嵌入式螺杆泵工况监测系统

2012年03月14日17:05:15 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

徐军，赵雪飞，张飞剑，王洪军
哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨

摘要：针对螺杆泵的电参数测量特点和技术要求，设计了基于双单片机的螺杆泵工况监测系统。通过测量驱动螺杆泵电机的相关电参数并结合电机的内部损耗，准确的计算出螺杆泵的光杆扭矩和转速，从而对油井的工作状况做出正确判断。采用模块化设计思想，对采集、存储和人机交互等必要的硬件电路进行设计。软件设计部分给出了程序流程图，并对参数校准和通信部分进行了重点阐述，同时设计出上位机数据处理及故障诊断软件。所提出的系统已经成功应用于油田，实现了对螺杆泵工况的监测，保证了采油系统的高效运行。

关键词：嵌入式系统，螺杆泵，电参数测量，故障监测

1　引言
在现代的石油工业中，螺杆泵采油系统由于其独特的优势而被广泛应用。油井内的工作环境复杂，抽油管断脱、油管漏失、泵漏失、卡泵等故障时有发生，为了减少或避免以上情况，对螺杆泵工作状况的监测就显得非常必要。目前，国内外在螺杆泵工况监测及故障诊断方面主要采用生产参数经验诊断法、光杆受力测试诊断法、电参数测试诊断法[1-2]。生产参数经验诊断法简单参数容易采集，但不能做到定量分析，诊断不够准确。光杆受力测试诊断法，判断准确，但传感器的安装繁琐且需要停机[3]。电参数测试诊断法是一种新兴的定量诊断技术，通过测量驱动螺杆泵电机的相关电参数并结合电机的内部损耗，准确的计算出螺杆泵的光杆扭矩和转速，从而对油井的工作状况进行监测。本文针对电参数测试诊断法设计了基于嵌入式的螺杆泵电机工况监测及故障诊断系统，以嵌入式微处理器和三相电能专用计量芯片为核心的现场监测部分，完成对螺杆泵驱动电机的三相电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等参数的实时监测与采集，并把数据存储在SD卡中；通过读卡器链接到PC机上，通过PC机的辅助软件对采集到的数据进行合理的分析及处理，进而对螺杆泵采油系统的运行状况做出评估与诊断。

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