一种基于硬件芯片实现的油田加热炉管控电路和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113176753A(43)申请公布日2021.07.27(21)申请号202110520301.7(22)申请日2021.05.13(71)申请人深圳市佳运通电子有限公司地址518000广东省深圳市福田区华富街道莲花一村社区皇岗路5001号深业上城(南区)T2栋4601(72)发明人刘永才乔常明(74)专利代理机构深圳市万商天勤知识产权事务所(普通合伙)44279代理人罗建平(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种基于硬件芯片实现的油田加热炉管控电路和方法(57)摘要本发明公开了一种基于硬件芯片实现的油田加热炉管控电路和方法。油田加热炉管控电路包括：数据存储模块，用于保存采样的温度数据；温度判断模块，用于将温度数据与温度区间进行比较，生成编码并进行分类后输出，不同的类别对应不同的调节模式，当生成的编码对应于缓冲调节模式时输出使能信号；状态比较电路，用于接收到有效的使能信号时，对温度数据完成一次数据锁存，计算锁存的一组温度数据的变化趋势，输出对应的变化趋势信号；决策电路，用于根据温度判断模块输出的不同类别的编码，结合状态比较电路输出的变化趋势信号，输出对应的控制指令。本发明将加热炉管控算法直接在硬件芯片中通过逻辑门电路来实现，提高了稳定性，提高了整体效率。CN113176753ACN113176753A权利要求书1/3页1.一种基于硬件芯片实现的油田加热炉管控电路，其特征在于，包括：数据存储模块、温度判断模块、状态比较电路和决策电路；所述数据存储模块，用于接收和保存采样得到的温度数据，并将温度数据输出给所述温度判断模块和所述状态比较电路；所述温度判断模块，用于将接收到的温度数据与预设的温度区间进行比较，生成对应的编码，并对生成的编码进行分类后输出，不同的类别对应不同的调节模式，以及，当生成的编码对应于缓冲调节模式时，输出使能信号给所述状态比较电路；所述状态比较电路，用于当接收到有效的使能信号时，对接收到的温度数据完成一次数据锁存，计算锁存的一组温度数据的变化趋势，输出对应的变化趋势信号；所述决策电路，用于根据所述温度判断模块输出的不同类别的编码，结合所述状态比较电路输出的变化趋势信号，输出对应的控制指令。2.根据权利要求1所述的油田加热炉管控电路，其特征在于，该油田加热炉管控电路在硬件芯片FPGA中通过逻辑门电路实现，该FPGA集成到油田加热炉的下位机控制系统中。3.根据权利要求2所述的油田加热炉管控电路，其特征在于，所述数据存储模块利用FPGA芯片内部的块随机存储器BLOCKRAM实现。4.根据权利要求2所述的油田加热炉管控电路，其特征在于，所述温度判断模块包括8组比较器和译码电路，2个译码电路包括译码电路a和译码电路b；8组比较器的正端接收所述数据存储模块输出的温度数据，8组比较器的负端通过Set信号与通信电路连接并进而与上位机连接；8组比较器将输入的温度数据与9个温度区间进行比较，生成对应的编码；译码电路a将生成的编码分为表示不同调节模式的四个类别，分别通过四个编码输出端输出，其中第一类表示快速调节，第二类表示慢速调节，第三类表示缓冲调节，第四类表示不调节；当生成的编码属于表示缓冲调节模式的第三类时，译码电路b通过使能输出端输出使能信号1给所述状态比较电路，否则输出0。5.根据权利要求4所述的油田加热炉管控电路，其特征在于，所述状态比较电路包括定时器、锁存器和减法电路；所述定时器的设定端通过Set信号与通信电路连接并进而与上位机连接，使能输入端接收所述温度判断模块输出的使能信号，输出端与锁存器连接；当定时器的使能输入端为1时，定时器开始工作，并在完成一次定时后输出1，否则输出0；锁存器的使能输入端接收定时器输出的信号，数据输入端接收所述数据存储模块输出的温度数据，当锁存器的使能输入端为1时，锁存器对接收到的一组温度数据完成一次数据锁存，并将锁存的一组温度数据输出到减法电路中；减法电路的设定端通过Set信号与通信电路连接并进而与上位机连接，数据输入端接收锁存器输出的温度数据；减法电路通过计算锁存的一组温度数据的变化趋势，通过三个输出端分别输出表示上升趋势、下降趋势和稳定趋势的变化趋势信号。6.根据权利要求5所述的油田加热炉管控电路，其特征在于，2CN113176753A权利要求书2/3页所述决策电路包括4个译码电路和3个与门，4个译码电路包括译码电路1、译码电路2、译码电路3和译码电路4；4个译码电路的输入端分别连接温度判断模块的四个编码输出端；3个与门各自的输入端1连接译码电路3的输出端，各自的输入端2连接所述状态比较电路的三个输出端；4个译码电路和3个与门，根据接收到的编