抽油机智能控制系统研制
基于智能控制的抽油机变频节能控制系统的开题报告
基于智能控制的抽油机变频节能控制系统的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，国家对能源的需求也越来越高，石油作为主要的能源之一，在国家的能源战略中起着举足轻重的作用。
然而，石油生产的成本较高，且开采过程需要大量的能源消耗，因此如何提高石油开采的效率，降低成本成为当前亟待解决的问题。
抽油机是一种石油采集工具，其主要作用是通过运用一定的能量，将井口油液提至地表。
而传统的抽油机运转方式大多采用定频电机驱动，其能源利用率低、噪音大、维护成本高等问题，阻碍了抽油机的进一步发展。
因此，开发一种基于智能控制的抽油机变频节能控制系统，以提高抽油机的工作效率、降低能源消耗、降低噪音等方面的问题，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、选题意义随着市场竞争的加剧，石油企业需要进一步降低成本、提高效率，而变频节能控制技术能够有效提高设备工作效率，实现节能降耗。
同时，随着数字技术的不断发展，基于智能控制的抽油机变频节能控制系统能够自主识别位置信息、实现自适应控制、提高稳定性等一系列优势，具有广阔的应用前景。
三、研究内容1. 抽油机传统定频电机的工作原理及其存在的问题2. 变频控制技术的原理与应用3. 基于智能控制的抽油机变频节能控制系统设计与实现4. 系统测试及性能评估四、研究方法本研究采用文献资料法、实验法、系统分析法等研究方法，通过文献查阅与案例分析走向设备的设计与生产。
五、预期目标1. 实现抽油机变频控制，降低能源消耗2. 实现自适应控制，提高稳定性3. 减少设备噪音，提高工作效率4. 验证系统性能，实现节能降耗效果六、研究进度安排1. 第一周：调研论文，了解研究现状2. 第二周：研究抽油机传统定频电机的工作原理及存在问题3. 第三周：研究变频控制技术的原理与应用4. 第四周：开始设计基于智能控制的抽油机变频节能控制系统5. 第五周-第六周：系统实现与测试6. 第七周-第八周：性能评估与总结七、参考文献1. 杨明. 基于变频控制技术在抽油机中的应用研究[D]. 华北电力大学, 2011.2. 王乐. 井下抽油机自适应变频控制系统研究[D]. 中国石油大学, 2015.3. 徐飞. 基于PLC的智能抽油机控制与应用设计[D]. 江苏科技大学, 2017.。
智能化抽油节能测控系统设计
智能化抽油节能测控系统设计发布时间：2021-10-22T07:12:29.494Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：郭保1 昋红霞2 王玉莲2[导读] 摘要：目前节能技术主要从节能电机的匹配、无功补偿、抽油机平衡调整、变频控制系统改造、降低运行负荷等方面着手，但低渗透油田典型的低产液特性限制了常规节能改造技术，常规节能改造技术的特点是吨液能耗高、系统效率低，不能有效解决油泵空抽造成的电能浪费问题。
1长庆油田分公司第一采油厂测试实验大队陕西延安 717502；2长庆油田分公司第一采油厂侯市作业区陕西延安 717502摘要：目前节能技术主要从节能电机的匹配、无功补偿、抽油机平衡调整、变频控制系统改造、降低运行负荷等方面着手，但低渗透油田典型的低产液特性限制了常规节能改造技术，常规节能改造技术的特点是吨液能耗高、系统效率低，不能有效解决油泵空抽造成的电能浪费问题。
针对这些问题，为了提高抽油机的举升效率，降低能耗，该研究通过数据采集、分析和综合应用，形成了一套智能节能抽油机测控系统，实现了抽油机的优化控制、状态监测和故障诊断。
关键词：空抽；测控系统；节能；智能化由于油层开发整体不断趋向老龄化，抽油机抽汲能力远大于油井的渗透能力，油泵空抽及其造成的电能大量浪费、抽油机寿命缩短问题持续恶化，严重时破坏井下地质结构及原油压力平衡，致使油井提前枯竭。
同时，油田现场还存在抽油机系统状态监控及故障诊断实时性差、可靠性低等问题。
这不仅危害采油生产安全，降低油田生产能力，给国家和油田企业带来巨大经济损失，也给油田企业及社会的稳定与和谐发展造成严重影响。
1 系统结构测控系统由后台ＰＣ、以数字信号处理器和单片机结构为核心的智能测控装置和ＧＰＲＳ通信模块组成。
上位机采用ＰＣ作为整个系统的高层管理设备，实时监测和管理单台或多台抽油机的工作过程，实现诸如数据存储、查询、分类统计、实时保护、实时报警、信息查询等功能。
同时工作人员可以通过后台ＰＣ对抽油机发出控制指令，实现抽油机的远程启、停控制。
抽油机智能调平衡装置的研制
引文：冯静，陈雷，杜广纯，等．抽油机智能调平衡装置的研制[J]．石油石化节能，2023，13（8）：47-51.FENG Jing，CHEN Lei，DU Guangchun．Devlopment of intelligent balancing device for pumping unit[J]．Energy Conserva-tion in Petroleum&PetroChemical Industry，2023，13（8）：47-51.抽油机智能调平衡装置的研制冯静1陈雷2杜广纯3刘春雨4刘春红5（1.大庆油田有限责任公司第三采油厂；2.大庆油田有限责任公司第七采油厂；3.大庆油田装备制造集团；4.大庆油田有限责任公司井下作业分公司；5.大庆油田有限责任公司第二采油厂）摘要：游梁式抽油机是油田目前主要采用的举升装置，游梁式抽油机井的耗电量占油田总用电量的40%。
