采油车自动监控系统

论文摘要

随着油田勘探的不断深入,采油车的使用越来越普遍,但就目前使用的采油车,不仅存在不安全隐患,而且现有采油车自动化程度较低,采油作业操作还完全是手动控制,不仅效率低,而且对操作员的经验和技术水平要求很高。因此迫切需要对采油车做进一步的改进。针对采油车采油过程中存在的这些问题,本文提出了一套采油车自动监控系统,本系统能够实时监控采油车作业过程中钢丝绳的上升、下降位置,载荷情况,速度大小,并且实时显示检测到的数据,还能够保持一定时间段的历史记录,以方便查询。并且达到用户所要求的技术指标。 采油车自动监控系统设计方案主要包括三大部分:数据采集部分(传感器)、数据处理部分(单片机控制箱)、执行机构(气缸、阀)。论文从这三大部分着手,详细论述了采油车自动监控系统的设计。传感器部分包括电阻式应变传感器和霍尔传感器,利用电阻式应变传感器来间接检测载荷,利用霍尔传感器来检测滑轮转动的圈数,通过圈数,进而得到下放速度和深度。传感器采集到张力、深度及速度信号后,通过控制箱分析判断运行是否正常,如正常,则继续运行,如不正常,则通过执行机构进行相应动作。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 采油车概述
• 1.2 问题的提出
• 1.3 本研究技术指标要求
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本论文的主要内容
• 2 自动监控系统总体方案
• 2.1 系统要求
• 2.2 系统设计方案
• 2.2.1 ZYT5210TCY型采油车介绍
• 2.2.2 采油车操作流程设计
• 2.2.3 设计方案原理
• 3 测重、测速传感器设计
• 3.1 系统监测内容分析
• 3.2 传感器简述
• 3.3 传感器的设计
• 3.3.1 滑轮受力模型
• 3.3.2 测力传感器类型的选择
• 3.3.3 电阻应变式载荷测量传感器设计
• 3.3.4 采油车滑轮转速测试传感系统设计
• 4 控制箱硬件设计
• 4.1 控制箱硬件概述
• 4.2 控制箱硬件结构
• 4.3 单片机的选择
• 4.3.1 单片机的发展概况及其选择
• 4.3.2 AT89C55单片机性能与应用
• 4.4 电源部分电路
• 4.5 单片机系统扩展
• 4.5.1 数据存储器的扩展
• 4.5.2 I/O端口的扩展
• 4.6 数据采集处理电路
• 4.6.1 模数转换器的选择
• 4.6.2 A/D转换器ADS7805
• 4.6.3 数据采集系统计算
• 4.6.4 注意事项
• 4.7 后向通道配置及接口电路设计
• 4.8 人机接口电路的设计
• 4.8.1 键盘电路的设计
• 4.8.2 液晶显示器
• 4.8.3 故障报警电路设计
• 4.9 X25045芯片
• 4.9.1 引脚说明
• 4.9.2 设置
• 4.9.3 写使能锁存器
• 4.9.4 状态寄存器
• 4.9.5 复位操作
• 4.10 时钟芯片
• 4.10.1 DS1302引脚
• 4.10.2 DS1302结构及工作原理
• 4.10.3 DS1302的操作方式
• 5 软件设计
• 5.1 单片机程序设计高级语言—C语言
• 5.2 软件总体方案
• 5.3 系统初始化
• 5.4 A/D转换子程序
• 5.5 数据存储软件设计
• 5.5.1 读数据
• 5.5.2 写数据
• 5.6 液晶显示子程序
• 5.7 时间显示子程序
• 6 抗干扰设计
• 6.1 空间干扰
• 6.1.1 空间抗电磁干扰措施
• 6.1.2 滤波技术
• 6.1.3 去耦技术
• 6.1.4 总线的可靠性设计
• 6.2 过程通道干扰
• 6.3 软件抗干扰措施
• 6.3.1 数字滤波法
• 6.3.2 输入口信号重复检测的方法
• 6.3.3 输出口数据刷新方法
• 7 执行机构
• 7.1 执行机构组成及原理
• 7.1.1 执行机构系统的组成
• 7.1.2 执行机构的气路连接
• 7.1.3 工作流程
• 8 系统误差分析
• 8.1 系统误差的来源
• 8.2 电阻应变式传感器的误差
• 8.2.1 传感器信号的线性化误差
• 8.2.2 应变式传感器的零点电漂移
• 8.2.3 应变式传感器的温度漂移
• 8.3 信号处理电路的误差
• 8.4 环境温度变化对测量精度的影响
• 9 系统测试
• 9.1 测试系统的构建
• 9.2 系统测试及误差分析
• 9.2.1 测重传感器测试
• 9.2.2 霍尔传感器测试
• 9.2.3 现场试验数据分析
• 9.3 系统鉴定
• 10 结论与进一步研究的问题
• 10.1 结论
• 10.2 进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间发表论文情况