基于Powerlink的抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集與工況分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著石油工業(yè)對石油開采環(huán)節(jié)的信息化、自動(dòng)化要求越來越高，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)工作參數(shù)采集和工況分析，對故障的及時(shí)診斷，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)和智能控制，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對以上需求，本文開發(fā)了一種基于現(xiàn)場總線 Powerlink的抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集與工況分析系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容如下：
　　分析了抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集與工況分析系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)、功能需求和Powerlink現(xiàn)場總線的優(yōu)異性能，提出了基于Powerlink的系統(tǒng)總體方案，包括數(shù)據(jù)

2、采集終端和工況分析主控制板，并且確定了系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的軟硬件方案。
　　根據(jù)功能需求，選用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位STM32芯片作為數(shù)據(jù)采集終端的核心處理器，完成了基于 STM32的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，Powerlink通信模塊電路設(shè)計(jì)，電參數(shù)采集模塊、井口參數(shù)采集模塊電路設(shè)計(jì)，以及外設(shè)接口模塊電路設(shè)計(jì)；通過PCB的板層優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及板卡的整體布局布線，完成了對數(shù)據(jù)采集終端硬件平臺(tái)的可靠性分析和設(shè)計(jì)。
　　提出

3、了數(shù)據(jù)采集終端和主控制板的軟件設(shè)計(jì)方案。開發(fā)了數(shù)據(jù)采集終端驅(qū)動(dòng)接口層和應(yīng)用層兩個(gè)部分的軟件。基于Nios II處理器的SOPC技術(shù)，以“ARM+FPGA”的架構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集終端和主控制板的Powerlink通信協(xié)議。研究了基于示功圖診斷的工況分析技術(shù)，根據(jù)示功圖特征值完成了參數(shù)調(diào)整和故障診斷模塊；通過研究抽油機(jī)游梁平衡的基本原理，提出了抽油機(jī)平衡智能調(diào)節(jié)方案。
　　構(gòu)建了抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集與工況分析系統(tǒng)測試平臺(tái)，進(jìn)行了Power