华丰抽油机电气控制系统设计方案

1、华丰抽油机电气控制系统设计方案系统特点概述： 本系统采用开关磁阻调速电机（37kw，1000r/min）做为本次设计方案的动力元件，能达到以下技术要求：u 整个柜体采用双箱体结构，防护等级达到IP54;u 柜体内部具有自动加热，散热单元，可以保证系统在环境温度为-3075范围内稳定运行;u 可以实现上下速度在50r/min额定转速范围内无级调节，作业速度上下可独立调节，点动速度可调节；u 系统具有三种运行模式：作业，运行，点动，可通过选择开关进行选择；u 频繁正反转，满足冲次220次/min；u 启动力矩大，过载能力强；u 具有过载，失载，越位等完善的保护功能；u 上下冲程调节方便，作业，运行

2、冲程可以独立调节，操作简单；u 具有远程通讯功能，支持Modbus通讯协议，便于组网； 下面针对整个系统的设计进行详细说明：1. 本系统长期在野外工作，为了使整个系统能运行可靠，电气柜采用了双箱体结构，在防尘，防雨方面起到了很好的保护作用，同时为了有利于整个系统的散热，在柜体的顶部加装有3个大功率的轴流风机，采用温度开关来控制风机的起停，这样可以延长风机的使用寿命。同时在系统电源入口出加装了避雷器，大大提高了系统安全运行的系数。2. 由于本系统有时工作在发电状态，故加装了2只5KW,16欧姆的制动电阻用于发电状态下能量的转换，为了使制动电阻产生的热量能尽快的释放，此方案中把制动电阻单独放置在一

3、个柜体中，这样不会因为电阻的发热而损坏电气元件。3. 为了能更简便可靠的调节运行时的冲程和作业时的冲程，本方案中采用了下图中的控制方式：下面对其进行说明：1) 注意事项：转动盘在使用过程中，即使最大冲程，经过减速后旋转角度也不能超过360；3个接近开关和 挡块之间的距离必须小于10mm，这样才能让接近开关可靠准确的动作；修正用接近开关尽量处于冲程的中间位置，上下限位开关应提供多个安装孔，可以根据现场实际情况进行实际调节。2）接近开关选用：3个接近开关选用欧姆龙E2F-X10E1型，直流3线，NPN，防护等级达到IP68。 3）工作原理： 因为本系统有3套运行模式：作业，运行，点动，同时作业和运

4、行模式其冲程互不影响，结合下图中的面板图进行说明，当“运行模式”万能旋转开关处于“运行”状态时，同时“冲程调节”钥匙开关处于闭合状态时，可以用“点动上升”确定运行模式下的上冲程点，用“点动下降“确定运行模式下的下冲程点，调节过程中，利用电机的位置编码器产生的脉冲个数（48个/圈）进行确定冲程，当挡块靠近修正开关时，产生信号经程序处理后，对脉冲数进行清零，重新对脉冲记数，松开”点动上升/下降“按纽后，系统自动锁住当前脉冲数，然后关闭”冲程调节“开关，按”上升“或者”下降“按纽，系统将按运行冲程进行往复运动；同理，处于作业模式下的调节原理一样，不同的是运行模式下上下速度通过面板上的电位器进行调节，

5、作业模式下的上下速度通过参数设置进行设定，点动模式下，修正开关和冲程大小不再起作用，如果在运行过程中，由于特殊情况，电机不能有效的换向，挡块将会接近上限位或者下限位开关，系统将掉电保护，上限位或者下限位指示报警灯亮，同时系统发出抱闸信号。4针对此系统，本方案专门为此设计了操作按纽的功能，下面是面板的布置图： 下面对其说明：面板上有5个指示灯，分别是上升运行指使灯，下降运行指示灯，故障指示灯，上限位指示灯，下限位指示灯，其功能可想而知，同时为了方便观察系统的运行状况，还加装了指针式电流表，电压表和显示面板观察窗，通过观察窗可以清楚的了解目前电机运行的转速。2个电位器，可以分别对运行模式下的上升和下降过程中的速度进行无级调速，顺时针旋转增大到额定转速。另外还有电源启动和急停按纽，当系统由于越位保护系统掉电后，如果想重新上电，则必须先一直按着电源启动按纽，运行模式处于点动状态下，用点动退出限位保护状态，直到上限位或者下限位指示灯灭后，方可松开电源启动按纽，此时系统电源保持，当整个系统出现以外情况时，可以直接按下急停按纽，系统掉电，抱闸起作用。5 下面是整个电气系统的结构框图： 6下面是系统的原理图：7下面是电气柜系统布局图： 8元件明细表见附页。由于抽油机的高可靠性要求，我们在电气元件的选择上本着可靠质量第一的原则进行选取，如空气开关为