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào);具體的，當(dāng)GPS時(shí)間控制器3判斷當(dāng)前處于峰電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器2輸出峰時(shí)段信號(hào)，當(dāng)GPS時(shí)間控制器3判斷當(dāng)前處于谷電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器2輸出谷時(shí)段信號(hào)，當(dāng)GPS時(shí)間控制器3判斷當(dāng)前處于平電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器2輸出平時(shí)段信號(hào)，當(dāng)判斷抽油機(jī)電機(jī)5停機(jī)時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器2輸出工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)；
[0044]伺服驅(qū)動(dòng)器2，其根據(jù)接收GPS時(shí)間控制器3發(fā)出的峰時(shí)段信號(hào)、谷時(shí)段信號(hào)和平時(shí)段信號(hào)，控制抽油機(jī)電機(jī)5的工作功率，并在接收到工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，控制工頻接觸器4為抽油機(jī)電機(jī)5供電，使抽油機(jī)電機(jī)5切換到工頻工作狀態(tài);具體的，當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器2接收到峰時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器2按照預(yù)先設(shè)定的35Hz峰時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在低輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器2接收到谷時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器2按照預(yù)先設(shè)定的6 5Hz谷時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在高輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器2接收到平時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器2按照預(yù)先設(shè)定的50Hz平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在中功率狀態(tài)下運(yùn)行；當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器2接收到工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)繼電器給工頻接觸器4發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)切除伺服驅(qū)動(dòng)器2的電源輸入和輸出，而單獨(dú)通過(guò)工頻接觸器4為抽油機(jī)電機(jī)供電。
[0045]工頻接觸器4，其在抽油機(jī)電機(jī)5停機(jī)時(shí)為抽油機(jī)電機(jī)5供電，確保抽油機(jī)電機(jī)的正常運(yùn)行。
[0046]如上所述，本發(fā)明提供的用于油田抽油機(jī)削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)主要包含GPS時(shí)間控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器。精確的GPS時(shí)間控制器可以自動(dòng)在峰谷平各時(shí)段的開始和結(jié)束時(shí)間對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器在接到信號(hào)后，按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)控制抽油機(jī)電機(jī)的輸出功率，參數(shù)設(shè)定的原則為峰電價(jià)期間減少功率輸出，谷電價(jià)期間增加功率輸出。因此，本系統(tǒng)可以自動(dòng)降低油井在峰電價(jià)期間的電量消耗，而在谷電價(jià)期間自動(dòng)增加功率輸出，以平衡在峰電價(jià)期間因減少功率輸出所造成的產(chǎn)量損失。在保證總產(chǎn)量不變的前提下，通過(guò)增加谷電量和減少峰電量的消耗，達(dá)到降低電價(jià)，減少電費(fèi)支出的目的。同時(shí)，本系統(tǒng)增加了工頻控制回路，可在伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，及時(shí)切換至工頻運(yùn)行，不會(huì)影響油井正常生產(chǎn)。另外，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，可人為的隨時(shí)任意調(diào)整抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)，達(dá)到改變抽油機(jī)沖數(shù)的目的，而且不需要停井，不會(huì)影響油井產(chǎn)量，而傳統(tǒng)調(diào)整抽油機(jī)沖數(shù)的方式只能通過(guò)人工更換不同直徑的電機(jī)皮帶輪、增加二級(jí)減速等方法進(jìn)行調(diào)整抽油機(jī)沖數(shù)，需要停井操作，停井時(shí)間在I?2小時(shí)。所以使用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即節(jié)約了材料成本，也減少了人工成本的支出。還有，在用電高峰期間集中減少用電負(fù)荷，能夠提高供電企業(yè)現(xiàn)設(shè)備負(fù)荷率，調(diào)節(jié)電力消費(fèi)不均的狀況，避免部分發(fā)電機(jī)組每日經(jīng)常關(guān)閉和重新起動(dòng)造成發(fā)電機(jī)組巨大損耗及燃料浪費(fèi)。
