智能油井电参数测试仪的研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
随着能源消耗加大与开采量递减之间的矛盾日渐激化,国内各油田位力争把节能降耗贯穿于油田生产经营的整个过程。在油井系统工作的过程中,抽油机的拖动电机起着核心作用,它的利用率的高低直接关系开采的成本和效益。油田野外生产作业,给油井生产管理带来很大困难,而目前所使用的主要手段仍然是通过人工测试来强化油井管理,局限性较大。针对这一现状,本课题以TMS3202812为核心芯片开发一套智能油井电参数测仪来解决这一问题。
     本文引入了利用DSP技术测试电力参数的思想,采用同步锁相技术实现同步采样。本测试仪采用TI公司TMS320F2812作为核心处理器,利用电流、电压互感器测得到模拟电信号,通过ADS8364实现多通道的数模转换,由液晶显示屏显示出计算的电参数结果,并可以通过ISP1581芯片实现USB传输给PC。该系统具备3路电压、3路电流信号的同步采集能力。同时,本文就系统中使用的有关键算法进行了论述。使用整周期的采样序列均方根值来计算电压、电流有效值,使用整周波的同时采样的电压、电流采样做乘积,再取平均值的方法来计算有功功率。采用数字信号处理技术进行电力参数的测量,在提高测量精度、实时性和智能化、系统化水平方面都具有独特优势。
     本系统的开发成功将进一步推进油井系统的自动化水平,更有利于油井系统管理人员正确分析油井系统效率,实现油井系统的节能降耗。
With the increasing intensification of contradictions between the increased energy consumption and reduced production, domestic oil fields strive to reduce the energy consumption throughout the whole process of the oil production. In the oil well system, the pumping unit motor drag plays a central role, and it affects the level of utilization of the costs and benefits of mining. Field production operation brings many problems to the oil wells production control. Manual testing is still the main measurement we use now to enhance oil wells production control. However, it has many limitations. According to the present situation, we design a set of intelligent tester of electrical parameters for the oil well, which used TMS3202812 as the core chip, to solve the problem.
     This paper introduces the application of DSP testing of electrical parameters and genlock for synchronous sampling. Tester adopts TMS320F2812 produced by TI firm as the core processors, getting analog signals by current transformer and voltage transformer, achieving digital-to-analog conversion through the multi-channel by ADS8364, showing the results of the calculation of the electrical parameters by the LCD screen, and achieving that data sent from the tester to PC by ISP1581 of USB chip. It can simultaneously collect the Rd 3 voltage and Rd 3 current. Meanwhile, the key algorithms applied in this system are introduced: using the whole frequency sampling sequence to calculate the voltage RMS, current RMS; calculating the active power by the product of samplings of voltage and current and then the mean value. Adopting digital signal processing technology parameters in the measurement of the power has unique advantages in improving measurement accuracy, and real-time, intelligent, systematic level.
     The success of this system will further advance the level of automation system of the oil wells, and help the system management staff improve the correct analysis of oil system efficiency and energy saving.
引文
[1]张连山.国外抽油机发展趋势[J].国外石油机械,1996,7(3):28-35
    [2]陈宪侃,叶利平,谷玉洪.抽油机采油技术[M].北京:石油工业出版社,2004
    [3]张学鲁,季祥云,罗仁全.游梁式抽油机技术与应用[M].北京:石油工业出版社,2001
    [4]赵太飞,赵珂,朱爱军,路锦正,王建勤.DSP在便携式多功能电能测量仪中的应用研究[J].仪表技术与传感器,2002,54(9):8-10
    [5]林海雪.电力系统的三相不平衡[M].北京:中国电力出版社,1998
    [6]金众,刘颖英,徐永海.电能质量综合评价的分析与研究[J].电气技术,2006,(1):27-30
    [7]李殿璞,史立斌,李景超.抽油电动机电参数测量仪[J].应用科技,1994,69(4):1-7
    [8]丁道宏.电力电子技术[M].北京:航空工业出版社,1999
    [9]毛晓波,赵文丽,黄俊杰.交流采样技术及其DSP实现方法[J].微计算机信息,2005,21(2):54-55
    [10]毛晓波,吕建明.电力参数的交流采样技术及软硬件设计研究[J].仪器仪表学报,2001,2(4):195-197
    [11]山昆等.多通道同步采样数据采集系统研究[J].微处理机,2006,13(8):21-24
    [12]黄纯,郭建春.软件同步采样实现方法的分析与改进[J].电测与仪表学报,1997,34(l0):4-5
    [13]戴先中.准同步采样及其在非正弦功率测量中的应用[J].仪器仪表学报,1984,5(4):390-396.
