基于物联网技术的石油输油泵远程测量与控制系统

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1、基于物联网技术的石油输油泵远程测量与控制系统为了改变石油输油泵0前采用人工本地仪器仪表控制中出现的效率低下、故障处理不及时等缺点，提出基于物联网技术研究并设计输油泵远程测量与控制系统。文屮首先设计出包括传感器层、协调器层、本地应用层与远程控制层等四层输油泵物联网体系结构，然后详细地讨论了物联网中传感器节点与协调器节点的硬件模块设计，最后介绍了包括节点底层程序、本地控制中心应用层软件以及远程控制层移动APP软件等设计内容。Abstract:Inordertochangethedisadvantagesoflowefficienc

2、yandfailuretodealwiththefaultsintimeandothershortcomingsincurrentoilpumpcontrolusedbythelocalmanualinstruments,aremotemeasureandcontrolsystembasedontheInternetofthingstechnologyisproposed.FirstlythepaperdescribestheoverallarchitectureofoilpumpIOTsystem,andfourarchit

3、ecturelayersincludingthesensorlayer，thecoordinatorlayer,thelocalapplicationlayerandtheremotecontrollayeraredesignedindetail.Secondlyitdiscussesindetailtheinternetofthingshardwaremoduledesignofthesensornodeandcoordinatornode.Finallythearticlealsointroducesthedesignan

4、dcontentsofthenodesbottomprogram,localcontrolcenterapplicationlayersoftwareandremotecontrollayermobileAPP.关键词：物联网技术；油田输油泵；传感器节点；协调器节点Keywords：InternetofThingsTechnology；oilfieldoilpump；sensornode;coordinatornode屮图分类号：TP274A1006-4311(2017)17-0114-030引言石油输油泵是油田公司非常重要的

5、原油输送动力设备，它一般用于从油井抽出原油后，通过输油泵过滤、增压、分离后将原油经过管线输送出去。输油泵传统的控制方式是通过设备现场安装本地测量与控制的仪器仪表，同时需要人工定期现场检查与巡视，由于输油泵大多分布在荒无人烟的地带并且数量众多，这就造成设备发生故障后，时常无法得到及时处理，从而导致油田企业输油管理工作效率低下。物联网(TheInternetofThings)是万物相连的网络，它指通过待感器技术、无线通信技术、数据分析与处理技术等能够完成远程智能化采集、自动控制的一种多学科融合交叉发展的新兴技术［1］。本文研宄将物

6、联网技术应用到输汕泵远程测量与控制中，其目的是实现汕泵设备全面感知、可靠信息传递、远程实时控制处理的重要目标。1输油泵设备物联网系统设计油田公司的输油泵运行过程屮，一般需要采集运行的入门与出口压力、输油流量、油泵温度、燃气浓度等参数，然后根据输油工艺要求，设定汕泵的运行的时间与电机运转的频率以及运行的安全压力与流量。根据油田输油泵工艺以及油田企业设备安全与提高工作效率的需要，结合物联网测控技术，采用自顶向下、逐步细化的原则设计了如图1所示木系统的总体结构，一共为4层，从下而上分別为传感器层、协调器层、本地应用层与远程控制层［1

7、］。1.1传感器层传感器层的主要功能是采集输油泵的泵体温度、原油压力、出口流量、汕泵频率、油泵状态等现场物理传感器信息，并根据协调器节点的运行的指令来控制油泵的执行机构作出符合安全输油的动作。传感器层主要包含的节点有：温度传感节点、故障处理节点、压力传感节点、变频控制节点、流量传感节点、阀门控制节点、状态传感节点、开关控制节点等。1.2协调器层协调器层的主要功能是将跟其共同属性的传感器节点连接成一个个无线通信ZigBee网络，并定期轮询采集各个传感器节点测量数据，同时根据油泵运行工艺对油泵的开关、频率、阀门作出相应的调节动作。

8、协调器层跟上层本地工控?C进行有线RS485通信，它把从传感器收集来的数椐通过串口发送给本地人机界面进行存储、显示、分析利用等。系统包含的协调器节点主要有：油泵温度协调器、压力控制协调器、流量控制协调器、逻辑控制协调器等。1.3本地应用层本地应用层为现场站点油泵的工业控制计算