變頻控制系統(tǒng)培訓(xùn)資料

1、LOGO變頻調(diào)速系統(tǒng)培訓(xùn)材料變頻調(diào)速系統(tǒng)培訓(xùn)材料長慶油田分公司機械制造總廠長慶油田分公司機械制造總廠抽油機專用變頻調(diào)速系統(tǒng)抽油機專用變頻調(diào)速系統(tǒng)CQ系列油氣混輸泵變頻控制系列油氣混輸泵變頻控制智能型橇裝注水站智能型橇裝注水站2008.3.23抽油機專用變頻調(diào)速系統(tǒng)前言前言1電動機的工作原理電動機的工作原理 2抽油機抽油機 3變頻器的工作模式和操作方法變頻器的工作模式和操作方法 4抽油機專用變頻控制柜抽油機專用變頻控制柜 56通信系統(tǒng)簡介通信系統(tǒng)簡介7抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用一、前言v1、抽油機傳統(tǒng)調(diào)速方式、抽油機傳統(tǒng)調(diào)速方式 油田普遍采用有桿抽油方式，而所用的抽油機普遍存在機采

2、效率低、能耗大等情況。在實際生產(chǎn)過程中，采油井的供液能力隨時都有變化，需要對抽油系統(tǒng)運行參數(shù)進(jìn)行及時而合理的調(diào)整，其中抽油機沖次的調(diào)節(jié)尤為重要。一般通過更換電機皮帶輪調(diào)節(jié)沖次，抽油機沖次只有三檔，分別為，5、3.5、2.5min-1?，F(xiàn)有沖次無法滿足長慶低滲透率油田使用低于2.5min-1沖次采油的需要；不能任意調(diào)節(jié)抽油機的沖次，難于使采油系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，造成泵效普遍降低。一、前言2、抽油機專用變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、抽油機專用變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、前言 系統(tǒng)主要由抽油機、變頻控制柜、電動機、傳感器、通訊和監(jiān)控中心六部分組成。 傳感器采集抽油系統(tǒng)地面功圖和電動機輸入?yún)?shù)，為變頻調(diào)速提供依據(jù)；

3、 變頻控制柜提供調(diào)速需要的變頻電源； 電動機接入變頻電源驅(qū)動抽油機按需要的沖次運轉(zhuǎn)； 通訊模塊將采集到的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制啟停機和調(diào)速。二、電動機的工作原理二、電動機的工作原理 油田使用的變頻器驅(qū)動的電機有三種類型：三相異步油田使用的變頻器驅(qū)動的電機有三種類型：三相異步電動機、變頻電動機和永磁同步電動機。目前，長慶油電動機、變頻電動機和永磁同步電動機。目前，長慶油田使用的最多的為三相異步電動機。三相異步電動機的田使用的最多的為三相異步電動機。三相異步電動機的結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：二、電動機的工作原理二、電動機的工作原理1）定子）定子v（1）.定子鐵心定子鐵心: 定子鐵心的作用是作為電機

4、磁路的一定子鐵心的作用是作為電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。部分，并在其上放置定子繞組。v（2）.定子繞組定子繞組:定子繞組的是電動機的電路部分，通入定子繞組的是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部件。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部件。v（1）轉(zhuǎn)子鐵心）轉(zhuǎn)子鐵心 作用作用:電機磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子電機磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。一般用繞組。一般用0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用

5、來安置轉(zhuǎn)子繞組。v（2）轉(zhuǎn)子繞組）轉(zhuǎn)子繞組 作用是切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電作用是切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。根據(jù)構(gòu)動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。根據(jù)構(gòu)造的不同分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。造的不同分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。3）轉(zhuǎn)軸）轉(zhuǎn)軸 傳遞轉(zhuǎn)矩及支撐轉(zhuǎn)子的重量，由中碳鋼或合金鋼制傳遞轉(zhuǎn)矩及支撐轉(zhuǎn)子的重量，由中碳鋼或合金鋼制成。成。 二、電動機的工作原理二、電動機的工作原理2、電動機參數(shù)的計算模型、電動機參數(shù)的計算模型vU = E + IR （I：電流，：電流，R：電子電阻，：電子電阻，E：感應(yīng)電勢）：感應(yīng)電勢）vE = kfX （k：常數(shù)

6、，：常數(shù)，f： 頻率，頻率，X：磁通）磁通）vT=KIX （K：常數(shù)：常數(shù), I：電流，：電流，X：磁通）磁通）vP=wT （w：角速度，：角速度，T：轉(zhuǎn)矩）：轉(zhuǎn)矩）v 1、長慶油田抽油機類型、長慶油田抽油機類型 長慶油田再用的抽油機主要有三大類：純曲柄平衡抽油機，純游梁平衡抽油機，復(fù)合平衡抽油機（曲柄復(fù)合平衡抽油機和彎梁變矩復(fù)合平衡抽油機。v 2、抽油機的平衡原理、抽油機的平衡原理 （1）抽油機不平衡的原因：懸點承受的是不對稱的脈動載荷 ，上沖 程電動機做功很大，下沖程電機做負(fù)功。 （2）抽油機不平衡的危害：抽油機運轉(zhuǎn)不平衡，影響電機的工作效率，使電機的功率因數(shù)降低，加大電機的功率損耗。v

7、3、抽油機平衡方式、抽油機平衡方式：游梁式抽油機的平衡方式有三種：純曲柄平衡，純游梁平衡、游梁曲柄復(fù)合平衡。v 4、抽油機達(dá)到平衡的原則是： （1）電動機在上下沖程中做功相等； （2）電動機在一個沖程中作功最小。 （3）上、下沖程中電機輸入功率峰值相等。三、抽油機三、抽油機三、抽油機三、抽油機v5、抽油機負(fù)功的產(chǎn)生、抽油機負(fù)功的產(chǎn)生 現(xiàn)場試驗表明,驅(qū)動抽油機的三相異步電動機在運行轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時處于發(fā)電狀態(tài),并產(chǎn)生負(fù)功,電動機轉(zhuǎn)差率絕對值超大,產(chǎn)生的負(fù)功越大。處于發(fā)電狀態(tài)的電動機發(fā)出的電能頻率、電壓、相序相位與電網(wǎng)一致時,負(fù)功能回饋電網(wǎng)被利用。此外,負(fù)功值大,抽油機系統(tǒng)效率下降,在計量和計算

