抽油机电气控制系统设计方案

油田抽油机传动系统控制原理与设计作者：尹振军来源：《中国新技术新产品》2017年第18期摘要：针对系统控制自动化需求以及节能降耗的要求，提出一种基于DSP的智能传动控制系统。

为实现对该系统的设计，首先对目前主流的抽油机类型进行了简单的介绍，然后对传动系统调速的原理进行了分析，最后结合DSP在智能控制方面的优势，利用DSP芯片作为主处理器，从硬件和软件的角度对系统进行了设计。

由此通过设计，为抽油机的节能和自动化控制提供了参考。

关键词：抽油机；节能；控制原理；软件中图分类号：TM301 文献标识码：A随着现代智能技术的发展，电力电子控制被广泛应用，其中也包含石油领域。

而抽油机作为石油开采领域中的一个重要机械设备，其成为采油中能量消耗最大的一个设备之一。

同时，抽油机的动力主要依靠传动系统，通过传动系统电机的转动，以此不断地对岩层下的石油进行抽取。

由此，如何对传动系统进行控制，成为保障抽油机工作的重点。

1.抽油机类型概述目前，针对我国国内的抽油机类型中，使用比较广泛的包括有游梁式和无游梁式两类。

在抽油机结构中，其传动系统主要由电机、变速箱部分组成，并且配备的电动机大部分都是Y 系列为主。

对于抽油机来讲，其配备的电机大部分都处在轻载运行的状态，这样其负载率很低，并且功率的损耗非常大。

对抽油机的电耗来讲，其用在生产中的用电比例会很大，并且对其进行冲程冲次调节显得十分不便。

因此，提出对抽油机进行技术技能改造，使其在各种工况下都具备良好的节电效果。

而在本研究中，则提出采用开关磁足电机对其转速进行优化控制，并借助DSP的智能处理，实现抽油机上冲程和下冲程的速度调节。

2.开关磁阻电动机调速的工作原理对开关磁阻电机调速来讲，其主要包括控制器、功率变换器、开关磁阻电机、电流和位置检测装置。

其中，开关磁阻电机的控制主要是通过控制器对功率进行调节，进而实现对SR电机转速的控制。

同时，结合抽油机的功率和实际采油需求，可以将其运行状态分为启动运行、稳定运行和制动运行3个状态。

机械原理机械设计课程设计计算说明书设计题目油田抽油机目录一、设计题目 (1)二、系统总体方案的确 (1)三、设计原始数据 (2)四、电动机的选择 (3)五、传动比的分配 (4)六、执行机构尺寸计算 (5)七、机构运动分析 (6)八、V带设计 (15)九、传动装置的运动和动力参数 (17)十、齿轮的传动计算 (18)十一、减速器机体的尺寸设计 (31)十二、轴的设计 (32)十三、键的选择及强度较核 (33)十四、轴承寿命计算及静强度 (35)十五、轴的强度较核 (37)十六、参考文献 (41)计算及说明主要结果一、设计题目：油田抽油机二、系统总体方案的确定：系统总体方案：电动机→传动系统→执行机构；初选三种传动方案，如下：(a)二级圆柱齿轮传动(b)为涡轮涡杆减速器(c)为二级圆柱圆锥减速器系统方案总体评价：（b）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现m c R 35604.1)2sin(sin ==ψθ，其中m c 5.1=； θsin 221R L C C =R L C AC L C C AC 2sin sin 21121==∠θR C AC L AC 2sin 222=∠其中，由于032][=α，则：02133775.242][=-=∠ψαA C C002173917.148)2][(180=-+-=∠ψαθC AC⎩⎨⎧==+==-1052667.11176882.121AC AC L a b L a b 解得：m a 1437893.0=，m b 2614775.1=；m b a c c b a d 410937.1]sin[)(2)(22=+-++=α七、 机构运动分析：1.数学模型 如图所示，取以A 点为原点、x 轴与AD 线一致的直角坐标系，标出向量和转角，由封闭向量多边形ABCD 可得1.35604R m =01224.33775C C A ∠=012148.73917AC C ∠=m a 1437893.0= m b 2614775.1=1.410937d m =122()()(/2)22122''"i i i AB BC BC l e l e l e ϕπϕπϕπϕϕϕ+++++33()(/2)233'"i i DC DC l e l e ϕπϕπϕϕ++=+实部和虚部分别相等可得22112222'cos 'cos "sin AB BC BC l l l ϕϕϕϕϕϕ++ 23333'cos "sin DC DC l l ϕϕϕϕ=+22112222'sin 'sin "cos AB BC BC l l l ϕϕϕϕϕϕ--+ 23333'sin "cos DC DC l l ϕϕϕϕ=-+解得2221122332332'cos()''cos()"sin AB BC DC DC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-（）222113232332'cos()'cos()'2"sin()AB BC DC BC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-2.框图设计3.程序和计算结果Visual C++ 程序#include "stdio.h"332.3697410231.481.044P d C mm n ≥==Ⅱ332.264171.06 1.069843.421.894P d C mm n ≥=⨯=Ⅲ 中间轴各轴段设计：1.各段轴的直径轴段1为轴承径，其直径应符合轴承内径标准，且31.4d mm ≥Ⅱ，由此选定35d mm =1。

