远程监控智能投球装置的制作方法

1.本实用新型涉及输油管道原油输送技术领域，具体涉及一种远程监控智能投球装置。


背景技术：

2.目前，我国现有大部分油田一直使用输油管道进行输送开采出来的原油，由于原油的温度与地表温度有较大的差异，原油会析出石蜡附着在输油管道的内壁上，经过一段时间的积累，析出的石蜡会使输油管道的原油输送能力大大降低，甚至发生堵塞输油管道的情况，影响油流速度及正常输油。
3.为解决此问题，通常采用输油管道内定时投放清蜡球的方式对输油管道内壁上的石蜡进行物理清除。目前在油田上使用手动投球、机械式手动投球机和自动投球机向输油管道内投球清腊，手动投球工作繁琐，在上井场时需大量人员及车辆配合，且每次投球都需要倒流程、停机，劳动强度大，费时费力且效率低，已不适应繁重的清管工作；机械式手动投球机主要分为移动球筐式、拨轮式、螺旋半强制式和排链驱动式四种，其传感器采用限位开关，易受环境温度和湿度影响，会输出假信号，从而导致系统在投球时进行误动作，且仅能定位5个关键点的信息，不能确定腔体中球的具体位置，当设备出现掉电重启后，如果腔体中有球就会出现卡球现象，而且还存在腔体积蜡、摩擦阻力大、自动加热失控等现象，性能很不稳定。