8、抽油機電動機輸入有功功率時應(yīng)減去負(fù)功值。四、通用變頻器四、通用變頻器1、變頻器的調(diào)速原理、變頻器的調(diào)速原理 我們知道，交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式：我們知道，交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式： n60 f(1s)/p n異步電動機的轉(zhuǎn)速；異步電動機的轉(zhuǎn)速； f異步電動機的頻率；異步電動機的頻率； s電動機轉(zhuǎn)差率；電動機轉(zhuǎn)差率； p電動機極對數(shù)。電動機極對數(shù)。 由式可知，轉(zhuǎn)速由式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率與頻率f成正比，只要改變頻成正比，只要改變頻率率f即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在在050Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻

9、器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。（手段。（w：角速度，：角速度，T：轉(zhuǎn)矩）：轉(zhuǎn)矩）四、通用變頻器四、通用變頻器2、變頻器的結(jié)構(gòu)、變頻器的結(jié)構(gòu) 通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作變的交流電的裝置稱作“變頻器變頻器”。 變頻器主要由整流器、中間電變頻器主要由整流器、中間電路、逆變器，制動單元、驅(qū)動單元、微處理單元等組成。路、逆變器，制動單元、驅(qū)動單元、微處理單元等組成。v

10、1）、整流器，與三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動的直流電壓。）、整流器，與三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動的直流電壓。v 2）、中間電路，有以下三種作用：）、中間電路，有以下三種作用： a.使脈動的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。使脈動的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。 b.通過開關(guān)電源為各個控制線路供電。通過開關(guān)電源為各個控制線路供電。 c.可以配置濾波和制動單元以提高變頻器性能。可以配置濾波和制動單元以提高變頻器性能。v 3）、逆變器，將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。）、逆變器，將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。v 4）、控制電路，它將信號傳送給整流器、中

11、間電路和逆變器，同時）、控制電路，它將信號傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時它也接收來自這些部分的信號。其主要組成部分是：輸出驅(qū)動單元、它也接收來自這些部分的信號。其主要組成部分是：輸出驅(qū)動單元、操作控制電路。主要功能是：操作控制電路。主要功能是： a.利用信號來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。利用信號來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。 b.提供操作變頻器的各種控制信號。提供操作變頻器的各種控制信號。 c.監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能。監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能。 四、通用變頻器四、通用變頻器3、變頻器的工作原理：、變頻器的工作原理： 變頻器通過二極管整流橋（整流單元），將輸入的工頻交流電轉(zhuǎn)變

12、頻器通過二極管整流橋（整流單元），將輸入的工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡偻ㄟ^可控硅橋式電路，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷骸㈩l率可變?yōu)橹绷麟?，再通過可控硅橋式電路，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?、頻率可以任意調(diào)節(jié)的交流電。以任意調(diào)節(jié)的交流電。四、通用變頻器四、通用變頻器工作電路工作電路四、變頻器的工作模式和操作方法四、變頻器的工作模式和操作方法4、變頻器的功能、變頻器的功能v（1）、軟啟動功能）、軟啟動功能v（2）、變頻調(diào)速功能）、變頻調(diào)速功能 A、調(diào)速方式、調(diào)速方式: 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速 B、調(diào)速原理、調(diào)速原理v（ 3）功率因數(shù)補償功能）功率因數(shù)補償功能v（4）繼電保護(hù)功能）繼電保護(hù)功能v（5

13、）模擬量輸入和通訊功能）模擬量輸入和通訊功能四、變頻器的工作模式和操作方法四、變頻器的工作模式和操作方法5、變頻器的故障判斷、變頻器的故障判斷v1）上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現(xiàn)）上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現(xiàn)火花。火花。v2）上電無顯示）上電無顯示v3） 開機運行無輸出（電動機不啟動）開機運行無輸出（電動機不啟動）v4）運行時）運行時“過電壓過電壓”保護(hù)，變頻器停止輸出保護(hù)，變頻器停止輸出v5）運行時）運行時“過電流過電流”保護(hù)，變頻器停止輸出保護(hù)，變頻器停止輸出v6）運行時）運行時“過熱過熱”保護(hù)，變頻器停止輸出保護(hù)，變頻器停止輸出v7） 運行時運行時“接地接地”保護(hù)保護(hù)v

14、8）制動問題（過電壓保護(hù)）制動問題（過電壓保護(hù)）v9）變頻器內(nèi)部發(fā)出腐臭般的異味）變頻器內(nèi)部發(fā)出腐臭般的異味v10）如判斷出變頻器部件損壞）如判斷出變頻器部件損壞五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜 1、控制柜結(jié)構(gòu)、控制柜結(jié)構(gòu) 變頻控制及制動主電路變頻控制及制動主電路工頻控制主電路工頻控制主電路系統(tǒng)保護(hù)電路系統(tǒng)保護(hù)電路電源及操作面板電源及操作面板傳感器信號電路傳感器信號電路五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜短路熔斷器和浪涌保護(hù)器短路熔斷器和浪涌保護(hù)器Unidrive SP2404變頻器變頻器Unidrive SP2404制動單元制動單元變頻主回路接觸器變頻主回路接觸器

15、工頻主回路接觸器工頻主回路接觸器加熱器加熱器五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜2、Unidrive SP變頻器變頻器五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜3、抽油機控制柜電路抽油機控制柜電路 主電路主電路 Q101 為變頻器供電斷路器 Q102 為工頻供電斷路器 KM1 為變頻器輸出接觸器 KM2 為工頻輸出接觸器 KA2 為變頻器啟動/停止繼電器 KA3 為遠(yuǎn)程啟動/停止繼電器 五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜v 主控制電路圖SA2 為本地/遠(yuǎn)程切換旋鈕（兩位自鎖）SA1 為工頻/變頻切換旋鈕（兩位自鎖）ON 為抽油機啟動按鈕（綠色自復(fù)位）OFF 為抽

16、油機停止按鈕（紅色自復(fù)位）KA1 為自鎖用繼電器五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜4、操作與維護(hù)、操作與維護(hù)五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜v 系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù)： 1. 對于現(xiàn)場的工作環(huán)境，變頻器工作時風(fēng)機為變頻器提供冷風(fēng)，降低IGBT運行時的溫度，過多塵土進(jìn)入會導(dǎo)致變頻器風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低，風(fēng)量降低，甚至損壞風(fēng)機。因此注意柜子內(nèi)部的除塵。 2.設(shè)備正常運行時柜門盡量不要打開。 3.如果變頻器故障，系統(tǒng)自動切到工頻，此時如果手動復(fù)位，系統(tǒng)會自動切換到變頻繼續(xù)運行，因此在維護(hù)時