由于抽油机悬点在运动时，上下冲程中受到载荷不均匀，通常采用调平衡的方法来减小对抽油装置的影响，但普遍存在平衡效果差，能耗高的问题。
针对油田游梁式抽油机调平衡过程中存在的问题，开展游梁式抽油机智能调平衡装置研究。
在常规游梁式抽油机基础上，增加尾平衡梁，将原来的曲柄平衡方式改为曲柄与尾平衡梁的复合平衡方式，通过传感器监测抽油机平衡率，控制系统根据平衡率给出平衡调整信号，控制驱动机构带动尾平衡梁向平衡块移动，从而实现抽油机平衡自动调节功能。
通过试验，抽油机电流平衡率为85%～100%，功率平衡率为50%以上，改造后可节约8%～10%的能耗。
关键词：抽油机；智能调平衡；平衡率；节能DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2023.08.010Devlopment of intelligent balancing device for pumping unitFENG Jing1，CHEN Lei2，DU Guangchun3，LIU Chunyu4，LIU Chunhong51No.3Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co．，Ltd．2No.7Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co．，Ltd．3Daqing Oilfield Equipment Manufacturing Group4Downhole Service Company of Daqing Oilfield Co．，Ltd．5No.2Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co．，Ltd．Abstract：The beam pumping unit is the main lifting device currently used in oilfield and the electric-ity consumption of beam pumping unit accounts for40%of the total electricity consumption in oilfield．Because it is unevenly loaded in the upper and lower strokes when the suspension point ofpumping unit is in motion，the balancing method is usually used to reduce the effect on the oil pumping device．However，this work generally suffers from poor balancing effect and high energy consumption．In re-sponse to the problems existing in the balancing process of beam pumping unit，the study of intelligent balancing device for beam pumping unit is carried out．On the basis of the conventional beam pumping unit，the tail balancing beam is added，and the original crank balancing[3]method is replaced by the composite balancing method of crank and tail balancing beam.Firstly，it relies on the sensor to monitor the balance rate of pumping unit，and then according to the balance rate，the control system gives the balance adjustment signal and controls the driving mechanism to move the balancing block on the tail balancing beam to achieve the automatic adjustment function of pumping unit balance．