本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字化抽油機(jī) 物聯(lián)網(wǎng) 智能控制 ZigBee技術(shù)

【摘要】：隨著“工業(yè)4.0”和智能制造的推廣與實(shí)施,數(shù)字化智能控制已成為當(dāng)今數(shù)字化油田建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字化抽油機(jī)智能控制的一項(xiàng)重要支撐技術(shù)。針對(duì)油田滲透率低導(dǎo)致的抽油機(jī)電量消耗大的問題,結(jié)合數(shù)字化抽油機(jī)控制與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國內(nèi)外研究文獻(xiàn)和新技術(shù),研究基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)。本文分析了傳統(tǒng)抽油機(jī)在低滲透油田的不足,確立基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)需求,制定了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,搭建數(shù)字化抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用處理的物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)。采用STM32F103的ARM芯片與無線ZigBee技術(shù)相結(jié)合的方式,構(gòu)建硬件智能控制器,完成抽油機(jī)傳感器數(shù)據(jù)采集、抽油機(jī)沖次智能控制與平衡度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。重點(diǎn)對(duì)智能控制器的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì),其電路部分主要包括語音提示電路、平衡調(diào)節(jié)電路、沖次控制電路、ZigBee無線通信電路以及各模塊的通信接口。同時(shí)采用MDK-ARM軟件編程平臺(tái)對(duì)智能控制器主程序和各模塊的子程序進(jìn)行設(shè)計(jì),研究了基于ZigBee的從式井場(chǎng)抽油機(jī)自組網(wǎng)技術(shù);設(shè)計(jì)了抽油機(jī)具有沖次控制、平衡調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程啟�？刂坪驼Z音提示等功能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)抽油機(jī)的智能控制。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)平衡調(diào)節(jié)、沖次控制及遠(yuǎn)程啟停功能,可實(shí)現(xiàn)從式井場(chǎng)自組網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸功能,對(duì)陜北“三低油田”具有顯著節(jié)能效果和可靠數(shù)據(jù)傳輸提高智能管理水平,同時(shí),在智慧化油田建設(shè)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字化抽油機(jī) 物聯(lián)網(wǎng) 智能控制 ZigBee技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE938;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題研究的目的8
• 1.1.2 課題研究的意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 課題來源10
• 1.4 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)10-12
• 第二章 相關(guān)理論技術(shù)12-18
• 2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)12
• 2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念12
• 2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)12
• 2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化抽油機(jī)中的應(yīng)用12-14
• 2.2.1 關(guān)鍵技術(shù)12-13
• 2.2.2 主要應(yīng)用13-14
• 2.3 ZigBee無線傳輸?shù)膮f(xié)議和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)14-16
• 2.3.1 ZigBee協(xié)議14-15
• 2.3.2 ZigBee設(shè)備類型15-16
• 2.3.3 ZigBee三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16
• 2.4 RS-485 通訊16-17
• 2.5 本章小結(jié)17-18
• 第三章 數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)原理與需求分析18-22
• 3.1 油田井場(chǎng)采油設(shè)備18-19
• 3.1.1 傳統(tǒng)抽油機(jī)的工作構(gòu)成及原理18
• 3.1.2 抽油泵的工作構(gòu)成及原理18-19
• 3.2 數(shù)字化抽油機(jī)具體構(gòu)成和工作原理19-20
• 3.2.1 數(shù)字化抽油機(jī)主要構(gòu)成19-20
• 3.2.2 數(shù)字化抽油機(jī)工作原理20
• 3.3 數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)需求分析20-21
• 3.3.1 系統(tǒng)控制需求21
• 3.3.2 系統(tǒng)功能需求21
• 3.3.3 主要控制技術(shù)指標(biāo)21
• 3.4 本章小結(jié)21-22
• 第四章 控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)22-32
• 4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則22
• 4.2 數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22-23
• 4.3 數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行子系統(tǒng)23-25
• 4.3.1 數(shù)字采集與執(zhí)行子系統(tǒng)構(gòu)成23-24
• 4.3.2 數(shù)據(jù)采集24-25
• 4.3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)25
• 4.4 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-28
• 4.4.1 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)構(gòu)成25-26
• 4.4.2 ZigBee叢式井自組網(wǎng)26-28
• 4.5 數(shù)字化抽油機(jī)智能控制器的設(shè)計(jì)28-31
• 4.5.1 智能控制器構(gòu)成28
• 4.5.2 平衡調(diào)節(jié)28-30
• 4.5.3 沖次控制30-31
• 4.6 本章小結(jié)31-32
• 第五章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)32-47
• 5.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成32-33
• 5.2 數(shù)據(jù)采集部分硬件配置33-36
• 5.2.1 無線溫度壓力變送器33
• 5.2.2 一體化無線示功圖采集模塊33
• 5.2.3 電參數(shù)采集模塊33-34
• 5.2.4 電機(jī)變頻器控制34
• 5.2.5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制回路34-36
• 5.3 傳輸層硬件實(shí)現(xiàn)36-39
• 5.3.1 無線ZigBee通訊模式37-38
• 5.3.2 RS-485 通訊模式38-39
• 5.4 智能控制器的硬件實(shí)現(xiàn)39-45
• 5.4.1 設(shè)備選型39-40
• 5.4.2 控制器的硬件電路構(gòu)成40-41
• 5.4.3 微控制器及外圍電路的實(shí)現(xiàn)41-45
• 5.5 控制系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)45-46
• 5.6 本章小結(jié)46-47
• 第六章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)47-53
• 6.1 程序開發(fā)平臺(tái)介紹47
• 6.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制軟件功能組成47-48
• 6.2.1 控制系統(tǒng)軟件功能組成47
• 6.2.2 控制系統(tǒng)軟件功能描述47-48
• 6.3 智能控制器程序設(shè)計(jì)48-52
• 6.3.1 智能控制器主程序的設(shè)計(jì)48-49
• 6.3.2 數(shù)據(jù)采集子程序設(shè)計(jì)49
• 6.3.3 語音提示子程序設(shè)計(jì)49-50
• 6.3.4 平衡調(diào)節(jié)子程序設(shè)計(jì)50-51
• 6.3.5 沖次控制子程序設(shè)計(jì)51
• 6.3.6 ZigBee自組網(wǎng)子程序設(shè)計(jì)51-52
• 6.4 本章小結(jié)52-53
• 第七章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化抽油機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試53-64
• 7.1 系統(tǒng)的調(diào)試53-57
• 7.1.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試53-54
• 7.1.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試54-57
• 7.2 系統(tǒng)運(yùn)行與分析57-63
• 7.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行57-62
• 7.2.2 運(yùn)行結(jié)果分析62-63
• 7.3 本章小結(jié)63-64
• 第八章 總結(jié)與展望64-65
• 8.1 總結(jié)64
• 8.2 創(chuàng)新點(diǎn)64
• 8.3 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-70
• 附錄:數(shù)字化抽油機(jī)電氣原理圖紙70-76

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