17、要注意這一點。 4. 系統(tǒng)檢修時，將供電電源切斷，請將本地/遠(yuǎn)程旋鈕旋到本地，按下停止按鈕，將柜內(nèi)Q101,Q102斷路器斷開，然后進(jìn)行檢修，檢修時注意安全。 5. 變頻器斷路器Q101斷開后，約10分鐘直流母線電壓才放電完畢，因此在10分鐘內(nèi)嚴(yán)禁打開變頻器。五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜5、變頻控制柜的通訊、變頻控制柜的通訊v 1.支持各類流行總線模塊，如 Profibus-DP,DeviceNet,CANopen,Modbus RTU, Interbus, CTNET等，不用網(wǎng)關(guān)，即可 實現(xiàn)多種總線間的數(shù)據(jù)交換v 2.具有可熱插拔的RJ45 口，提供各類PC工具 軟件，動

18、態(tài)監(jiān)控驅(qū)動器的狀態(tài)。v 3.目前調(diào)試及監(jiān)控采用串口RS485通訊，(標(biāo) 準(zhǔn)Modbus RTU協(xié)議)變頻器地址默認(rèn)為1， 波特率19.2Kb五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜6、再生能量的處理方式、再生能量的處理方式v1）電動機的發(fā)電量范圍）電動機的發(fā)電量范圍 用抽油機設(shè)計軟件模擬抽油機平衡和嚴(yán)重不平衡時的發(fā)電量用抽油機設(shè)計軟件模擬抽油機平衡和嚴(yán)重不平衡時的發(fā)電量 機型參數(shù)CYJY6-2.5-26HFCYJY8-2.5-26HF最大載荷(kN)6080沖次min-155平衡扭矩曲線負(fù)功(J)20371670不平衡扭矩曲線負(fù)功(J)4505657815五、抽油機專用變頻控制柜五、抽

19、油機專用變頻控制柜v 2）再生能量的處理方式）再生能量的處理方式 再生能量通過逆變器的六個整流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的再生能量通過逆變器的六個整流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。對最常用的處理方式有兩種：逆變器處于整流狀態(tài)。對最常用的處理方式有兩種：v （1）能耗制動）能耗制動 利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動，利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動，其優(yōu)點是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點其優(yōu)點是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低

20、，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。將增大。 v （2）回饋制動）回饋制動 采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動?；仞佒苿拥膬?yōu)點是提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動?；仞佒苿拥膬?yōu)點是提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動

21、運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網(wǎng)有諧波污染。、在回饋時，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。、控制復(fù)雜，成本較高。 v 3）制動電阻大小的確定）制動電阻大小的確定 由前邊的計算可知：抽油機一個沖程周期作負(fù)功率的范圍為：由前邊的計算可知：抽油機一個沖程周期作負(fù)功率的范圍為： 139W4818W，因此，選擇功率為，因此，選擇功率為2.5 kW的兩個制動電阻并聯(lián)在一起，的兩個制動電阻并聯(lián)在一起，制動總功率為制動總功率為5 kW，可以滿足

22、要求。，可以滿足要求。五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜v 7、抽油機專用變頻器的節(jié)能原理抽油機專用變頻器的節(jié)能原理v （1）動態(tài)調(diào)節(jié)抽油機的沖次。）動態(tài)調(diào)節(jié)抽油機的沖次。 動態(tài)調(diào)整抽油機的轉(zhuǎn)速，適應(yīng)油井負(fù)荷的需要。動態(tài)調(diào)整抽油機的轉(zhuǎn)速，適應(yīng)油井負(fù)荷的需要。 v （2）動態(tài)調(diào)節(jié)）動態(tài)調(diào)節(jié) 抽油機的上抽油機的上 、 下行程的速度實現(xiàn)節(jié)能增產(chǎn)的目的。下行程的速度實現(xiàn)節(jié)能增產(chǎn)的目的。v （3）動態(tài)調(diào)功功能：自動改變加在電機上的端電壓，保證電機在最）動態(tài)調(diào)功功能：自動改變加在電機上的端電壓，保證電機在最小電流和最低電壓即最小功率下運行。小電流和最低電壓即最小功率下運行。 五、抽油機專用變

23、頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜8、變頻柜具有的主要功能：、變頻柜具有的主要功能：v 1）、在變頻方式下，系統(tǒng)具有軟啟動功能。）、在變頻方式下，系統(tǒng)具有軟啟動功能。v 2）、遠(yuǎn)程控制啟停機。）、遠(yuǎn)程控制啟停機。v 3）、具有變頻與工頻兩套驅(qū)動線路。在變頻下運行，變）、具有變頻與工頻兩套驅(qū)動線路。在變頻下運行，變頻器故障，系統(tǒng)可以自動切換到工頻方式工作。頻器故障，系統(tǒng)可以自動切換到工頻方式工作。v 4）、遠(yuǎn)程控制抽油機運行沖次。）、遠(yuǎn)程控制抽油機運行沖次。v 5）、抽油機沖次的調(diào)節(jié)具有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種模）、抽油機沖次的調(diào)節(jié)具有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種模式。開環(huán)控制可以手動調(diào)節(jié)抽油機沖次，閉環(huán)

24、控制根據(jù)井式。開環(huán)控制可以手動調(diào)節(jié)抽油機沖次，閉環(huán)控制根據(jù)井下工礦自動調(diào)節(jié)抽油機沖次。下工礦自動調(diào)節(jié)抽油機沖次。v 6）、數(shù)據(jù)采集功能：可以采集電參數(shù)和示功圖。）、數(shù)據(jù)采集功能：可以采集電參數(shù)和示功圖。v 7）、提示抽油機的平衡狀態(tài)，并計算平衡調(diào)節(jié)量。）、提示抽油機的平衡狀態(tài)，并計算平衡調(diào)節(jié)量。v 8）、數(shù)據(jù)通訊，提供）、數(shù)據(jù)通訊，提供Modbus通訊協(xié)議，通訊協(xié)議，485通訊接口。通訊接口。五、抽油機專用變頻控制柜五、抽油機專用變頻控制柜v 9、抽油機變頻器的合理調(diào)頻范圍、抽油機變頻器的合理調(diào)頻范圍 當(dāng)頻率大于50Hz時，電機的轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速，因此抽油機的沖次將大于最高沖次，降低了抽油機運

25、行的可靠性。而且，當(dāng)f由50-60Hz時，U，I不變，E也不變，而X會減小，因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小。因為P=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩). 因為P不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩減小。 普通三相異步電動機的轉(zhuǎn)速是固定的，電機廠是根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速設(shè)計風(fēng)扇的，普通電機如果用變頻器降速運行，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也會降低，風(fēng)扇的風(fēng)量就會下降，電機溫度會升高。變頻器對普通三相異步電機進(jìn)行調(diào)控,速度不宜太低，控制在20Hz以上。 建議抽油機變頻器驅(qū)動三相異步電動機運轉(zhuǎn)時，調(diào)速范圍控制在20Hz50Hz之間。六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用v 1、不同特點油井的調(diào)速方式、不同特點油井的調(diào)速方式

