于自动控制网络的智能传感器设计.docVIP

摘要 迄今为止，在油田里大多数油泵装置还是采用人工控制的方法，这篇论文提出了基于自动化控制的网络工作平台油泵装置的管理，所提出的工作平台将能顺利实现自动数据传输，自动故障检测，远程数据传输，智能数据组织与管理，自动故障提醒，自动行程调整和通过GSM服务短信息发送状态报告，特别是这个所提出的基于自动化系统的网络工作平台包括4个部分：（1）用于数据感应的第一等级传感器（2）用于数据存储和基本流程的发达传感器，即第二级传感器：（3）一个数据传输协议（4）一个软件---基于网络中心用于数据流程，数据管理，故障检测远程行程调整，GSM SMS等等，在这篇文章中，我们着重描述智能传感器的设计和叙述一下被提出系统在油井HUACHI-38-122上的基本实验结果。 一.简介 由于石油开发和石油提炼的设备很特殊，大部分油泵装置都分布于光秃的小山，大山和沙漠之中，况且大多数油泵装置直到今天还在使用人工控制，而人工控制存在3大缺陷：在这种情况下油泵装置管理员不得不频繁的去油田检查油泵装置的运行状况和收集数据，由于上面提到的恶劣的环境因素，特别是在冬天，当霜降和雪遍布整个油田，这就很难管理与维持油泵装置了。更何况在提炼过程中油泵装置的能量消耗是巨大的，特别是在许多光秃的油田中，能源的浪费是极大地由于油泵装置保持连续抽油，并且能量消耗保持一致，但每一个泵都不是满的，所以油的产量就大大减少，这是需要改善的一方面，eg.[2]和[3]为节能提出两种智能控制，除此之外，由于一个管理员控制很多油井，那么某个油泵装置的故障是不容易被及时发现的，从而导致油产量下降。 在此篇论文中，为了克服以上所描述的3个缺陷，基于网络平台的自动化控制被提出来用于油田的油泵装置管理当中，所提出的网络平台能顺利实现自动数据感应，自动故障检测，远程数据传输，智能数据组织与管理，自动故障提醒，自动行程调整和通过GSM服务短信息发送状态报告，由于此自动化系统的提出，运程数据传输和自动故障检测使管理员不必要亲自频繁的去油田检查设备的运行状况和纠正数据，并且，根据油产量做自动行程调整，阻止油泵装置浪费能源在贫瘠的油井，除此之外，自动故障提醒能在故障发生于某一油泵装置时有效地及时提醒工作在网络平台中心的员工， 这个所提出的基于自动化系统的网络工作平台包括4个部分：（1）用于数据感应的第一等级传感器（2）用于数据存储和基本流程的发达传感器，即第二级传感器：（3）一个数据传输协议（4）一个软件---基于网络中心用于数据流程，数据管理，故障检测远程行程调整，GSM SMS等等，在这篇文章中，我们着重描述智能传感器的设计和叙述一下被提出系统在属于中国产青油田甘肃的油井HUACHI-38-122上的基本实验结果。 这篇论文的思路如下：第二部分介绍一下整个网络拓扑结构，描述油田和控制中心的系统模块，智能传感器的硬件设计和软件设计将在第3部分和第4部分被分别提出，第五部分描述油田中的系统组装和报告基本的实验结果，第六部分为结论。 二．网络拓扑和系统描述 A．网络拓扑 图1显示了期望的网络拓扑，如整个系统的架构，这其中包括FLS，二级传感器，智能传感器（IS）和网络中心。这个期望的网络能保证一个网络中心可以同时管理并维持上百个OPU。 在图1中，FLS被用做感知来自OPU的数据，这些数据全部转换成电信号量并将它们传递给IS。当IS得到遥感数据时，一方面IS可以利用无线网络传播来中继遥感数据到网络中心；另一方面，IS可以传递这些数据，报告重大的故障和典型的输出信息，如最高，最低和平均遥感数据等。IS的具体功能有如下说明： 基础数据传输，如计算最大值，最小值和平均值。 通过OPU传输协议的无线通信传输遥感数据。 通过频率转换器调节工频，降低工频，降低转速，减少OPU的阻塞。 重大故障检测，如缺相和过流。 继电保护，当缺相和过流发生时，自动切断电源。 平横调节OPU，平衡块被添加在的普明效率故障检测，远程控制和远程行程调节可以实现 图1.自动油泵控制的网络拓扑 B．系统描述1：FLS和IS 像图2中所描述的那样，FLS在我们的系统中包括负荷传感器，角位移传感器，电压传感器，电流传感器，油压传感器，IS包括控制板和变频器。通过FLS的遥感数据被送到IS。IS每20秒自动将遥感数据，OPU参数个发现得故障传递给网络中心，除非发生故障电源被切断了。另一方面，当IS利用无线网络从网络中心得到命令时，如行程调节，IS可通过发送逻辑命令到变频器来执行这个命令，以达到像OPU行程那样改变工频的作用。 C．系统描述2：网络中心 在图3 中，无线网络数据，像遥感数据，OPU参数是通过传输协议获得的，并存储于数据库中，这基于Delphi和SOL服务。然后，在网络中心中完全的故障检测之后，如果确定的故障被发现，它将被立即通过GSM SMS