风光储一体化系统带动抽油机项目设计方案一、项目方案设计目的和意义在风力资源较丰富，而距离输电网络较远的用电地区使用风光储一体化供电系统，可以有效解决生产生活用电问题，而且更重要的是通过这样一个示范性的项目的实施，可以为积极探索新的新能源使用模式积累经验，为清洁能源的使用开辟新路径。

大庆以石油著称，据统计，大庆油田约有8万多口油井，其中功率最低的为5.5kw，功率最高的为75 kw。

大庆地区的风能和太阳能资源很丰富，年平均风速为4.1米/秒。

如果利用风光储系统进行发电，然后供给抽油机工作使用，可大大的利用了自然能源，减少了电能的使用。

在节约费用的同时，还达到了节能的目的。

二、项目的可行性和必要性（1）区域能源结构分析本项目利用可再生能源——风能和太阳能进行发电，没有废水、废气和废渣，不仅可以减少人类对环境的破坏。

同时也优化资源的配置，符合我国现行的能源产业政策。

（2）区域环境的分析当利用风力发电机，太阳能光伏电池板结合储能电池给边远地区油田供电时，可以构成一个非常美观、独特的人文景观，这种景观具有群体性、可观赏性，虽与自然景观有明显差异，不但反映了人与自然结合的完美性，具有明显的社会效益和经济效益。

（3）经济、节能、减排分析并网型方案每台每年节省10万度电，折合燃料发电厂相比，每台每年可以节约标煤39.5吨（火电煤耗按395g/kw.h），同时每台每年可减少燃煤所造成的多种有害物质的排放，其中粉尘约为0.06t/a、CO2为9.9 t/a、NOx为0.4t/a。

此外。

还可以节约用水约62.7t/a。

间歇供电型每台每年可节省3700度电，折合燃料发电厂相比，每台每年可以节约标煤1.46吨（火电煤耗按395g/kw.h），同时每台每年可减少燃煤所造成的多种有害物质的排放，其中粉尘约为0.01t/a、CO2为0.36 t/a、NOx为0.01 t/a。

此外，还可以节约用水约2.31 t/a。

大庆油田抽油机的耗能是一笔很大的能源消耗，如果能在抽油机的耗电上做一些节能减排的方案，将为国家节省很大一笔能源财富。

海洋钻机电气控制系统设计及关键技术海洋石油钻机的本质为一套结构非常繁杂的大型设备，这套大型设备通常是由旋转系统、起升系统、传动系统、控制系统、钻井液循环系统等许多个系统组建而成，从而能够使这套系统完成下钻、起钻、循环洗井、旋转钻进等一系列的工作。