26、 （1）低粘度，高含水量油井的調(diào)速）低粘度，高含水量油井的調(diào)速 選用“慢上快下”開采工藝，“慢上”有利于提高抽油泵的充滿程度，“快下”有利于抽油泵固定閥的及時關(guān)閉，提高泵效。（2）高產(chǎn)、高含水油井的調(diào)速）高產(chǎn)、高含水油井的調(diào)速 適當(dāng)增加沖次， “快上快下”增加產(chǎn)液量 。對于低產(chǎn)井，在現(xiàn)實實驗中發(fā)現(xiàn)如果提高沖次，排液量不增反降， （3）稠油井的調(diào)速）稠油井的調(diào)速 原油黏度上升，經(jīng)常發(fā)生驢頭和光桿 “打架”現(xiàn)象，通過調(diào)節(jié) 沖程頻次和選用“上快下慢”的開采工藝，避免了 “打架”，延長了開采時間，提高了原油產(chǎn)量。v 2、無功損耗的減少、無功損耗的減少 由于應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)對抽油機實行軟啟動，啟動電流大

27、幅度降低。功率因數(shù)由 0.3-0.5 上升到 0.9 以上。提高了功率因數(shù)，減少了無功損耗。v 3、抽油機沖次調(diào)節(jié)效果、抽油機沖次調(diào)節(jié)效果 六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用 （1）、華池作業(yè)區(qū)剖）、華池作業(yè)區(qū)剖2111井實驗記錄：井實驗記錄： 結(jié)論：變頻柜將沖次由結(jié)論：變頻柜將沖次由6.3min-1降到降到4.32 min-1，產(chǎn)液量基本保持不，產(chǎn)液量基本保持不變，而電動機輸入功率明顯降低，節(jié)電率達(dá)到變，而電動機輸入功率明顯降低，節(jié)電率達(dá)到38%。 六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用v （2）、采二嶺中作業(yè)區(qū)中）、采二嶺中作業(yè)區(qū)中97-3井實驗記錄：井實驗記錄：六

28、、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用v （3）、關(guān)）、關(guān)137-142井變頻控制柜應(yīng)用情況井變頻控制柜應(yīng)用情況 六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用v 參數(shù)隨頻率變化趨勢參數(shù)隨頻率變化趨勢v 頻率降低，電機的輸入功率值隨之降低，變化比較明顯。頻率降低，電機的輸入功率值隨之降低，變化比較明顯。六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用六、抽油機變頻柜現(xiàn)場應(yīng)用4、抽油機平衡調(diào)節(jié)效果、抽油機平衡調(diào)節(jié)效果 采二嶺中作業(yè)區(qū)采二嶺中作業(yè)區(qū) 中中97-3井實驗記錄：井實驗記錄： 七、通信系統(tǒng)簡介1、通信中的幾個基本概念：、通信中的幾個基本概念：v 通信：就是傳遞消息的過程，即信息的傳輸與交換。通信：就是

29、傳遞消息的過程，即信息的傳輸與交換。v 消息：有待于傳送的符號、文字、數(shù)據(jù)和語音、活動圖片消息：有待于傳送的符號、文字、數(shù)據(jù)和語音、活動圖片等等。等等。v 信息：消息中包含的有意義的內(nèi)容稱為信息。消息是信信息：消息中包含的有意義的內(nèi)容稱為信息。消息是信息的載體，同一則信息可用不同的消息形式來載荷息的載體，同一則信息可用不同的消息形式來載荷(比如比如文字、語言、圖象等文字、語言、圖象等)。v 信號：與消息一一對應(yīng)的物理量，是消息的物質(zhì)載體，信號：與消息一一對應(yīng)的物理量，是消息的物質(zhì)載體，信號攜帶信息。即消息被承載在信號的某一參量上，若該信號攜帶信息。即消息被承載在信號的某一參量上，若該參量是離散

30、取值的，稱這樣的信號為數(shù)字信號。若該參量參量是離散取值的，稱這樣的信號為數(shù)字信號。若該參量是連續(xù)取值的，稱這樣的信號為模擬信號。是連續(xù)取值的，稱這樣的信號為模擬信號。v 通信系統(tǒng)：通信的目的在于傳遞信息。完成信息傳遞所通信系統(tǒng)：通信的目的在于傳遞信息。完成信息傳遞所需的全部設(shè)備和傳輸媒介的總和稱為通信系統(tǒng)。按照信道需的全部設(shè)備和傳輸媒介的總和稱為通信系統(tǒng)。按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)的把通信系統(tǒng)分中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)的把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 七、通信系統(tǒng)簡介2、通信系統(tǒng)的一般模型（點對點通信）如圖、通信系統(tǒng)的一般

31、模型（點對點通信）如圖信息源發(fā)送設(shè)備受信者接收設(shè)備信道發(fā)送端接收端噪聲源通信系統(tǒng)一般模型七、通信系統(tǒng)簡介各部分功能：各部分功能：v 信源和信宿（受信者）：信源的作用是把各種可能消息信源和信宿（受信者）：信源的作用是把各種可能消息轉(zhuǎn)換成原始電信號；信宿的作用是將復(fù)原的電信號轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成原始電信號；信宿的作用是將復(fù)原的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。成相應(yīng)的消息。v 發(fā)送設(shè)備：基本功能是將信源與信道匹配起來，即它將發(fā)送設(shè)備：基本功能是將信源與信道匹配起來，即它將信源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。信源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。變換方式包括編碼和調(diào)制。變換方式包括編碼和調(diào)制。 v

32、 信道、噪聲源：信道是指信號傳輸?shù)耐ǖ溃磦鬏斆劫|(zhì)，信道、噪聲源：信道是指信號傳輸?shù)耐ǖ?，即傳輸媒質(zhì)，它分為有線和無線兩類。噪聲源是信道中的噪聲以及分它分為有線和無線兩類。噪聲源是信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其他各處的噪聲的集中表示。散在通信系統(tǒng)其他各處的噪聲的集中表示。v 接收設(shè)備：基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反變換。它的任接收設(shè)備：基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反變換。它的任務(wù)就是從帶有干擾地接收信號中正確恢復(fù)出相應(yīng)的原始務(wù)就是從帶有干擾地接收信號中正確恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號。信號。 七、通信系統(tǒng)簡介3、通信系統(tǒng)的分類：、通信系統(tǒng)的分類：v 按通信的業(yè)務(wù)和用途分類按通信的業(yè)務(wù)和用途分類 常規(guī)通信和控

