油田抽油機智能節(jié)能控制系統(tǒng)

【摘要】：我路的油田多數(shù)為低能、低產(chǎn)油田,大部分要靠抽油機把油從地層中抽出。目前國內(nèi)主要的石油開采設(shè)備是游梁式抽油機,其驅(qū)動電機負載率通常都小于28%,電能損耗極其嚴重。而耗電量占了石油開采成本相當大的比例,故很有必要開發(fā)一種新型的智能型節(jié)能控制裝置,改變抽油泵長期處于低效做功的狀態(tài),從而達到降低電費開支,減少維護成本,提高運行效率,延長抽油機使用壽命的目的。 論文深入研究了國內(nèi)外抽油機的發(fā)展現(xiàn)狀及游梁式抽油機的工作原理,分析了抽油機工作效率低下的原因和目前常用節(jié)能方法的優(yōu)點及不足。在此基礎(chǔ)上,提出了一種新的智能節(jié)能方案。該方案分為軟、硬件兩個部分,硬件部分以16位單片機(MSP430F149)為核心,包括主控模塊、驅(qū)動模塊、保護模塊、CAN總線模塊、RS-485通訊模塊等。軟件部分包括單片機初始化的設(shè)計,單片機控制程序的設(shè)計,以及上位機控制程序的設(shè)計。同時還完成了系統(tǒng)硬件控制電路和軟件控制的設(shè)計、實現(xiàn)。最后,對該系統(tǒng)進行了測試。 測試結(jié)果表明,游梁式抽油機可根據(jù)上位機設(shè)定的控制方式進行抽油工作相比以前的工作方式,節(jié)能效果明顯。 【關(guān)鍵詞】：游梁式抽油機 MSP430F149單片機 功率因數(shù) 節(jié)能
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TE933.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 背景7-8
• 1.2 研究現(xiàn)狀8
• 1.3 游梁式抽油機存在的價值8-9
• 1.4 國內(nèi)外節(jié)能技術(shù)的發(fā)展及抽油機未來發(fā)展趨勢9-11
• 1.5 本文工作和結(jié)構(gòu)11-13
• 第二章 游梁式抽油機工作原理及節(jié)能分析13-25
• 2.1 工作原理分析13-15
• 2.2 抽油機工作效率低的原因15-16
• 2.3 功率因數(shù)的計算16-18
• 2.4 抽油機沖程、沖次及電機功率的確定18-22
• 2.5 抽油機空抽點的判斷及能耗的測量22-23
• 2.5.1 空抽的危害及空抽點的判斷22-23
• 2.5.2 抽油機能耗的測量23
• 2.6 系統(tǒng)的節(jié)能構(gòu)思23-24
• 2.7 小結(jié)24-25
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)25-39
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計25
• 3.2 系統(tǒng)硬件主控芯片的選型25-31
• 3.2.1 MSP430的組成原理及性能分析26-27
• 3.2.2 MSP430的編程方法27-29
• 3.2.3 MSP430的FET開發(fā)方法29-31
• 3.3 系統(tǒng)硬件的電源設(shè)計與實現(xiàn)31-32
• 3.4 時鐘電路的設(shè)計與實現(xiàn)32-33
• 3.5 RS-485通訊模塊的設(shè)計與實現(xiàn)33-35
• 3.6 CAN總線的設(shè)計及控制35-38
• 3.6.1 CAN總線分析35-36
• 3.6.2 CAN總線器件選型及接口電路設(shè)計36-38
• 3.7 硬件實現(xiàn)38
• 3.8 小結(jié)38-39
• 第四章 軟件的設(shè)計與實現(xiàn)39-53
• 4.1 軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計39-40
• 4.2 下位機開發(fā)工具選擇40-41
• 4.3 下位機程序的設(shè)計與實現(xiàn)41-47
• 4.3.1 鍵盤的設(shè)計42-43
• 4.3.2 LED顯示的設(shè)計43
• 4.3.3 AD/DA的設(shè)計43-44
• 4.3.4 RS-485的設(shè)計44-45
• 4.3.5 CAN的設(shè)計45-47
• 4.4 上位機管理軟件的設(shè)計與實現(xiàn)47-49
• 4.4.1 上位機管理軟件設(shè)計的原則47
• 4.4.2 上位機管理軟件的功能47-48
• 4.4.3 上位機開發(fā)工具的選擇48
• 4.4.4 軟件數(shù)據(jù)庫開發(fā)與管理48-49
• 4.5 軟件測試49-51
• 4.6 節(jié)能數(shù)據(jù)分析51-52
• 4.7 小結(jié)52-53
• 第五章 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計與實現(xiàn)53-61
• 5.1 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計的意義及原則53-54
• 5.2 硬件可靠性設(shè)計與實現(xiàn)54-59
• 5.3 軟件可靠性設(shè)計與實現(xiàn)59-60
• 5.4 小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)束語61-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-69
• 附錄A MSP430采集模擬量電路69-70
• 附錄B LED顯示板電路70-71
• 附錄C 485通訊電路及4-20mA輸出電路71

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