[0047]下面結(jié)合圖2，對(duì)本發(fā)明的原理作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖2所示，電網(wǎng)電源I包括AC380V三相電源、第一斷路器QAl和第二斷路器QA2，其中，AC380V三相電源通過(guò)導(dǎo)線與第一斷路器QAl相連，負(fù)責(zé)為伺服驅(qū)動(dòng)器2及工頻接觸器4提供工作電源，同時(shí)選擇其中一相(示例中為L(zhǎng)I)和N相與第二斷路器QA2相連，為GPS時(shí)間控制器3和工頻接觸器4提供工作電源。AC380V三相電源的LI相和N相之間的電壓為220V，這是三相電源的基本屬性，在此不作詳細(xì)描述。
[0048]伺服驅(qū)動(dòng)器2包括第一交流接觸器QCl、第三交流接觸器QC3和第二控制模塊，工作接觸器4包括第二交流接觸器QC2;其中，第一斷路器QAl的輸出端L1、L2、L3與工頻接觸器4中的第二交流接觸器QC2的輸入端連接，同時(shí)與伺服驅(qū)動(dòng)器2的第一交流接觸器QCl的輸入端連接。第一交流接觸器QCl的輸出端連接到第二控制模塊的電源輸入端，第二控制模塊的輸出端第三交流接觸器QC3的輸入端相連，第三交流接觸器QC3的輸出端與工頻接觸器4中的第二交流接觸器QC2的輸出端連接后再與抽油機(jī)電機(jī)5連接。
[0049]GPS時(shí)間控制器3包括繼電器KMl、QCl控制線圈、QC2控制線圈、QC3控制線圈、第一控制模塊、谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器和KMl控制線圈；其中，第二斷路器QA2的LI輸出端分別與GPS時(shí)間控制器3的繼電器KMl的動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)以及第一控制模塊相連。繼電器KMl的動(dòng)合觸點(diǎn)的另一端與QC2控制線圈(即，工頻接觸器4中的交流接觸器QC2的控制線圈)的一端相連，該QC2控制線圈的另一端分別與QCl控制線圈、QC3控制線圈(S卩，伺服驅(qū)動(dòng)器2中的交流接觸器QCl、QC3的控制線圈)和GPS時(shí)間控制器3的第一控制模塊連接后再與電網(wǎng)電源I中的第二斷路器9六2的_俞出端相連。GPS時(shí)間控制器3中的繼電器KMl動(dòng)斷觸點(diǎn)的另一端分別與QCl控制線圈和QC2控制線圈的一端相連。GPS時(shí)間控制器3中的谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器的輸出端分別與伺服驅(qū)動(dòng)器2的第二控制模塊相連。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，QCl控制線圈、QC2控制線圈和QC3控制線圈的電壓優(yōu)選的選擇為AC220V，繼電器KMl采用HH54P型，時(shí)鐘控制器3為JSK-4/GPS自動(dòng)校時(shí)型，伺服驅(qū)動(dòng)器2采用LS100全數(shù)字交流驅(qū)動(dòng)器。
[0051]如圖2所示，正常工作時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器2無(wú)故障輸出，GPS時(shí)間控制器3繼電器KMl釋放，通過(guò)KMl動(dòng)斷觸頭，伺服驅(qū)動(dòng)器2的QCl與QC3得電閉合。在當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的谷時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器2的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器閉合，峰信號(hào)繼電器釋放，向伺服驅(qū)動(dòng)器2的第二控制模塊輸出谷時(shí)段信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器2的第二控制模塊按照預(yù)先設(shè)定的65Hz谷時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在高輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的峰時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器2的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器釋放，峰信號(hào)繼電器閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器2的第二控制模塊按照預(yù)先設(shè)定的35Hz峰時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在低輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行；當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的平時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器2的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器全部閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器2的第二控制模塊以預(yù)先設(shè)定的50HZ平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器2按照預(yù)先設(shè)定的50Hz平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在中功率狀態(tài)下運(yùn)行。
[0052]第二控制模塊包括故障檢測(cè)模塊，所述故障檢測(cè)模塊與KMl控制線圈(S卩，控制中繼器KMl的控制線圈)相連，這樣當(dāng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到GPS時(shí)間控制器3發(fā)生故障，亦或者伺服驅(qū)動(dòng)器2發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，故障檢測(cè)模塊均向KMl控制線圈發(fā)出故障信號(hào)，KMl控制線圈分別控制QCl控制線圈、QC2控制線圈和QC3控制線圈，使QCl控制線圈、QC3控制線圈控制交流接觸器QC1、QC3斷開，同時(shí)使QC2控制線圈控制交流接觸器QC2閉合，使抽油機(jī)電機(jī)5切換到工頻工作狀態(tài)，確保抽油機(jī)正常運(yùn)行。
