延長油礦遙測遙控系統設計設計學生：程傳杰專業年級：電氣081指導老師：王斌Ⅱ、系統總體設計Ⅲ、系統硬件設計Ⅳ、系統軟件設計Ⅴ、系統測試延長油礦遙測遙控系統設計Ⅰ、系統設計的背景和目標報告提綱Ⅵ、結論與展望2023年1月19日西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化2系統設計的背景和目標油田地域廣，油井多，單井產量低由于油層伴生水質不配伍，結垢十分嚴重原油極容易在地面管匯中滯留而“灌香腸”延長油礦現狀2023年1月19日西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化3Ⅰ產量低三相分離計量不易解決地形復雜、高差大，阻擋、屏蔽、干擾嚴重改造成本較高系統設計的背景和目標2023年1月19日西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化4在符合生產要求的基礎上，優化功能，簡除多余功能，同時保證技術先進，容易操控，結實耐用，穩定性高。解決油礦出現的諸如“灌香腸”等現象。Ⅰ實現對井臺抽油機的現場控制和對抽油機的工作狀態進行遠程數據傳輸，并在上位機（中心計算機）顯示，并實現對數據的實時記錄。系統兼具有一定的監控和報警功能。系統總體設計方案2023年1月19日5西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化Ⅱ系統總體設計方案2023年1月19日6西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化Ⅱ技術名稱工作頻段傳輸范圍（米）傳輸速率（Mbps）功耗（mW）主要應用藍牙2.4GHz1011-100個人網絡紅外0.85mm1016幾毫瓦透明的點到點傳輸ZigBee2.4GHz/868/928MHz10-100（加強型達幾千米）0.25/0.04/0.021-3傳感器網絡Wi-Fi2.4GHz10011100個人網絡傳感器網絡RFID135KHz/13.56MHz/860M/960MHz/2.4G/5.8G距離多樣0.2無需供電識別、計時、圖書館管理、快遞管理、公路自動收費等HomeRF10GHz501-21000以下家庭網絡UWB3.1-10.6GHz小于10數百Mbps至數Gbps1以下家庭、檢測、定位、探距等傳統數傳電臺無可達16公里一般為10.2Kbps低高性能專業數據傳輸現有移動通訊網絡\可達幾公里可達38.4Kbps\移動通訊系統總體設計方案2023年1月19日7西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化Ⅱ系統硬件設計2023年1月19日8西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化下位機現場控制模塊設計（1）集中設計直流穩壓電路，為整個電路中的其它部分工作提供穩定的直流電源。電路輸入為市電（220V，50HZ），輸出為直流5V電壓。在當地停電（無市電供應時），應有UPS繼續提供可用的電源，使得模塊可以繼續保持運行狀態。（2）使用單片機最小系統設計主要控制模塊，配合其它外圍電路以滿足對象控制的需要。（3）設計AD轉換模塊，從而可以從傳感器獲取現場傳感器的相關數據，并進行相應的邏輯判斷以及分析。Ⅲ（4）對串口通信部分進行設計，使得其可以正常的與無線數傳接口模塊進行通信。從而保證下位機現場控制模塊可以與上位機（中心計算機）進行通訊。（5）設計用于現場控制的輸出控制模塊，用以控制井臺的抽油機工作，從而達到本設計要實現的最終目的。系統硬件設計2023年1月19日9西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化直流穩壓電源模塊Ⅲ系統硬件設計Ⅲ系統硬件設計2023年1月19日11西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化Ⅲ系統硬件設計2023年1月19日12西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化Ⅲ系統軟件設計2023年1月19日13西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化Ⅳ系統測試Ⅴ結論與展望2023年1月19日15西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化1、系統根據工藝技術要求實現了油井信息的實時監控，并采用多種方法相結合控制油井啟停，實現了各油井協調控制、接力式運行。這樣就大大的降低了生產成本，減少了損耗，也延長了抽油機的壽命。2、系統通過引入在間隙時間內對管道進行注水的環節，實現了管線的連續流，有效的解決了“灌香腸”現象。3、系統選用ZigBee模塊進行無線通信，在遵守ZigBee技術相關協議的基礎上，現場數據以“自組網技術”和“直序擴頻傳輸方式”得以無線和無沖突遠距離的發送，實現了較遠距離的可靠通信。Ⅵ4、下位機設計中引入了UPS設計，很好地解決突然斷電之后系統如何恢復正常運行的問題，實現了系統穩定性的完善。5、在實驗室對設計的系統進行了測試，對ZigBee模塊在實驗室和樓層進行了實驗，均取得了比較理想的實驗結果。總之，論文設計的遙測遙控系統具有技術先進、功能合理、造價低廉、結實耐用的特點，達到了預期的設計要求。結論與展望2023年1月19日16西北農林科技大學水利與建筑工程學院電氣工程及其自動化1、考慮到地形等自然環境的復雜性，ZigBee模塊需要在