33、制通信常規(guī)通信和控制通信v 按調(diào)制方式分類按調(diào)制方式分類 基帶傳輸：將未經(jīng)調(diào)制的信號直接傳送基帶傳輸：將未經(jīng)調(diào)制的信號直接傳送 頻帶傳輸是對基帶信號調(diào)制后進(jìn)行傳送頻帶傳輸是對基帶信號調(diào)制后進(jìn)行傳送v 按傳輸信號的特征分類按傳輸信號的特征分類 模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)v 按傳輸媒介分類按傳輸媒介分類 有線信道：如明線、電纜、光纜信道有線信道：如明線、電纜、光纜信道 無線信道：如短波電力層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼信道無線信道：如短波電力層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼信道七、通信系統(tǒng)簡介v按傳輸信號的復(fù)用方式分類按傳輸信號的復(fù)用方式分類 頻分復(fù)用頻分復(fù)用FDMFDM、

34、時分復(fù)用、時分復(fù)用TDMTDM、碼分復(fù)用、碼分復(fù)用CDMCDM按通信工按通信工作方式分類作方式分類 單工通信：是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?。例單工通信：是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?。例如，廣播、遙測、遙控如，廣播、遙測、遙控 半雙工通信：是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同半雙工通信：是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時進(jìn)行收發(fā)的工作方式。例如，無線電對講機時進(jìn)行收發(fā)的工作方式。例如，無線電對講機 全雙工通信：是指通信雙方可同時進(jìn)行收發(fā)消息的工全雙工通信：是指通信雙方可同時進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式。例如，普通電話作方式。例如，普通電話v 按數(shù)字信號碼元排列方法不同按數(shù)字信號碼元排列方法不同

35、 并行傳輸并行傳輸 串行傳輸串行傳輸七、通信系統(tǒng)簡介發(fā)端信 道收端發(fā)端信 道收端發(fā)端收端(a)(b)發(fā)端信 道收端發(fā)端收端信 道(c) 單工、 半雙工和全雙工通信方式示意圖 (a) 單工； (b) 半雙工； (c) 全雙工七、通信系統(tǒng)簡介 并行和串行通信方式示意圖 (a) 并行傳輸； (b) 串行傳輸發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備101(b)發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備(a)七、通信系統(tǒng)簡介4、長慶油田數(shù)字化采油設(shè)備通訊方式：、長慶油田數(shù)字化采油設(shè)備通訊方式：v數(shù)傳電臺：數(shù)傳電臺： 數(shù)傳電臺：（數(shù)傳電臺：（data radio）是借助）是借助DSP技術(shù)和無線電技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)和無線電技術(shù)實現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺。數(shù)傳電

36、臺的使用從最早的按鍵電碼、的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺。數(shù)傳電臺的使用從最早的按鍵電碼、電報、模擬電臺加無線電報、模擬電臺加無線MODEM，發(fā)展到目前的數(shù)字電臺和，發(fā)展到目前的數(shù)字電臺和DSP、軟件無線電；傳輸信號也從代碼、低速數(shù)據(jù)（軟件無線電；傳輸信號也從代碼、低速數(shù)據(jù)（3001200bps）到）到高速數(shù)據(jù)，可以傳輸包括遙控遙測數(shù)據(jù)、數(shù)字化語音、動態(tài)圖像等高速數(shù)據(jù)，可以傳輸包括遙控遙測數(shù)據(jù)、數(shù)字化語音、動態(tài)圖像等業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 數(shù)字電臺是數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺的簡稱。即采用數(shù)字信數(shù)字電臺是數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺的簡稱。即采用數(shù)字信號處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯、均衡軟判等功能的無線數(shù)號處理、數(shù)

37、字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯、均衡軟判等功能的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺。區(qū)別與模擬調(diào)制電臺加據(jù)傳輸電臺。區(qū)別與模擬調(diào)制電臺加MODEM的模擬式數(shù)傳電臺，的模擬式數(shù)傳電臺，數(shù)字電臺提供透明數(shù)字電臺提供透明RS232接口，傳輸速率達(dá)接口，傳輸速率達(dá)19.2Kbps，收發(fā)轉(zhuǎn)換，收發(fā)轉(zhuǎn)換時間小于時間小于10ms。 無線數(shù)傳電臺作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，無線數(shù)傳電臺作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，有一定的使用范圍：它提供某種特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實時、有一定的使用范圍：它提供某種特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實時、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強、組網(wǎng)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具

38、有成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠(yuǎn)的特點，適合點多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠(yuǎn)的特點，適合點多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合。場合。七、通信系統(tǒng)簡介v數(shù)傳電臺組網(wǎng)工作方式：數(shù)傳電臺組網(wǎng)工作方式： 1）設(shè)定各個監(jiān)控中心全部電臺的具體工作頻點，可能引起干擾的各監(jiān)）設(shè)定各個監(jiān)控中心全部電臺的具體工作頻點，可能引起干擾的各監(jiān)控中心不得使用相同頻點。一般情況下，數(shù)傳電臺提供控中心不得使用相同頻點。一般情況下，數(shù)傳電臺提供15個左右的個左右的頻點供選擇；頻點供選擇；）采用主從的工作方式，即監(jiān)控中心電臺為主叫方，井場電臺為被叫）采用主從的工作方式，即監(jiān)控中心電臺為主叫方，

39、井場電臺為被叫方；方；）監(jiān)控中心巡檢程序事先對巡檢油井排序，并且事先對井場）監(jiān)控中心巡檢程序事先對巡檢油井排序，并且事先對井場RTU設(shè)定設(shè)定地址編號；地址編號；）時鐘對表時監(jiān)控中心采用廣播的方式，全部）時鐘對表時監(jiān)控中心采用廣播的方式，全部RTU校對時間；校對時間；）巡檢指定油井?dāng)?shù)據(jù)時，監(jiān)控中心發(fā)出帶）巡檢指定油井?dāng)?shù)據(jù)時，監(jiān)控中心發(fā)出帶RTU地址編號的指令。相同地址編號的指令。相同頻點的電臺均可以收到監(jiān)控中心的指令，但只有頻點的電臺均可以收到監(jiān)控中心的指令，但只有RTU地址編號一致地址編號一致的的RTU響應(yīng)，并按具體指令將要求的數(shù)據(jù)按通訊協(xié)議通過數(shù)傳電臺響應(yīng)，并按具體指令將要求的數(shù)據(jù)按通訊協(xié)議