[0053]如上所述，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器2內(nèi)置的第二控制模塊，控制伺服驅(qū)動(dòng)器2輸出不同信號(hào)，從而改變抽油機(jī)電機(jī)5的運(yùn)行模式，即達(dá)到峰谷平三個(gè)時(shí)段的自動(dòng)化控制(即自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸入功率)，達(dá)到峰電價(jià)期間少做功，滿足生產(chǎn)需求，平電價(jià)期間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，谷電價(jià)期間多做功，使之彌補(bǔ)峰時(shí)段的損失，即達(dá)到不減產(chǎn)，甚至超過(guò)正常產(chǎn)量。另外，為保障抽油機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，本系統(tǒng)還專門配置了工頻接觸器4。通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器2內(nèi)置的故障檢測(cè)模塊，對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器2或GPS自動(dòng)時(shí)間控制器3發(fā)生故障時(shí)，會(huì)造成抽油機(jī)停機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器2的內(nèi)置故障檢測(cè)模塊通過(guò)對(duì)電機(jī)電流信號(hào)的檢測(cè)，判斷出電機(jī)已停機(jī)后，會(huì)自動(dòng)通過(guò)繼電器給工頻接觸器4發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)切除伺服驅(qū)動(dòng)器2的電源輸入和輸出，而單獨(dú)通過(guò)工頻接觸器4為抽油機(jī)電機(jī)供電，確保抽油機(jī)電機(jī)5的連續(xù)運(yùn)行。
[0054]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于油田抽油機(jī)的削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)，包括伺服驅(qū)動(dòng)器、GPS時(shí)間控制器和工頻接觸器，其特征在于: GPS時(shí)間控制器，其根據(jù)預(yù)設(shè)的峰、谷、平電價(jià)時(shí)段和抽油機(jī)電機(jī)的工作狀態(tài)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出峰時(shí)段信號(hào)、谷時(shí)段信號(hào)、平時(shí)段信號(hào)和工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)； 伺服驅(qū)動(dòng)器，其根據(jù)接收GPS時(shí)間控制器發(fā)出的峰時(shí)段信號(hào)、谷時(shí)段信號(hào)和平時(shí)段信號(hào)，控制抽油機(jī)電機(jī)的工作功率，并在接收到工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，控制工頻接觸器為抽油機(jī)電機(jī)供電，使抽油機(jī)電機(jī)切換到工頻工作狀態(tài)； 工頻接觸器，其在抽油機(jī)電機(jī)停機(jī)時(shí)為抽油機(jī)電機(jī)供電，確保抽油機(jī)電機(jī)的正常運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)GPS時(shí)間控制器判斷當(dāng)前處于峰電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出峰時(shí)段信號(hào)； 當(dāng)GPS時(shí)間控制器判斷當(dāng)前處于谷電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出谷時(shí)段信號(hào)； 當(dāng)GPS時(shí)間控制器判斷當(dāng)前處于平電價(jià)時(shí)段時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出平時(shí)段信號(hào)； 當(dāng)判斷抽油機(jī)電機(jī)停機(jī)時(shí)，向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要2所述的系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到峰時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的35Hz峰時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在低輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行； 當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到谷時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的65Hz谷時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在高輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行； 當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到平時(shí)段信號(hào)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的50Hz平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在中功率狀態(tài)下運(yùn)行； 當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器接收到工頻運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)繼電器給工頻接觸器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)切除伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸入和輸出，而單獨(dú)通過(guò)工頻接觸器為抽油機(jī)電機(jī)供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，電網(wǎng)電源為用于油田抽油機(jī)削峰填谷伺服驅(qū)動(dòng)方法系統(tǒng)供電，所述電網(wǎng)電源包括AC380V三相電源、第一斷路器QAl和第二斷路器QA2，其中，AC380V三相電源通過(guò)導(dǎo)線與第一斷路器QAl相連，負(fù)責(zé)為伺服驅(qū)動(dòng)器及工頻接觸器提供工作電源，同時(shí)LI相和N相與第二斷路器QA2相連，為GPS時(shí)間控制器和工頻接觸器提供工作電源。