然而要使这套设备完成这一系列的繁杂工作，就必须拥有一套完整的电控制系统。

但是我们国家软扭矩控制、海湾升沉补偿和软泵控制这些方面的技术还不够成熟，导致自动化程度偏低，所以未能广泛应用。

1 电器控制系统的基本构成电驱动石油钻机的电气控制系统总共是由3个部分所组成的。

首先是由柴油发电锯所组成的基础动力控制系统;其次是用于辅助和控制各电动组、照明、井场等多个作业区域的供电控制系统;最后是由直流调速所组成的设备的传动控制系统。

2 电气控制系统的设计我们所研究的70DBF电驱动的电器控制系统所应用的是由柴油发电机组通过并网的方式，最终产生电流，然后向所需要的系统供电的方式。

例如向VFD系统还有SCR系统同时提供AC600 V的电网，我们日常的生活用電是由一台600/400 V 1 250 kVA的变压器为电源提供的。

2.1 动力控制系统的设计动力控制系统的组成采用的是4台柴油机组采用并网发电的形式，这套动力系统的容量为6 000 kVA，系统的总功率为4 800 kW，系统的频率为50 Hz，系统的电压AC为600 V，每一台柴油机的单机功率都是1 200 kW。

这套系统的测量仪选用的是7 300全数字的智能电力仪表，这款仪表不仅在计算精度方面特别出色同时还能够完成计算机的一些通信任务。

2.2 电气传动控制系统的设计这套电气传动系统是由3台传动柜将发电并网母线上原本的交流电整流成直流电，然后用整流来的直流电来启动3台泥浆泵上面存在的6台串励直流电机，所运用的方式是一对二的操控方式。

为这套传动控制系统提供技术支持的是西门子6SE71交流变频调速技术和6RA70直流操控技术，都是全数字的。

电气控制系统总体方案1.系统概述电气控制系统是一个用于监测、控制和保护电气设备和系统的系统。

它具有实现电气设备自动化和智能化的功能，可提高生产效率、降低能耗、提高安全性等优点。

该系统将根据设备的工作状态和运行需求，实时监测设备的各项参数，并通过控制器对设备进行自动控制和操作。

2.系统组成2.1控制器：控制器是电气控制系统的核心部件，它负责接收传感器采集到的数据，根据预设的控制策略和算法，生成控制信号，并通过通信设备将控制信号发送给执行器，实现设备的自动控制。

2.2传感器：传感器用于监测设备的各项参数，如温度、压力、流量等。

传感器将采集到的数据传输给控制器，供其进行分析和决策。

2.3执行器：执行器负责接收控制器发送的控制信号，并根据控制信号进行相应的操作，如开关设备、调节设备的工作状态等。

2.4通信设备：通信设备用于实现控制器和执行器之间的通信，将控制信号传输给执行器，并将执行器的状态反馈给控制器。

3.系统功能3.1监测功能：系统通过传感器实时监测设备的各项参数，如温度、压力、流量等。

监测功能可以帮助用户及时了解设备的工作状态，判断设备是否正常运行。

3.2控制功能：系统通过控制器，根据预设的控制策略和算法，生成相应的控制信号，对设备进行自动控制和操作。

控制功能可以实现设备的自动化和智能化。

3.3保护功能：系统通过传感器监测设备的工作状态，实时判断设备是否存在异常情况，如过载、短路等。

当系统检测到异常情况时，会通过控制器生成相应的保护信号，保护设备的安全运行。

3.4通信功能：系统通过通信设备，实现控制器和执行器之间的通信。

通信功能可以实现远程监控和控制，用户可以通过远程终端设备对设备进行监控和控制。

4.系统设计在电气控制系统的设计中，需要考虑以下几个方面：4.1控制策略：根据设备的工作需求和运行特点，设计合适的控制策略和算法。

控制策略可以根据设备的运行状态和环境条件，自动调节设备的工作状态和参数，以达到最佳的运行效果。

电气控制系统方案1. 引言电气控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分。

它通过对电气设备的控制和监控，实现对工业生产过程的自动化管理。

本文将介绍一个基本的电气控制系统方案，包括其组成、功能和实施步骤等。

2. 电气控制系统的组成一个基本的电气控制系统一般包括以下几个主要组成部分：2.1 电源系统电源系统是电气控制系统的基础，它提供所需的电能以供后续的各种设备运行。

