基于DSP的抽油机间歇控制系统的研究

论文摘要

随着油田原油的不断开采,老油田的低产井越来越多,油井空抽现象也越来越严重,合理地控制抽油机的开机时间与停机时间长度,可以达到节电、防止液击引起的油杆断裂以及抽油机磨损减少的目的。解决油井空抽现象的关键是合理控制开机时间与停机时间长度,本文对各种检测方法进行了理论分析及成本比较,认为功率检测最行之有效,同时提出了效益功耗法实现功率检测。由于地下产油量情况极其复杂,存在着非线性、不确定性、时变形和不完全性等因素,很难建立起一致的精确的数学模型,所以基于模型的传统控制方法很难达到理想的控制要求。本文提出了使用专家控制器技术,结合自学习能力,实现自动求取空抽点判据,自动计算出停机蓄油时间。课题研究的系统由DSP控制器TMS320LF2407A和各种接口电路组成,包括功率检测电路,冲程的检测电路,FLASH外部存储电路,键盘/显示电路,以及主回路驱动电路。完成了电压、电流的检测及其传感器的选型和接口设计,外围控制电路的设计及智能控制软件设计。在软件方面,进行软件总体设计以及各子程序的设计。最后,利用SIMULINK工具进行仿真实验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 有杆抽油系统分析
• 1.1 有杆抽油机工作原理
• 1.2 连续抽油工作情况
• 1.3 防止空抽的方法
• 1.4 间歇控制系统的研究
• 1.5 本章小结
• 第二章 抽油机间歇控制方案研究
• 2.1 功率检测空抽的工作原理
• 2.2 空抽功率检测方法
• 2.3 间歇控制策略
• 2.4 系统控制流程图
• 2.5 本章小结
• 第三章 抽油机控制系统的硬件设计
• 3.1 DSP 控制部分设计
• 3.1.1 DSP 控制系统组成
• 3.1.2 TMS320LF2407A 芯片
• 3.1.3 DSP 的外围电路设计
• 3.2 功率检测电路设计
• 3.2.1 抽油机功率分析
• 3.2.2 抽油机功率检测原理
• 3.2.3 电流、电压传感器的选取
• 3.2.4 MAX197 模数转换器
• 3.2.5 信号A/D 转换电路设计
• 3.3 冲程检测电路
• 3.4 数据存储器扩展
• 3.5 键盘显示电路设计
• 3.6 时钟电路
• 3.7 驱动机构
• 3.7.1 语音报警驱动
• 3.7.2 交流接触器驱动
• 3.8 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 主控程序设计
• 4.2 采样子程序
• 4.3 功耗计算子程序
• 4.4 间抽控制处理子程序
• 4.5 串口通信子程序
• 4.6 FLASH 存储程序设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 间歇控制算法仿真
• 5.1 模型的建立
• 5.2 波形分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要