为了完成抽油机能主动依据负载需求实时进行Δ/Y双向切换和间歇守时操控的方针,选用嵌入式操控技能规划了如图1所示的操控电路。
智能功率操控器的硬件体系以新华龙电子公司为C8051F206配套的实验板为根底,新增输出电路和键盘显现电路后构成。直接使用实验板上的C8051F206MCU、JTAG接口、晶振、复位及电源电路,大大降低了硬件规划作业量。
(1)输出电路
本体系的被控对象是电机的开关。为满意星角切换和开机/停机要求,需求对3只沟通接触器(C1~C3)按必定组合联系进行操控,其电路原理和操控真值表如图2(a)和图2(b)所示。考虑到现场抗搅扰的需求,在输出端口P0.1,P0.3和P0.5后选用了光电阻隔电路(图2(c)),其间驱动用的活络继电器J的作业触头串接在电机操控回路中,以操控相应沟通接触器的动作。
(2)显现和键盘电路的规划
显现器选用4位LED串行通讯方法,接口电路由3只74HC595串行移位寄存器,5只三极管型功率放大器9014和4只LED数码管组成(如图3所示)。由端口P0.2输入串行数据、P0.4发生移位脉冲,P0.0发生锁存脉冲。
按键选用1×5非编码键盘,将5个按键的一端别离与串行移位寄存器U1的输出端Q3、Q4、Q5、Q6、Q7相连,公共端与P0.6直接相连,经过不断检测计算机引脚P0.6来获取是否有按键被按下。
(3)模拟量输入电路的规划
抽油机功率切换操控程序的规划选用C51与MCS51汇编语言混合编程,其程序流程如图4所示。
仪器上电初始化后,首要宣布电铃报警预示电机行将起动;随后电机以三角形方法起动以满意抽油机重载起动的要求;起动后体系将依据电机的实时功耗状况使电机在三角形、星形或过载停机三种状况间主动切换,即在实时功耗小于设定三角形向星形切换功率时电机作业在星形方法,在功耗大于设定星形向三角形切换功率时电机作业在三角形方法,大于设定过载功率时停机;假如体系中设置了间歇操控参数,则体系还将对开机和停机的累计时间进行计时,完成守时操控。上述进程循环往复进行,直至人工干预停机停止。
为避免外界搅扰对体系稳定性的影响,体系规划中选用了中值滤波,主动校零,软件冗余、过错圈套和看门狗等技能。
本文开发的抽油机节能操控外表在江苏和长庆等油田进行了工业实验。结果标明,体系的可靠性很好,在-30~50℃的条件下已正常作业约2年时刻。抽油机的节能作用令人满意,节电率遍及到达15%以上(在负载率为20%的条件下测算)。实践标明,选用C8051F206规划的节能操控器的生产成本很低,易于为现场用户承受,充沛显现出杰出的市场前景