本文關鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)絡的抽油機工況監(jiān)測系統(tǒng)設計

  更多相關文章： 抽油機 數(shù)據(jù)采集 無線傳輸 STM32

【摘要】：依據(jù)國內(nèi)現(xiàn)代化油田建設的需要,以及對國家能源節(jié)約戰(zhàn)略的積極響應,針對油田監(jiān)控行業(yè)現(xiàn)存問題,以游梁式抽油機為代表,為其設計了基于無線傳感器網(wǎng)絡的抽油機工況監(jiān)測系統(tǒng)。該抽油機工況監(jiān)控系統(tǒng)兼具抽油機電參數(shù)采集、遠程無線數(shù)據(jù)傳輸及抽油機示功圖繪制功能。為更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集,數(shù)據(jù)終端主控芯片采用高性能的STM32處理器;選用專用的電能計量芯片完成電力參數(shù)的測量;遠程功能的實現(xiàn)依賴于ZigBee傳感技術與GPRS無線通信技術的融合,使其在短距離依靠ZigBee技術進行快速有效的傳輸,而對于遠距離的傳輸技術則采用GPRS無線通信技術,使遠程的數(shù)據(jù)傳輸更加可靠。同時抽油機井故障階段的有效信息也可通過該遠程傳輸系統(tǒng)上傳至監(jiān)控室,便于工作人員進行故障確認與排除,極大程度地提高生產(chǎn)管理的科學性和有效性。論文分別對該無線監(jiān)測系統(tǒng)所包括的示功圖采集模塊、電參數(shù)測量模塊以及無線通信技術模塊進行了詳細的介紹,并根據(jù)各模塊不同的功能特性對其所需的具體器件選型,以及軟、硬件設計進行闡述。例如,示功圖采集模塊設計了載荷與位移傳感器,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸,實現(xiàn)載荷、位移信息的無線采集。硬件設計方面,采用CS5463專用電能計量芯片作為電參數(shù)測量模塊的核心。并重點講解了STM32與CS5463之間的SPI通訊;在無線通信模塊部分,進行了ZigBee無線通信模塊和GPRS無線通信模塊的選型。在上位機監(jiān)控系統(tǒng)中采用C#語言進行了人機界面的設計。經(jīng)測試,此系統(tǒng)可以廣泛應用于油田有桿抽油設備的監(jiān)控,使油田采油工不用頻繁的巡井,降低采油工的勞動強度,克服手工繪制示功圖時的不準確性以及人工參數(shù)測量伴隨的人為測量誤差。使其在油田抽油機井科學管理方面具有實際的應用價值和研究意義。
【關鍵詞】：抽油機 數(shù)據(jù)采集 無線傳輸 STM32
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 論文背景及研究意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀10
• 1.3 本文所做的工作10-12
• 第二章 抽油機無線工況監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計12-18
• 2.1 抽油機的工作原理12-14
• 2.2 抽油機示功圖的分析與研究14-16
• 2.3 抽油機無線工況監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構和功能的設計16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第三章 無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)18-24
• 3.1 無線傳感網(wǎng)絡技術18-21
• 3.1.1 Zig Bee技術簡介18-19
• 3.1.2 Zig Bee的組成及其自組網(wǎng)19
• 3.1.3 Zig Bee網(wǎng)絡拓撲19-21
• 3.2 GPRS無線通信技術21-23
• 3.2.1 GPRS通信原理21-22
• 3.2.2 GPRS通信協(xié)議22-23
• 3.3 監(jiān)測系統(tǒng)連接到Internet的方式23
• 3.4 本章小結(jié)23-24
• 第四章 抽油機無線工況監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計24-42
• 4.1 電力參數(shù)采集模塊的設計24-28
• 4.1.1 電力參數(shù)測量原理24-26
• 4.1.2 CS5463測量電路26-27
• 4.1.3 CS5463前端采集電路27-28
• 4.2 載荷傳感器的設計28-30
• 4.2.1 載荷測量原理28-29
• 4.2.2 載荷采集電路29-30
• 4.3 位移傳感器的設計30-35
• 4.3.1 位移測量原理30-34
• 4.3.2 位移采集電路34-35
• 4.4 主控模塊的設計35-37
• 4.5 無線通信模塊的設計37-39
• 4.6 系統(tǒng)時鐘電路的設計39
• 4.7 數(shù)據(jù)存儲電路的設計39-40
• 4.8 電源模塊的設計40
• 4.9 本章小結(jié)40-42
• 第五章 抽油機無線工況監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計42-52
• 5.1 主程序的設計42-43
• 5.2 電力參數(shù)采集模塊程序的設計43-45
• 5.3 示功圖采集模塊的程序設計45-48
• 5.4 無線通信模塊程序設計48-50
• 5.5 抽油機上位機監(jiān)控軟件的設計50-51
• 5.6 本章小結(jié)51-52
• 第六章 抽油機無線工況監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場測試52-60
• 6.1 系統(tǒng)硬件電路組建52-53
• 6.2 系統(tǒng)的硬件調(diào)試53-55
• 6.3 現(xiàn)場調(diào)試55-59
• 6.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64-65

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