抽油机用RTU测控系统的设计与实现.pdf

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1、分类号TP274学号151030165密级全日制学术型硕士学位论文题目抽油机用RTU测控系统的设计与实现作者姓名杨见导师姓名、职称穆向阳教授学科(专业)名称控制理论与控制工程提交论文日期2018年6月6日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

2、在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：________

3、__导师签名：__________日期：__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：抽油机用RTU测控系统的设计与实现专业：控制理论与控制工程硕士生：杨见(签名)导师：穆向阳(签名)摘要随着嵌入式技术的发展，远程测控单元RTU已成为构建智能化油气井场的关键设备，广泛应用于油气田生产管理，并发挥着愈来愈重要的作用。针对现有的RTU普遍适用性不强、可扩展性较差等问题，本文开发设计了一种抽油机用RTU测控系统。通过分析现有的油气井远程监控系统的优缺点，结合

4、抽油机数据采集系统的实际需要，提出了一种小型化且性价比高的抽油机用RTU测控系统解决方案。该系统能够实现多参数、多路数据采集，具备一定抗干扰性和功能扩展性。该系统面向油气田井场，实现了对现场设备工况参数的采集和传输，及远程调控井场设备的功能。针对抽油机用RTU测控系统的开发设计，主要研究内容包括：（1）在硬件平台设计方面，抽油机用RTU选用了STM32F429作为主控处理器，采用了分布式结构方案，即“核心控制板+功能主板”的架构，该方案有利于功能的扩展、开发及运行维护，同时便于用户的应用。核心控制板集成了最

5、小系统、存储模块（SDRAM+Flash+EEPROM）、LCD扩展口、ATK接口、USB接口。功能主板设计了电源电路、I/O端口模块、通信端口模块、SD卡存储电路等。I/O端口模块具备8路数字量输入、8路数字量输出、6路模拟量输入和2路模拟量输出；通信端口模块由RS-232/RS-485串口通信、ZigBee无线通信和以太网通信等多种通信方式组成。针对功能主板板载的功能模块电路，采取了光电隔离、磁耦隔离等多种隔离方式，提高了RTU的抗干扰能力，增强了RTU的稳定性和可靠性。（2）在软件设计方面，基于μC/

6、OS-III嵌入式实时操作系统设计了主程序和各功能模块子程序，主要包括数字量输入任务Task_DI、模拟量输入任务Task_AI、数字量输出任务Task_DO、模拟量输出任务Task_AO、串口通信传输任务Task_Com等模块。（3）绘制了RTU电路原理图，制作了PCB印制板，焊接、装配了RTU实验室样机，并对样机进行部分功能测试。综上所述，最终验证了抽油机用RTU测控系统设计方案的可行性，达到了预期设计目标。关键词：抽油机；RTU；μC/OS-III；Modbus；多通道论文类型：应用研究II英文摘要S

7、ubject:DesignandimplementationofRTUmeasurementandcontrolsystemforoilpumpingunitSpeciality:ControlengineeringandtheoryName:YangJian(signature)Instructor:MuXiangyang(signature)ABSTRACTWiththedevelopmentoftheembeddedtechnology,RTUhasbeenakeyequipmentforconstr

8、uctinganintelligentoil/gaswell,whichhasbeenwidelyusedinmanagementandproductiononoil/gasfieldandmadefulluseofimportantaction.TosolvetheproblemsoftheexistingRTUfunctionssuchasnotstrongscalabilityandpoorscalabil