40、通過數(shù)傳電臺發(fā)出；發(fā)出；）監(jiān)控中心發(fā)出指令后等待井場數(shù)傳電臺發(fā)出的數(shù)據(jù)，監(jiān)控中心電臺）監(jiān)控中心發(fā)出指令后等待井場數(shù)傳電臺發(fā)出的數(shù)據(jù)，監(jiān)控中心電臺接收后巡檢程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行判斷校驗，校驗不通過時，可以再次巡接收后巡檢程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行判斷校驗，校驗不通過時，可以再次巡檢，但如果等待超過設(shè)定的時間不能收到數(shù)據(jù)時則認(rèn)為無法建立與檢，但如果等待超過設(shè)定的時間不能收到數(shù)據(jù)時則認(rèn)為無法建立與井場電臺的連接（報通訊錯誤）。井場電臺的連接（報通訊錯誤）。七、通信系統(tǒng)簡介vGPRS 通訊：通訊：GPRS 通訊是通用分組無線服務(wù)技術(shù)（通訊是通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)

41、的簡稱，近幾年移動網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)的快速發(fā)展也帶來了基于的簡稱，近幾年移動網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)的快速發(fā)展也帶來了基于移動網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的移動網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的GPRS與與CDMA專用模塊的應(yīng)用，并且已經(jīng)在專用模塊的應(yīng)用，并且已經(jīng)在城市供水系統(tǒng)與其他市政自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到較多應(yīng)用，同時，城市供水系統(tǒng)與其他市政自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到較多應(yīng)用，同時，油田的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)也開始采用該項技術(shù)。油田的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)也開始采用該項技術(shù)。GPRS 方式傳輸數(shù)據(jù)可以利用第三者已建網(wǎng)絡(luò)，井場地形、地點、方式傳輸數(shù)據(jù)可以利用第三者已建網(wǎng)絡(luò)，井場地形、地點、距監(jiān)控中心的距離不受限制（但要求距監(jiān)控中心的距離不受限制（但要求G

42、PRS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋到井場），但網(wǎng)絡(luò)覆蓋到井場），但GPRS 方式同時也存在不足之處，如數(shù)據(jù)的暢通傳輸依靠方式同時也存在不足之處，如數(shù)據(jù)的暢通傳輸依靠GPRS 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定以及監(jiān)控中心與絡(luò)的穩(wěn)定以及監(jiān)控中心與GPRS 網(wǎng)絡(luò)連接的暢通，并且網(wǎng)絡(luò)連接的暢通，并且GPRS 方式方式傳輸數(shù)據(jù)的費用由于功圖計產(chǎn)要求頻繁的功圖采集使得數(shù)據(jù)量很大，傳輸數(shù)據(jù)的費用由于功圖計產(chǎn)要求頻繁的功圖采集使得數(shù)據(jù)量很大，運行費用也將高于數(shù)傳電臺方式。運行費用也將高于數(shù)傳電臺方式。在系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)過程中，數(shù)傳電臺組網(wǎng)時可以自行獨立控在系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)過程中，數(shù)傳電臺組網(wǎng)時可以自行獨立控制，但制，但GPRS 方式組網(wǎng)時需要移動

43、公司與油田內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理單位的方式組網(wǎng)時需要移動公司與油田內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理單位的緊密配合。緊密配合。七、通信系統(tǒng)簡介4、ModBus協(xié)議簡介協(xié)議簡介v 當(dāng)今世界，工業(yè)控制已從單機控制走向集中當(dāng)今世界，工業(yè)控制已從單機控制走向集中監(jiān)控、集散控制。在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代的今天，工業(yè)監(jiān)控、集散控制。在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代的今天，工業(yè)控制器連網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便?？刂破鬟B網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便。ModBus協(xié)議就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。協(xié)議就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。ModBus協(xié)議是協(xié)議是Modicon公司于公司于1978年發(fā)明的一年發(fā)明的一種用于電子控制器進(jìn)行控制和通訊的通訊協(xié)議。種用于電子控制器進(jìn)

44、行控制和通訊的通訊協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以進(jìn)行通信。（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以進(jìn)行通信。它的開放性、可擴充性和標(biāo)準(zhǔn)化使它成為一個通它的開放性、可擴充性和標(biāo)準(zhǔn)化使它成為一個通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以簡單可靠地連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行系統(tǒng)的集中可以簡單可靠地連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行系統(tǒng)的集中監(jiān)控，從而使它成為最流行的協(xié)議之一。監(jiān)控，從而使它成為最流行的協(xié)議之一。CQZSZ(N)CQZSZ(N)CQZSZ(N)系列系列系列油田注水發(fā)展的趨勢v數(shù)字

45、化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化v節(jié)能、減排、高效v無人值守、低成本運營v安全低風(fēng)險 QHSE開發(fā)目標(biāo)開發(fā)目標(biāo) 以信息操作中心為主的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控、信息反饋、資料收集、生產(chǎn)調(diào)度、指揮協(xié)調(diào)于一體的管理模式,實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理智能化、生產(chǎn)動態(tài)實時監(jiān)控、生產(chǎn)指揮信息化 智能型撬裝注水站的組成智能型撬裝注水站的組成v 一、CQZSZ(N)-I系列智能注水站v 增壓系統(tǒng)：注塞泵 變頻柜v 流量測控系統(tǒng)：智能漩渦流量計 數(shù)顯壓力變送器 電動雙流閥v 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：主機-智能注水控制終端；智能漩渦流量計、數(shù)顯數(shù)顯壓力變送器的有線傳輸v 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：智能注水控制平臺；工業(yè)控制軟件v 系統(tǒng)特點：本裝置為適應(yīng)數(shù)字化油田需要，配置

46、有標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口，可與無線數(shù)傳電臺、GSM短信數(shù)傳、GPRS數(shù)字在線傳輸直接接口聯(lián)網(wǎng)。 v 其主要原理由是智能漩渦流量計、數(shù)顯壓力變送器、將注水系統(tǒng)運行狀況反饋給智能注水控制終端并智能注水控制平臺分析采取措施給控制終端信號由控制終端調(diào)節(jié)變頻器、電動雙流閥調(diào)節(jié)注水壓力和流量?？芍朴喠髁?、壓力、閥門的開關(guān)等報警參數(shù)，自動調(diào)節(jié)注水泵及每口井的瞬時流量過程中，發(fā)生異常自動報警，結(jié)合視頻系統(tǒng)，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人執(zhí)守。同時配備橇裝注水站室內(nèi)視頻，用以觀察站內(nèi)設(shè)備和各個元器件的運行狀況。增加動力箱箱體溫度傳感器及時掌握注水泵動力箱內(nèi)曲軸、連桿及十字頭的運行情況。v 1、自動化程度高，可對注水的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行

