程傳杰延長油礦遙控遙測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

延長油礦遙測遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)學(xué)生：程傳杰專業(yè)年級：電氣081指導(dǎo)老師：王斌Ⅱ、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)Ⅲ、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)Ⅳ、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)Ⅴ、系統(tǒng)測試延長油礦遙測遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)Ⅰ、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景和目標(biāo)報(bào)告提綱Ⅵ、結(jié)論與展望2023年1月19日西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景和目標(biāo)油田地域廣，油井多，單井產(chǎn)量低由于油層伴生水質(zhì)不配伍，結(jié)垢十分嚴(yán)重原油極容易在地面管匯中滯留而“灌香腸”延長油礦現(xiàn)狀2023年1月19日西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化3Ⅰ產(chǎn)量低三相分離計(jì)量不易解決地形復(fù)雜、高差大，阻擋、屏蔽、干擾嚴(yán)重改造成本較高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景和目標(biāo)2023年1月19日西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化4在符合生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，優(yōu)化功能，簡除多余功能，同時(shí)保證技術(shù)先進(jìn)，容易操控，結(jié)實(shí)耐用，穩(wěn)定性高。解決油礦出現(xiàn)的諸如“灌香腸”等現(xiàn)象。Ⅰ實(shí)現(xiàn)對井臺抽油機(jī)的現(xiàn)場控制和對抽油機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，并在上位機(jī)（中心計(jì)算機(jī)）顯示，并實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄。系統(tǒng)兼具有一定的監(jiān)控和報(bào)警功能。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2023年1月19日5西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化Ⅱ系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2023年1月19日6西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化Ⅱ技術(shù)名稱工作頻段傳輸范圍（米）傳輸速率（Mbps）功耗（mW）主要應(yīng)用藍(lán)牙2.4GHz1011-100個(gè)人網(wǎng)絡(luò)紅外0.85mm1016幾毫瓦透明的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸ZigBee2.4GHz/868/928MHz10-100（加強(qiáng)型達(dá)幾千米）0.25/0.04/0.021-3傳感器網(wǎng)絡(luò)Wi-Fi2.4GHz10011100個(gè)人網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)RFID135KHz/13.56MHz/860M/960MHz/2.4G/5.8G距離多樣0.2無需供電識別、計(jì)時(shí)、圖書館管理、快遞管理、公路自動(dòng)收費(fèi)等HomeRF10GHz501-21000以下家庭網(wǎng)絡(luò)UWB3.1-10.6GHz小于10數(shù)百M(fèi)bps至數(shù)Gbps1以下家庭、檢測、定位、探距等傳統(tǒng)數(shù)傳電臺無可達(dá)16公里一般為10.2Kbps低高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)有移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)\可達(dá)幾公里可達(dá)38.4Kbps\移動(dòng)通訊系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2023年1月19日7西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化Ⅱ系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2023年1月19日8西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化下位機(jī)現(xiàn)場控制模塊設(shè)計(jì)（1）集中設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電路，為整個(gè)電路中的其它部分工作提供穩(wěn)定的直流電源。電路輸入為市電（220V，50HZ），輸出為直流5V電壓。在當(dāng)?shù)赝ｋ姡o市電供應(yīng)時(shí)），應(yīng)有UPS繼續(xù)提供可用的電源，使得模塊可以繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)。（2）使用單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要控制模塊，配合其它外圍電路以滿足對象控制的需要。（3）設(shè)計(jì)AD轉(zhuǎn)換模塊，從而可以從傳感器獲取現(xiàn)場傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的邏輯判斷以及分析。Ⅲ（4）對串口通信部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得其可以正常的與無線數(shù)傳接口模塊進(jìn)行通信。從而保證下位機(jī)現(xiàn)場控制模塊可以與上位機(jī)（中心計(jì)算機(jī)）進(jìn)行通訊。（5）設(shè)計(jì)用于現(xiàn)場控制的輸出控制模塊，用以控制井臺的抽油機(jī)工作，從而達(dá)到本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的最終目的。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2023年1月19日9西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化直流穩(wěn)壓電源模塊Ⅲ系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)Ⅲ系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2023年1月19日11西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化Ⅲ系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2023年1月19日12西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化Ⅲ系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2023年1月19日13西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化Ⅳ系統(tǒng)測試Ⅴ結(jié)論與展望2023年1月19日15西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化1、系統(tǒng)根據(jù)工藝技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)了油井信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并采用多種方法相結(jié)合控制油井啟停，實(shí)現(xiàn)了各油井協(xié)調(diào)控制、接力式運(yùn)行。這樣就大大的降低了生產(chǎn)成本，減少了損耗，也延長了抽油機(jī)的壽命。2、系統(tǒng)通過引入在間隙時(shí)間內(nèi)對管道進(jìn)行注水的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了管線的連續(xù)流，有效的解決了“灌香腸”現(xiàn)象。3、系統(tǒng)選用ZigBee模塊進(jìn)行無線通信，在遵守ZigBee技術(shù)相關(guān)協(xié)議的基礎(chǔ)上，現(xiàn)場數(shù)據(jù)以“自組網(wǎng)技術(shù)”和“直序擴(kuò)頻傳輸方式”得以無線和無沖突遠(yuǎn)距離的發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了較遠(yuǎn)距離的可靠通信。Ⅵ4、下位機(jī)設(shè)計(jì)中引入了UPS設(shè)計(jì)，很好地解決突然斷電之后系統(tǒng)如何恢復(fù)正常運(yùn)行的問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定性的完善。5、在實(shí)驗(yàn)室對設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了測試，對ZigBee模塊在實(shí)驗(yàn)室和樓層進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，均取得了比較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？傊?，論文設(shè)計(jì)的遙測遙控系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、功能合理、造價(jià)低廉、結(jié)實(shí)耐用的特點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。結(jié)論與展望2023年1月19日16西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化1、考慮到地形等自然環(huán)境的復(fù)雜性，ZigBee模塊需要在