![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/20975842/bg1.jpg)
化 工 自 动 化 及 仪 表 第 38卷
油 田抽 油机 智 能分布式监控 系统
杨 久 红 王 小 增
(嘉应学 院电子 信息 工 程 学 院 ,广东 梅州 514015)
摘 要 设 计 了一 种利 用 RS485总线 进 行 数据 传输 的抽 油机 监控 系统 ,实现 了一 台Pc机 同时 监 控 多个
抽油机的 工作 状况。Pc机与进行 数据 采集 的 多台单 片机 通信 ,从机 采用 AT89S5l单 片机进 行数据 采
集 ,具有 实时数据采 集、数据显示及记 录和超限报 警等功能 ,实现 了对抽油机转速 、转矩、输 出流量 、抽 油
杆应力及 环境 温度等参数 的 实时监 测 ,为安全 生产提供 了保障 。
关 键 词 抽 油 机 单 片 机 分 布 式 监 控
中图分类 号 TP277 文献标 识码 B 文章编号 1000—3932(201 1)10—1236—03
目前 油 田地 面 开 采 设 备 主要 是 游 梁 式 抽 油
机 ,以往抽 油机 的监 控都 由巡视 员 、维修工 定 时定
期巡 回检查 来 完 成 ,但 在具 体 实 施 中存 在 作 业 流
程复 杂 、监 测 周 期 长 、误 差 大 及 费 用 高 等 很 多 不
足 “ 。因此 迫切需 要造 价低 、性 能全 、操 作 简便
的小型综合 监测 设备 ,为此 ,笔 者利 用现有 的 自动
控制技 术 ,为 油 田设 计 了一套 油井 监 控 系 统 。采
用一 台 Pc机 与 多 台单 片 机 构 成 主 从 式 测 控 系
统 ,具 有成 本低 、控制 能力 强及操 作 简单等 优点 。
1 系统 结构
监 控 系统 由分布 在 现 场 的远 程 测 控 终 端 (从
机 )和监 控 中心计 算机 系统 组成 ,如 图 1所示 。
图 1 监控 系统 结 构 示 意 图
系统包 括断 绳检测 模块 、转 速检 测模块 、转 速
显示模 块 和 RS232.RS485转换 模 块 。系 统 采用
RS485网络实现信号 的差动 传 输 ,由 MAX485芯
片接 口电路 将 RS232 电平 转换 为 RS485电平 。
在 此监 控 系统 中 ,由于各从 机共 享 串行总线 ,为避
免 总线 资源 的争 抢 ,系统使 用分 时通 信 ,主机定 时
轮流与 各从 机进 行通信 。
2 通 信协 议
为了保证主机与所选择 的从 机实现可 靠的通
信 ,必须 给每 一 个 从 机 分 配一 个 唯一 的地 址 。本
系统 中 ,为 了将 从 机地 址 与 通 信 过 程 中 的有 效 信
息、命令 区别 开 ,规定以 ASCII中英文字母为地址
码 。在 Pc与从 机 的 通信 过 程 中 ,Pc发送 一 段 地
址 位和 一段 数据 位 ,从 机 在 收 到 数据 后 判 断 是 否
为本机 地址 ,并做 出响应 。
3 监控 系统硬 件设 计
3.1 从 机监控 电路 设计
从 机监控 部分 由转 速检测 、转 速显示 、断绳 检
测 和与 PC通信 4部分组 成 ,如 图 2所 示 。处理 器
采 用 AT89S51进 行 数 据 的 采集 、处 理 与 显 示 ,并
通 过 485总线传 送 到远程 PC机 ,上 位 Pc机 可 以
实 时监 控油 田抽 油 机 的运转 状 态 ,如 有 异 常 则 发
出报警 信号 。
转速 显示 一
断绳梭测 卜
M CU
转速检测
与Pc通信 }{
图 2 从 机 监 控 电路 结 构 示 意 图
3.2 抽 油机 断绳检 测
断 绳检测 部分 如 图 3所示 。抽 油井 绳在 长 期
使 用过 程 中有可 能 出现 被拉 断 的情 况 ,为 了检 测
断绳情 况 ,将 检测 导线 附在抽 油机 的 吊绳 上 ,当抽
油 机 吊绳发生 断绳 时 ,检 测导 线被 拉断 ,检测 导 线
电阻 明显增 大 ,从 而判 断故 障的发 生 ,并 经 由单 片
机 将 向 PC机 发送 断绳警 报 。
收 稿 日期 :2011-06-08
基金 项 目 :广 东省 教 育 部 产学 研结 合 项 目(CXY2010010);广
东省 梅 州 市 自然 科 学基 金项 目(2010KJA08)