    [14]冯志贤,刘星.准同步采样技术在非正弦电参量测量中的应用[J].电测与仪表,1989,26(4):3-5
    [15]杨存祥,丁守强,孔汉.基于DSP的电参数测量系统的应用研究[J].中国仪器仪表,2005,29(12):68-69
    [16]段成刚,欧阳森等.新型在线实时电能质量监测设备的设计[J].电网技术,2003,28(2):61-63
    [17]彭启踪,李玉柏,管庆.DSP技术的发展与应用[M].北京:高等教育出版社,2002
    [18] Texas Instruments lncorprated.TMS320F2812 Digital Signal Processors [EB/OL].2005
    [19]汪安民,程显.DSP应用开发实用子程序[M].北京:人民邮电出版社,2005
    [20]宋正勋,胡贞,许红梅.DSP器件的原理及应用[J].长春光学精密机械学院学报,1999,72(2):21-23
    [21]刘文.高速数字信号采集处理系统设计[J].应用科技,2003,12(7):14-16
    [22]林健.DSP信号处理器的典型应用及前景展望[J].机电信息,2004,35(1):3-5
    [23]张雄伟.DSP集成开发与应用实例[M],北京:电子工业出版社,2002
    [24]万山明.TMS320F281xDSP原理及应用实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007
    [25]张雄伟,陈亮,徐光辉.DSP集成开发与应用实例[M].北京:电子工业出版社,2002
    [26]姚冉中,潘宏侠.基于TMS320F2812的设备状态监测与分析仪的实现[J].仪表技术与传感器,2007,(02):34-36
    [27]卢文华,景旭.多路多功能数据采集系统设计[J].盐城工学院学报,2001,82(3):26-28
    [28]钟云,刘爱国,陈致远.A/D转换芯片芯片在ADS8364继电保护数据采集中的应用[J].电子质量,2004,32(11):8-10
    [29]王忠友,吴鸿修.高精度AD芯片ADS8364在生理信号数据采集中的应用[J].世界电子元器件,2004,12(3):36-38
    [30]熊健,王福明.基于开关电容技术的巴特沃斯滤波器设计及PSpice仿真研究[J].电子技术应用,2007,30(23): 174-175,179
    [31] Texas Instruments. Interfacing the ADS8364 to the TMS320F2812 DSP. 2002
    [32]刘红丽,张菊秀.传感与检测技术[M].北京:国防工业出版社,2007
    [33]雷少刚.基于CD4046构成的PLL及应用[J].西安航空技术高等专科学校学报,2006,24(3): 14-16
    [34]吴跃民,刘荣,石龙.ADS8364在高精度数据采集中系统的应用[J].电子质量,2005,68(1):18-21
    [35]文鹏,荆涛,李兴华.基于ADS8364的多路数据采集卡设计[J].电信快报,2005,98(4):12-13
    [36]胡广书.数字信号处理[M].北京:清华大学出版社,1997
    [37] Texas Instruments lncorprated.TMS320F28x DSP Serial Peripheral Interface (SPI) Reference Guide [EB/OL].2003
    [38] Integrated Silicon Solution, Inc. IS61LV25616AL 256Kx16 HIGH SPEED ASYNCHRONOUS CMOS STATIC RAM WITH 3.3V SUPPLY [EB/OL].2003
    [39] Silicon Storage Technology, Inc.8 Megabit (512Kx 16-Bit) Multi-Purpose Flash SST39VF800Q/ SST39VF800 [EB/OL].2003
    [40]公茂忠.Flash存储器的在系统编程及其在DSP系统中的应用[J].电子技术应用,2002(3):69-91
    [41]唐冰.TMS320C5410烧写Flash实现并行自举引导[J].片机与嵌入式系统应用,2002(10):26-30
    [42] Integrated Device Technology, Inc.74ALVC16245 3.3V CMOS 16-BIT IDT BUS TRANSCEIVER WITH 3-STATE OUTPUTS[EB/OL].1999
    [43]李进.基于USB数据同步采集设计方案[J].测试技术学报,2003,69(4):5-7
    [44]张建鹏,解国明,李刚.基于ISP1581型接口电路的USB2.0接口设计[J].国外电子元器件,2005(9):11-13
    [45] Texas Instruments Incorporated Code Composer Studio Getting Started Guide[EB/OL].2001.
    [46] Texas Instruments lncorprated.TMS320F28x Boot ROM Reference Guide[EB/OL].2005
    [47]尹勇,欧光军,关荣锋.DSP集成环境[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003
    [48]张雄伟.DSP芯片的原理与开发应用[M].电子工业出版社,1997:56-86
    [49] Texas Instruments lncorprated. TMS320C28x Assembly Language ToolsUser’s Guide[EB/OL].2003
    [50] Texas Instruments lncorprated.TMS320C28x DSP CPU and Instruction Set Reference Guide [EB/OL]. 2003
    [51]魏强.基于DSP的数据采集系统的设计[J].泰山学院学报,2004,65(3):29-31
    [52]张龙,周端,司栋森,张建国.基于TMS320F2812高速数据采集系统的设计与实现[J].电光与控制,2007,84(1):27-29
    [53]温静.TMS320C54X系列DSP扩展外部Flash存储器的方法及应用[J].电脑开发与应用,2003,16(7):45-49
    [54]林国营,赵继敏,张松刚,王诚.ADSP—BF531烧写Flash存储器实现并行自举引导[J].电气应用,2006,25(9):129-132
    [55]蒋新胜,王永风,马光彦,李华兵.基于USB接口的便携式故障诊断系统[J].仪器仪表学报,2002, 83(1):12-14
    [56]李易.通用串行总线USB2.0新版本[J].国外电子测量技术,2002,19(1):31-33
    [57]闰伟.试验检测数据的处理及误差分析[J].黑龙江交通科技,2008,10:50-52

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700