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偏心注水井分层流量测调系统研究

作　者: 贺同山
导　师: 温嘉斌
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 单片机偏心注水井流量上位机
分类号: TE937
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 44次
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内容摘要

石油产量的不足已经严重制约了我国社会经济的发展,急需提高石油开采技术。因此针对目前常规分层注水技术已经不能满足油田开发的需求,本文提出了一种新方法,即将智能化技术应用在油田注水井分层流量测试与调配,提高了石油开采的效率。本文首先介绍了课题研究的背景和来源,分析了基于PIC的偏心注水井分层流量测调控制系统的设计原理和设计过程,对测调系统的基本组成和工作原理做了详细的介绍,并确定了系统的控制方案。其次,通过分析直流伺服电机工作原理和调速方法,设计了基于PIC16F877单片机为核心的偏心注水井分层流量测调系统,并对控制系统的硬件和软件进行了详细的设计。硬件设计包括了:单片机最小系统的设计、控制系统的供电电源的设计、主电路的设计和驱动电路的设计。为了提高系统的可靠性,控制电路与主电路之间均选择光耦隔离方式进行信号传输,同时设计了直流电机的过流保护电路。针对系统中数据的远距离传输,为了提高系统数据传输的可靠性、抗干扰性,本文选择RS485方式进行数据传输,其特点为功耗低、数据传输速率快。软件设计包括上位机界面和下位机程序:上位机采用VC++设计了控制界面,实现了人机交互,使系统的操作更加方便;下位机采用C语言编写单片机程序,包括主程序、信号检测子程序、通讯子程序和流量调节子程序的设计等。最后,对本文设计的偏心注水井分层流量测调系统进行了实验,并给出实验波形和上位机工作界面,通过实验研究验证了本文设计的正确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-13
  1.1 课题背景及课题来源  10-11
    1.1.1 课题背景  10-11
    1.1.2 课题来源  11
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  11-12
  1.3 本课题的研究内容  12-13
第2章分层流量自动测调系统  13-24
  2.1 系统的组成  13-14
  2.2 控制方案  14-15
  2.3 控制芯片  15-18
    2.3.1 芯片的选择  15
    2.3.2 PIC16F87x 微处理器的核心特点  15-16
    2.3.3 PIC16F877 单片机的特点  16-18
  2.4 直流伺服电机的控制方式  18-20
  2.5 直流电机驱动系统方案的设计  20-23
  2.6 本章小结  23-24
第3章硬件系统的设计  24-36
  3.1 PIC16F877 核心电路设计  24-26
    3.1.1 复位电路  24-25
    3.1.2 时钟振荡电路  25-26
  3.2 直流电机驱动电路的设计  26-28
  3.3 采样电路的设计  28-31
    3.3.1 流量信号的采集  28
    3.3.2 温度信号的采集  28-29
    3.3.3 电流信号的采集  29-31
  3.4 通讯电路设计  31-33
    3.4.1 RS485 通信简介  31
    3.4.3 RS485 通信接口的设计  31-33
  3.5 系统电源电路设计  33-34
  3.6 保护电路的设计  34-35
    3.6.1 光耦隔离  34-35
  3.7 本章小结  35-36
第4章系统软件部分设计  36-48
  4.1 软件开发环境的介绍  36
  4.2 主程序设计  36-39
    4.2.1 初始化子程序设计  38
    4.2.2 位置检测子程序设计  38
    4.2.3 电机调节流量子程序设计  38-39
  4.3 RS485 总线通信软件设计  39-41
  4.4 温度采集程序设计  41-42
  4.5 流量、电流采集的软件设计  42-43
  4.6 PWM 信号的软件实现  43-44
  4.7 上位机软件  44-47
    4.7.1 上位机软件开发环境  44
    4.7.2 上位机监控软件设计  44-47
  4.8 本章小节  47-48
第5章模拟实验效果与上位机数据处理  48-53
  5.1 实验平台  48
  5.2 实验结果的分析  48-52
  5.3 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-58
致谢  58

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