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，伺服驅(qū)動(dòng)器包括第一交流接觸器QCl、第三交流接觸器QC3和第二控制模塊，工作接觸器包括第二交流接觸器QC2 ;其中，第一斷路器QAl的輸出端L1、L2、L3與工頻接觸器中的第二交流接觸器QC2的輸入端連接，同時(shí)與伺服驅(qū)動(dòng)器的第一交流接觸器QCl的輸入端連接。第一交流接觸器QCl的輸出端連接到第二控制模塊的電源輸入端，第二控制模塊的輸出端第三交流接觸器QC3的輸入端相連，第三交流接觸器QC3的輸出端與工頻接觸器中的第二交流接觸器QC2的輸出端連接后再與抽油機(jī)電機(jī)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，GPS時(shí)間控制器包括繼電器KMl、QCI控制線圈、QC2控制線圈、QC3控制線圈、第一控制模塊、谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器和KMl控制線圈；其中，第二斷路器QA2的LI輸出端分別與GPS時(shí)間控制器的繼電器KMl的動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)以及第一控制模塊相連;繼電器KMl的動(dòng)合觸點(diǎn)的另一端與QC2控制線圈的一端相連，該QC2控制線圈的另一端分別與QCl控制線圈、QC3控制線圈和GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊連接后再與電網(wǎng)電源I中的第二斷路器QA2的N輸出端相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，GPS時(shí)間控制器中的繼電器KMl動(dòng)斷觸點(diǎn)的另一端分別與QCl控制線圈和QC2控制線圈的一端相連。GPS時(shí)間控制器中的谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器的輸出端分別與伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊相連。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二控制模塊包括故障檢測(cè)模塊，所述故障檢測(cè)模塊與KMl控制線圈相連，當(dāng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到GPS時(shí)間控制器發(fā)生故障，亦或者伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，故障檢測(cè)模塊均向KMl控制線圈發(fā)出故障信號(hào)，KMl控制線圈分別控制QCl控制線圈、QC2控制線圈和QC3控制線圈，使QCl控制線圈、QC3控制線圈控制交流接觸器QCl、QC3斷開，同時(shí)使QC2控制線圈控制交流接觸器QC2閉合，使抽油機(jī)電機(jī)切換到工頻工作狀態(tài)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于: 在當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的谷時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器閉合，峰信號(hào)繼電器釋放，向伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊輸出谷時(shí)段信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊按照預(yù)先設(shè)定的65Hz谷時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在高輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行； 當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的峰時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器釋放，峰信號(hào)繼電器閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊按照預(yù)先設(shè)定的35Hz峰時(shí)段頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在低輸出功率狀態(tài)下運(yùn)行； 當(dāng)前時(shí)間如果在GPS時(shí)鐘控制器設(shè)定的平時(shí)段，則GPS時(shí)間控制器的第一控制模塊控制谷信號(hào)繼電器、峰信號(hào)繼電器全部閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器的第二控制模塊以預(yù)先設(shè)定的50HZ平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)先設(shè)定的50Hz平時(shí)段的頻率將電源送到抽油機(jī)電機(jī)，使抽油機(jī)在中功率狀態(tài)下運(yùn)行。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，QCl控制線圈、QC2控制線圈和QC3控制線圈的電壓優(yōu)選的選擇為AC220V，繼電器KMl采用HH54P型，時(shí)鐘控制器3為JSK-4/GPS自動(dòng)校時(shí)型，伺服驅(qū)動(dòng)器2采用LS100全數(shù)字交流驅(qū)動(dòng)器。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK105974834SQ201610519222
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月5日
【發(fā)明人】王曉民
【申請(qǐng)人】王曉民