47、監(jiān)控。v 2、實現(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸監(jiān)控。v 3、可以設(shè)定啟動壓力，當(dāng)干壓小于啟動壓力或干壓小于支壓（油壓）時自動關(guān)閉電動閥，防止吐砂。智能型撬裝注水站的組成智能型撬裝注水站的組成v 二、 CQZSZ(N)-II系列智能注水站v 增壓系統(tǒng)：注塞泵 變頻柜v 流量測控系統(tǒng)：智能精控注水儀 數(shù)顯壓力變送器v 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：主機-通訊控制器；注水儀、壓力表的無線傳輸；電臺v 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：工作站；工業(yè)控制軟件v 系統(tǒng)特點：主要用于解決目前CQZSZ系列橇裝式注水站在使用過程中操作區(qū)域?qū)儆诟邏何ｋU環(huán)境，閥門調(diào)節(jié)費力、耗時，閥座易堵易卡，關(guān)閉不嚴(yán)，使用壽命短，注水流量誤差大，現(xiàn)場管理不方便，容易造成

48、注水設(shè)備損壞和注水失控，注水干壓波動、干壓較低時出現(xiàn)“倒灌”現(xiàn)象，造成出砂嚴(yán)重影響油田穩(wěn)定開發(fā)。其主要原理由是數(shù)顯壓力變送器、將注水系統(tǒng)運行壓力狀況反饋給變頻器由變頻器控制注水泵注水壓力和流量電動雙流閥調(diào)節(jié)注水流量。同時配備橇裝注水站室內(nèi)視頻，用以觀察站內(nèi)設(shè)備和各個元器件的運行狀況。增加動力箱箱體溫度傳感器及時掌握注水泵動力箱內(nèi)曲軸、連桿及十字頭的運行情況。遠(yuǎn)程設(shè)置流量，接收注水房的各種數(shù)據(jù)，生產(chǎn)報表技術(shù)優(yōu)勢v節(jié)能：在注水達(dá)到額定參數(shù)之前節(jié)能效果特別明顯v自動化：計量、控制全自動化完成、v數(shù)字化：全數(shù)字化接口、符合數(shù)字化油田的要求v可遠(yuǎn)程控制：可遠(yuǎn)距離監(jiān)視、控制系統(tǒng) v無人值守：節(jié)省人員成本和

49、勞動強度：v數(shù)據(jù)、報表電腦自動記錄分析，直觀明了v安全：控制室與設(shè)備間分開，杜絕潛在安全風(fēng)險優(yōu)勢：1.節(jié)能v 橇裝注水站在投產(chǎn)到穩(wěn)定期注水過程中一般都是小流量低壓力的地層注水，并根據(jù)地層壓力逐漸增加注水參數(shù)。在達(dá)到額定參數(shù)之前采用變頻器可以大大的節(jié)約電能，也可以減少注水泵等管路元器件的負(fù)荷損失。v 電機的功率簡單推導(dǎo)如下：v 功率P=w/t, w=fL, p=f/s，L=Q/s 那么就得出:P=w/t=fL/t=psL/tv P= pQ/tv 式中：P功率 w 做功 t 時間 f 力 L 距離 s 面積 Q 流量 p 壓力v 從上式可以看出，電機的功率，與流量和壓力成正比。因為普通電機的流量只

50、會在工頻下工作，流量不會變化，變頻控制下的電機，流量和頻率成正比。變頻電機因控制流量而節(jié)能。2.實現(xiàn)注水系統(tǒng)的自動化運行實現(xiàn)注水系統(tǒng)的自動化運行 v數(shù)據(jù)自動傳輸、自動記錄v不需要額外安裝任何軟件，即可在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中及時準(zhǔn)確地了解每口水井的工作情況。v是一套完整獨立的自動化計算機信息系統(tǒng)。 3.降低了注水系統(tǒng)的運營成本。降低了注水系統(tǒng)的運營成本。 v 不用人工抄表和調(diào)節(jié)閥門，所有操作都在計算機上進(jìn)行，能實現(xiàn)注水系統(tǒng)的無人執(zhí)守。v 可制訂流量、壓力、閥門的開關(guān)等報警參數(shù)，自動調(diào)節(jié)注水泵及每口井的瞬時流量過程中，發(fā)生異常自動報警，結(jié)合視頻系統(tǒng)，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人執(zhí)守。v 系統(tǒng)能監(jiān)控多套設(shè)備，不僅大量節(jié)約

51、了人力物力，而且能快速反應(yīng)、科學(xué)判斷，減少停注時間、防止事故的發(fā)生。v 在數(shù)據(jù)傳輸方面，傳感器之間、單井間以及閥組間形成300m虛擬儀器網(wǎng)；井場間、井場和基地間形成25km無線傳輸網(wǎng)。v 標(biāo)準(zhǔn)化的無線傳輸，無需布線、無需付費，結(jié)合系統(tǒng)提供的B/S構(gòu)架，實現(xiàn)了現(xiàn)場無布線、遠(yuǎn)程能監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。4.能平滑啟動，保護(hù)電機。能平滑啟動，保護(hù)電機。v變頻器控制電機啟動，隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下，控制輸出力矩，可以平滑地起動，避免產(chǎn)生機械電氣上的沖擊，起到軟啟動的作用。 同時，不影響電網(wǎng)內(nèi)其他設(shè)備的正常使用，同時對機械部分起到良好的保護(hù)作用有效的提高的產(chǎn)品的使

52、用壽命。5.安全v控制間和設(shè)備間分離，杜絕了潛在的安全事故風(fēng)險。v有利于達(dá)成QHSE目標(biāo)。技術(shù)方案一、無線測控部分方案一、無線測控部分方案二、變頻控制部分方案二、變頻控制部分方案一、無線測控部分方案一、無線測控部分方案1.無線測控系統(tǒng)軟硬件組成無線測控系統(tǒng)軟硬件組成序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1工控機研祥臺1pc亦可2工業(yè)組態(tài)軟件（無限點）套13監(jiān)控系統(tǒng)V1.9套1IMC4打印機Epson 窄行臺15后備電源APC 500VA16數(shù)據(jù)采集終端ERT-11IMC7通訊控制器TZJT-11IMC8標(biāo)準(zhǔn)機柜14”19開關(guān)電源1W110天線430M2DIAMONF11數(shù)傳電臺IMCS450IMC遠(yuǎn)距離