常见的电源系统包括交流电源和直流电源。

在选择电源系统时，需要考虑到生产设备的功率需求、电能质量和稳定性等因素。

2.2 控制设备控制设备是电气控制系统中的核心部分，它用于对设备进行控制和监控。

常见的控制设备包括可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）和变频器等。

PLC是一种基于编程控制逻辑的设备，它可以根据预先设定的程序自动控制相关设备的运行。

HMI是人机交互界面，提供了操作员与系统进行交互的手段。

变频器可以控制电机的转速和转向，实现对相关设备的精细控制。

2.3 传感器和执行器传感器和执行器是电气控制系统中的重要组成部分。

传感器用于感知和测量各种物理量，例如温度、压力和流量等。

执行器根据控制信号，控制相关设备的动作。

常见的传感器和执行器包括温度传感器、压力传感器和电磁阀等。

2.4 通信网络通信网络用于各个设备之间的数据传输和交互。

它可以是局域网（LAN）或者以太网等。

通过通信网络，各个设备可以实现数据共享和远程控制等功能。

2.5 安全系统安全系统用于保障工业生产过程的安全性。

它可以包括烟雾探测器、火焰探测器和急停按钮等。

安全系统可以在危险情况下自动触发报警或者停机，保护人员和设备的安全。

3. 电气控制系统的功能电气控制系统的主要功能包括：3.1 自动化控制电气控制系统可以实现对工业生产过程的自动化控制。

通过合理的编程和设定，控制设备可以自动执行各种操作，提高生产效率和质量。

3.2 数据采集和监控电气控制系统可以采集各种传感器的数据，并对其进行分析和处理。

电气控制方案书1. 引言本文档旨在介绍电气控制方案的设计与实施。

电气控制方案是在工业自动化领域中，用于控制机械、设备或工艺的电气系统。

本文档将分析该控制系统的需求，设计合适的电气控制方案，并描述实施过程和相关注意事项。

2. 项目概述本项目旨在设计一个电气控制系统用于控制一台工业机械装置。

该机械装置包含多个执行机构，如电机、阀门等。

电气控制方案将负责控制这些执行机构，以实现设定的运行模式和功能。

3. 设计要求在开始设计电气控制方案之前，首先需要明确设计要求。

以下是本项目的设计要求：•精确控制功能：电气控制系统需要能够精确控制各个执行机构的运行状态和参数，以满足工业装置的需求。

•可靠性和稳定性：电气控制系统应具备高可靠性和稳定性，以确保机械装置的正常运行，并减少故障和停机时间。

•安全性：对于一些操作电机和高压设备的工业装置，安全是至关重要的。

因此，电气控制方案需要专注于安全性，包括过载保护、短路保护等。

•灵活性：电气控制系统需要具备一定的灵活性，能够适应不同的工艺要求和操作模式。

•易于维护：电气控制方案应设计成易于维护和调试的，以便快速解决故障和进行维护工作。

4. 电气控制方案设计4.1 控制系统框架控制系统框架是电气控制方案的基础。

在本项目中，我们选择了分布式控制系统（DCS）作为框架。

DCS采用模块化的设计，将控制系统划分为多个功能模块，各模块通过网络互联，实现数据的传递和控制指令的发送。

4.2 控制器选择为了实现对执行机构的精确控制，我们选择了PLC作为控制器。

PLC是可编程逻辑控制器，具备强大的处理能力和可编程性。

通过PLC，我们可以编写程序控制各个执行机构的运行状态和参数。

4.3 传感器选择为了获取机械装置的状态信息，我们需要选择适合的传感器。

在本项目中，我们选择了温度传感器、压力传感器和位置传感器等。

这些传感器将通过模拟输出或数字输出的方式，将装置的状态信息传递给PLC。

4.4 通信协议为了实现不同模块之间的通信，我们选择了Modbus协议作为通信协议。