程传杰延长油矿遥控遥测系统设计

延长油矿遥测遥控系统设计设计学生：程传杰专业年级：电气081指导老师：王斌Ⅱ、系统总体设计Ⅲ、系统硬件设计Ⅳ、系统软件设计Ⅴ、系统测试延长油矿遥测遥控系统设计Ⅰ、系统设计的背景和目标报告提纲Ⅵ、结论与展望2023年1月19日西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化2系统设计的背景和目标油田地域广，油井多，单井产量低由于油层伴生水质不配伍，结垢十分严重原油极容易在地面管汇中滞留而“灌香肠”延长油矿现状2023年1月19日西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化3Ⅰ产量低三相分离计量不易解决地形复杂、高差大，阻挡、屏蔽、干扰严重改造成本较高系统设计的背景和目标2023年1月19日西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化4在符合生产要求的基础上，优化功能，简除多余功能，同时保证技术先进，容易操控，结实耐用，稳定性高。解决油矿出现的诸如“灌香肠”等现象。Ⅰ实现对井台抽油机的现场控制和对抽油机的工作状态进行远程数据传输，并在上位机（中心计算机）显示，并实现对数据的实时记录。系统兼具有一定的监控和报警功能。系统总体设计方案2023年1月19日5西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化Ⅱ系统总体设计方案2023年1月19日6西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化Ⅱ技术名称工作频段传输范围（米）传输速率（Mbps）功耗（mW）主要应用蓝牙2.4GHz1011-100个人网络红外0.85mm1016几毫瓦透明的点到点传输ZigBee2.4GHz/868/928MHz10-100（加强型达几千米）0.25/0.04/0.021-3传感器网络Wi-Fi2.4GHz10011100个人网络传感器网络RFID135KHz/13.56MHz/860M/960MHz/2.4G/5.8G距离多样0.2无需供电识别、计时、图书馆管理、快递管理、公路自动收费等HomeRF10GHz501-21000以下家庭网络UWB3.1-10.6GHz小于10数百Mbps至数Gbps1以下家庭、检测、定位、探距等传统数传电台无可达16公里一般为10.2Kbps低高性能专业数据传输现有移动通讯网络\可达几公里可达38.4Kbps\移动通讯系统总体设计方案2023年1月19日7西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化Ⅱ系统硬件设计2023年1月19日8西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化下位机现场控制模块设计（1）集中设计直流稳压电路，为整个电路中的其它部分工作提供稳定的直流电源。电路输入为市电（220V，50HZ），输出为直流5V电压。在当地停电（无市电供应时），应有UPS继续提供可用的电源，使得模块可以继续保持运行状态。（2）使用单片机最小系统设计主要控制模块，配合其它外围电路以满足对象控制的需要。（3）设计AD转换模块，从而可以从传感器获取现场传感器的相关数据，并进行相应的逻辑判断以及分析。Ⅲ（4）对串口通信部分进行设计，使得其可以正常的与无线数传接口模块进行通信。从而保证下位机现场控制模块可以与上位机（中心计算机）进行通讯。（5）设计用于现场控制的输出控制模块，用以控制井台的抽油机工作，从而达到本设计要实现的最终目的。系统硬件设计2023年1月19日9西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化直流稳压电源模块Ⅲ系统硬件设计Ⅲ系统硬件设计2023年1月19日11西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化Ⅲ系统硬件设计2023年1月19日12西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化Ⅲ系统软件设计2023年1月19日13西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化Ⅳ系统测试Ⅴ结论与展望2023年1月19日15西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化1、系统根据工艺技术要求实现了油井信息的实时监控，并采用多种方法相结合控制油井启停，实现了各油井协调控制、接力式运行。这样就大大的降低了生产成本，减少了损耗，也延长了抽油机的寿命。2、系统通过引入在间隙时间内对管道进行注水的环节，实现了管线的连续流，有效的解决了“灌香肠”现象。3、系统选用ZigBee模块进行无线通信，在遵守ZigBee技术相关协议的基础上，现场数据以“自组网技术”和“直序扩频传输方式”得以无线和无冲突远距离的发送，实现了较远距离的可靠通信。Ⅵ4、下位机设计中引入了UPS设计，很好地解决突然断电之后系统如何恢复正常运行的问题，实现了系统稳定性的完善。5、在实验室对设计的系统进行了测试，对ZigBee模块在实验室和楼层进行了实验，均取得了比较理想的实验结果。总之，论文设计的遥测遥控系统具有技术先进、功能合理、造价低廉、结实耐用的特点，达到了预期的设计要求。结论与展望2023年1月19日16西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气工程及其自动化1、考虑到地形等自然环境的复杂性，ZigBee模块需要在