53、2、無線測控部分的硬件配置及其功能、無線測控部分的硬件配置及其功能 （1）現(xiàn)場采集部分v 主機主機:采用西安國儀的ERT-1、2型無線數(shù)據(jù)采集終端，具有MODBUS通訊口，每臺主機采集的水井?dāng)?shù)據(jù)最少一口，最多十口，各井與主機之間通過無線連接，現(xiàn)場無需布線。v 電臺：電臺：采用IMC450軍品級高速數(shù)傳電臺，如在300米范圍內(nèi)，可不用數(shù)傳電臺。v 智能精控注水儀：智能精控注水儀：采用西安國儀自行研制開發(fā)的LZS-WX型精控注水儀。該設(shè)備專為油田高壓注水設(shè)計，計量準(zhǔn)確、能自動根據(jù)日流量調(diào)節(jié)瞬時流量。自身帶有無線數(shù)傳模塊，輸出MODBUS協(xié)議通訊?，F(xiàn)場無需布線，能遠(yuǎn)程遙控，調(diào)節(jié)閥門的大小和開關(guān)。v

54、電池供電壓力變送器：電池供電壓力變送器：采用YCMC型系列壓力變送器，現(xiàn)場無需電源，自帶有無線數(shù)傳模塊，輸出MODBUS通訊?，F(xiàn)場無需布線。v 變頻控制柜：變頻控制柜：采用以德國博世（Bosch）集團(tuán)的CVFP3系列恒力矩水泵專用變頻器為核心，德力西系列低壓電器為配套，（可輔助軟啟動備用），專用DIP調(diào)節(jié)器組成的變頻控制系統(tǒng)。v （2）控制中心部分v 通訊控制器：通訊控制器：采用共同開發(fā)研制的TZJT-1型通訊控制器，通過串口與控制中心的服務(wù)器或工控機相連，另一端通過天線與井場數(shù)據(jù)采集終端通訊。v 工作站：工作站：采用當(dāng)前主流配置的DELL工作站，用來遠(yuǎn)程監(jiān)控油、水井，遠(yuǎn)程控制注水量，調(diào)節(jié)抽油

55、頻率存儲油、水井動態(tài)監(jiān)測資料。v 3、無線測控部分的軟件v 本次使用軟件系統(tǒng)為共同研發(fā)的“WOYC-1型注水遠(yuǎn)程測控信息系統(tǒng)”，其主要功能是針對油田采油過程中，水井?dāng)?shù)據(jù)采集與油田統(tǒng)計監(jiān)控等環(huán)節(jié)，實施辦公自動化的一套行之有效、功能強大且使用簡便的軟件系統(tǒng)。2、無線測控部分的硬件配置及其功能、無線測控部分的硬件配置及其功能 3 、軟件系統(tǒng)的主要功能、軟件系統(tǒng)的主要功能 v （1）實時監(jiān)測）實時監(jiān)測v 運行軟件，使其處于巡檢狀態(tài)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)實時傳入服務(wù)器，循檢水井的工作狀態(tài)及數(shù)據(jù)，包括井口壓力、分水器壓力、泵壓、瞬時流量、累積流量。系統(tǒng)根據(jù)測得數(shù)據(jù)同步分析注水井工作狀態(tài)，同時顯示分析結(jié)果

56、，統(tǒng)計開關(guān)井?dāng)?shù)據(jù)，顯示于軟件界面，方便工作人員及時了解現(xiàn)場情況。如有異常，系統(tǒng)顯示報警信息，模擬聲光報警。v （2）遠(yuǎn)程控制）遠(yuǎn)程控制v 在監(jiān)控狀態(tài)下，選擇其中的某口注水井，可調(diào)節(jié)日注水量模式下的日注水量，瞬時流量模式下的瞬時流量。也可開關(guān)流量閥門。v （3）數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)處理v 本軟件系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)存儲和處理功能，可以同時保留所有注水井的數(shù)據(jù)，也可根據(jù)用戶需求保留一定時期的數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)存儲量。在數(shù)據(jù)處理方面，用戶可以根據(jù)工作需要進(jìn)行報表打印、趨勢查看、結(jié)果分析計算等操作。v （4）網(wǎng)絡(luò)傳輸）網(wǎng)絡(luò)傳輸（附加模塊）v 利用系統(tǒng)中提供的B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，不需要額外安裝任何軟件，即可在

57、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中及時準(zhǔn)確地了解各注水站和注水井的工作情況。二、變頻控制部分方案二、變頻控制部分方案名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備 注變頻器SY3200-075T4臺1Bosch變壓器BK-100VA220（24.36.12）只1DELIXI電壓表42L6-450V只1DELIXI電流互感器300/5只1DELIXI中間繼電器HH54P/220V只2DELIXI按鈕LAY3-11只2DELIXI電源指示燈AD11-22/220V只1DELIXI運行指示燈AD11-22/220V只1DELIXI故障指示燈AD16-22/220V只1DELIXI急停LAY11-M只1DELIXIPID控制器AI-518只1箱體

58、2200*800*600只1壓力變送器Cmcy40只12、硬件配置、硬件配置（1）容量：一套設(shè)備，1臺75kw注塞泵用變頻器控制。（2）配置：變頻器選用名牌產(chǎn)品，低壓電器選用德力西名牌產(chǎn)品。CQ系列油氣混輸泵變頻控制系列油氣混輸泵變頻控制專題介紹長慶油田分公司機械制造總廠長慶油田分公司機械制造總廠二零零九年三月二零零九年三月目目 錄錄一、一、CQCQ系列單螺桿油氣混輸泵變頻控制概述系列單螺桿油氣混輸泵變頻控制概述二、二、CQCQ系列單螺桿油氣混輸泵可控參數(shù)及節(jié)能系列單螺桿油氣混輸泵可控參數(shù)及節(jié)能分析分析長慶油田分公司機械制造總廠長慶油田分公司機械制造總廠1 1、變頻調(diào)速技術(shù)綜述、變頻調(diào)速技術(shù)綜

59、述 在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中，風(fēng)機、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中，風(fēng)機、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛；其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修；其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修費用占到生產(chǎn)成本的費用占到生產(chǎn)成本的7%7%25%25%，是一筆不小的生產(chǎn)費用開支。隨著經(jīng)濟，是一筆不小的生產(chǎn)費用開支。隨著經(jīng)濟改革的不斷深入，市場競爭的不斷加??；節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)改革的不斷深入，市場競爭的不斷加??；節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。 而八十年代初發(fā)展起來的變頻調(diào)速技術(shù)，正是順應(yīng)了

60、工業(yè)生產(chǎn)自而八十年代初發(fā)展起來的變頻調(diào)速技術(shù)，正是順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。一改普通電動機動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負(fù)載在無須任只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負(fù)載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運行的目的。機功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運行的目的。 一、一、CQ系列單螺桿油氣混輸泵變頻控制概述系列單螺桿油氣混輸泵變頻控制概述長慶油田分公司機械制造總廠長慶油田分