技术实现要素：

4.针对现有手动投球以及机械式手动投球机中存在的问题，本实用新型提供了一种远程监控智能投球装置，能够依据拉绳式绝对值编码器采集的电机位置判断腔体中是否有球，依据精准位置信息通过arm控制器执行投球命令，自动完成整个投球过程，有效避免卡球事件发生，实现投球状态实时监控和一键投球功能，能够独立完成现场各项数据采集与操作。
5.本实用新型技术方案如下：
6.一种远程监控智能投球装置，其特征在于，包括电源电路、arm控制器、数据采集电路、通讯电路、移动终端、显示器和功能按键，所述电源电路分别与arm控制器、数据采集电路、通讯电路、显示器和功能按键相连，所述数据采集电路包括分别用于实时采集x轴电机和y轴电机的位置信息的x轴拉绳式绝对值编码器和y轴拉绳式绝对值编码器，所述x轴拉绳式绝对值编码器的拉绳的拉伸端设置在x轴电机上，所述y轴拉绳式绝对值编码器的拉绳的拉伸端设置在y轴电机上，所述arm控制器分别与x轴拉绳式绝对值编码器、y轴拉绳式绝对值编码器、通讯电路、显示器和功能按键相连，所述通讯电路与移动终端相连。
7.优选地，所述通讯电路包括蓝牙电路，所述蓝牙电路与移动终端相连。
8.优选地，还包括上位机，所述通讯电路还包括远传dtu，所述远传dtu与上位机相连。
9.优选地，所述电源电路供电电压为380v交流电，所述电源电路的接线采用三相三线制。
10.优选地，所述电源电路包括依次连接的ac/ac控制变压器、开关电源和dc/dc转换器。
11.优选地，所述电源电路还包括三端稳压器，所述三端稳压器与所述dc/dc转换器相连。
12.优选地，所述显示器采用vgy12864s
‑
s003型号液晶显示屏。
13.优选地，所述功能按键包括时间设置按键、投球时间基准按键、通讯地址按键及电机位置控制按键。
14.本实用新型的技术效果如下：
15.本实用新型所涉及的远程监控智能投球装置，包括电源电路、arm控制器、数据采集电路、通讯电路、移动终端、显示器和功能按键，数据采集电路采用x轴拉绳式绝对值编码器和y轴拉绳式绝对值编码器实时采集x轴电机和y轴电机的位置信息，并将位置信息传输至arm控制器，arm控制器根据位置信息判断投球机腔体内球的位置，并依据此位置判断腔体中是否有球，有球时进行投球动作，无球等待投球命令，自动完成整个投球过程，根据精准位置信息执行投球命令能够有效避免了卡球事件发生；功能按键优选包括时间设置按键、投球时间基准按键、通讯地址按键及电机位置控制按键，采用若干独立按键用来设置年月日时分秒、投球时间基准、通讯地址及手动模式下控制电机位置；显示器用于显示投球机的基本信息及拉绳式绝对值编码器采集的信息；本实用新型采用蓝牙通路和移动终端进行短距离通信，实现投球机信息查询和一键远程投球功能，同时安装了远传dtu进行远传通讯，将投球机控制信号通过云服务传到控制中心(上位机)，进而通过上位机实现投球机信息查询，监控投球机状态，远程巡检和远程投球功能。
附图说明
16.图1为本实用新型远程监控智能投球装置的优选结构框图。
17.图2为本实用新型电源电路的优选结构框图。
18.图中各标号列示如下：
[0019]1‑
电源电路，11
‑
ac/ac控制变压器，12
‑
开关电源，13
‑
dc/dc转换器，2
‑
arm控制器，3
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数据采集电路，31
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x轴拉绳式绝对值编码器，32
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y轴拉绳式绝对值编码器，4
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电机，41
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x轴电机，42
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y轴电机，5
‑
通讯电路，51
‑
蓝牙电路，52
‑
远传dtu，6
‑
移动终端，7
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pc上位机，8
‑
oled显示器，9
‑
功能按键。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图对本实用新型进行说明。
[0021]
本实用新型涉及一种远程监控智能投球装置，其结构如图1所示，包括电源电路1、arm控制器2、数据采集电路3、电机4、通讯电路5、移动终端6、pc上位机7、oled显示器8和功能按键9。其中，数据采集电路3采用拉绳式绝对值编码器，采集电机4的位置信息，具体包括x轴拉绳式绝对值编码器31和y轴拉绳式绝对值编码器32，x轴拉绳式绝对值编码器31的拉绳的拉伸端设置在x轴电机41上，y轴拉绳式绝对值编码,32的拉绳的拉伸端设置在y轴电机
42上，且拉绳的拉伸长度与编码值成正比，x轴拉绳式绝对值编码器31和y轴绳线式绝对值编码器32分别实时采集x轴电机41和y轴电机42的位置信息，并将位置信息传输至arm控制器2，arm控制器2根据位置信息判断投球机腔体内球的位置，并依据此位置执行下一步投球指令，自动完成整个投球过程。
[0022]
通讯电路5包括蓝牙电路51和远传dtu52，分别用于短距离和远程通讯；arm控制器2分别与x轴拉绳式绝对值编码器31、y轴拉绳式绝对值编码器32、通讯电路5、oled显示器8和功能按键9相连，arm控制器2采用两个串口(如串口4和串口5)采集电机4两个轴的位置信息，避免了采集时信号之间的干扰；oled显示器8和功能按键9相连，oled显示器8用于显示投球机的基本信息以及数据采集电路3的相应拉绳式绝对值编码器31、32采集的信息；功能按键9优选包括时间设置按键、投球时间基准按键、通讯地址按键及电机位置控制按键等，该实施例采用了八个独立按键，用于设置年月日时分秒、投球时间基准、通讯地址及手动模式下控制电机位置；蓝牙电路51与移动终端6相连，采用蓝牙通讯电路51和移动终端6相结合进行短距离通信，近距离的实现投球机信息显示及一键查询，移动终端6能够显示投球机基本参数信息，也可以利用指示灯显示投球机的状态信息，实现了投球机信息查询和一键远程投球；进一步优选设置远传dtu52，基于rs
‑
485通讯协议，能够进行远传通讯，将投球机控制信号通过云服务传到控制中心，通过控制中心的pc上位机7实现投球机信息查询、状态监控、远程巡检和远程投球功能，以及历史数据查询及温度、投球数、剩球数、投球状态等历史曲线的显示。优选地，oled显示器8采用vgy12864s
‑
s003型号液晶显示屏。
[0023]
电源电路1分别与arm控制器2、x轴拉绳式绝对值编码器31、y轴拉绳式绝对值编码器32、x轴电机41、y轴电机42、蓝牙电路51、远传dtu52、oled显示器8和功能按键9相连，负责提供装置各个部分的电源供应。优选地，结合图2所示的电源电路1的结构图，电源电路1包括ac/ac控制变压器11、开关电源12和dc/dc转换器13，ac/ac控制变压器11、开关电源12和dc/dc转换器13依次相连，电源电路1采用380v交流电为电机4进行供电，同时接线方式采用三相三线制，能够有效减少地线回路电流对系统干扰，同时防止现场地线不接对系统供电影响；在电源的输入端设置380v变220v的ac/ac控制变压器11，为开关电源12提供220v的交流电压，开关电源12为dc/dc转换器13提供12v直流电压，并为数据采集电路(拉绳式绝对值编码器)和远传dtu52供电；dc/dc转换器13将12v直流电降至5v，为数字量输出电路供电；优选地，电源电路还包括三端稳压器，三端稳压器与dc/dc转换器13相连，将来自dc/dc转换器13提供的5v直流电压降为3.3v，并为mcu和通讯电路5供电，本实用新型电源电路1设计按照emc设计要求进行设计，且电源电路1与后端电路进行隔离设计，减少外部干扰信号对投球机运行影响，使整个系统的供电更加的稳定安全可靠。
[0024]
本实用新型选用数据采集电路3(拉绳式绝对值编码器)实时采集电机4x轴和y轴的位置信息，arm控制器2通过位置信息完成投球指令，当设备断电重启后，系统首先会读取电机两个轴(x轴电机41和y轴电机42)的位置信息，根据位置信息判断腔体中是否有球，如果有球，系统会根据轴的位置信息将球推入管道中，如果没有球，则等待下一次投球命令，有效的解决了卡球问题；同时自带智能控制系统和故障检测系统，在发现故障时通过pc上位机7报警，电机4停止工作，能够独立完成现场各项数据采集与操作，且设备抗干扰能力强，有效避免了信号之间的干扰。
[0025]
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明
创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。