Through the tests，the current balance rate of pumping unit is between85%and100%and the balance rate of power is more than50%，which can save8%~10%of energy consumption after transformation．Keywords：pumping unit；intelligent balance；balance rate；energy conservation第一作者简介：冯静，工程师，2008年毕业于大庆石油学院（石油工程专业），从事油田三次采油技术，133****9560，**************************.cn，黑龙江省大庆市萨尔图区第三采油厂采油工艺研究所，163000。
抽油机智能控制系统研制
（ ． ｉ ａＵｎ ｖ ｒ ｉ ｆＰ ｔｏ ｅ ｍ （ １ Ｃｈ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｅ ｒ ｌｕ ｙ Ｈｕ ｄ ｎ ）Ｃ ｌ ｇ ｆＭ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｎ ｌ ｃｒｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ， ｎ ｙ ｎ ５ ０ １ Ｃｈ ｎ ； ａｏ ｇ ｏ ｌ ｅ ｏ ｃ ａ ｉａ ｄ Ｅ ｅ ｔ ｉａ ｅ ａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｄｏ ｇ ｉｇ ２ ７ ６ ， ｉ ａ
井 实时数 据 的被 动式 传输和 故 障信 息的主动 式报 警
； 变 智能 控制 ； 节能
中图分 类号 ： ２ ３ ＴＰ ７
文献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ １ ２ ７ ２ １ ） ７ ０ ７ ２ １ ０ —２ ５ （ Ｏ Ｏ Ｏ —０ １ 一Ｏ
矩， 为使 抽油 机顺 利启动 ， 一般 按最 大转矩选 配 电动
以单 片机为控 制核 心 ， 变频 器作 为执 行部 件 ， 以监测
抽 油 机 实 时 栽 荷 和 功 率 为 控 制 依 据 ， 过 系统 的 智 通
机， 而正 常运行 时 只需启 动力矩 的约 三分之 一 ， 以 所
抽 油机正 常工 作时 ， 电动机 的实 际输 出功率 比较小 ，
抽 油机 运行 过程 中大 多数情 况下 电动机处 于轻
载状 态 ， 运行 效 率 和功 率 因 数都 很 低 。其 主要 原 因 是 抽油 机载 荷特性 与普 通三 相异 步电动 机的工 作特 性 不匹 配 ， 过在 抽油机 上安 装变 频调速 器 ， 以实 通 可 现矢 量控 制 ， 根据抽 油 机 的特 性 自动 调 节 电动 机 的 输 出功 率 ， 高 了 系 统 的 功 率 因 数 （ 由原 来 的 提 可
抽油机井智能间抽控制技术及其方案解析
抽油机井智能间抽控制技术及其方案北京金时公司单项技术介绍1.间抽控制的优点●缩短抽油时间，减少能量消耗。
通常平均可节约能量20-30%。
●保持了较低的平均液面，意味着较低的井底流压，可使较多的液体流人井底。
通常可增加产量1-4%。
●井下和地面设备的维修费用减少25-30%。
主要是消除了液击现象（此现象可大大增加起油管作业量）。
●最后，使用抽空控制大大增加了系统性能信息的数量和可靠性。
每口井的效率提高了，从而有杆抽油系统的总经济效益也就大大提高了。
（摘自石油工业出版社，“当代有杆泵抽油系统”，刘合/王广昀）2.间抽控制方式●人工控制方式；●自动功图控制方式；●自动液面控制方式；●冲次调节的变频控制：在抽油井间抽控制的基础上，增加变频控制器，然后根据示功图或液面深度得到的油井供液状况，自动调节油井的冲次，实现地层供液能力与抽出能力的最佳匹配。
3.自动功图间抽控制器●原理：•通过示功图的变化判断油井供液情况，决定抽油机的启停。
•自学习功能。
在设定的初始间抽时间的基础上，根据示功图判断得到的油井供液情况，自动学习、逐步逼近油井的最佳间抽时间。
油井供能力发生变化，也将及时自动调整间抽时间。
•可以预设最短抽油时间、最长停抽时间，防止稠油停抽时间长难以再次启动的问题。
并且由于采用角位移传感器，可以判断抽油机平衡块位置，使得抽油机的启动更加顺利。
●设备组成：•井场RTU机柜，主要由RTU集成模块、开关电源、端子、机柜等构成。
•示功图采集一次仪表，主要由固定载荷变送器与角位移变送器构成。
•电机启停模块，检测1-3路电流、并且具有DI/DO端口，控制电机的启停。
●扩展功能：• PDA手操器，读取数据与设置RTU。
•增加数传电台或GPRS模块，即可实现数据的实时远程传输，并可实现远程启停控制与间抽方案调整，以及通过控制中心设定间抽参数，监控间抽状况，实现控制中心人工干预。
4.自动液面间抽控制器●原理：•直接检测套管空间液面的高度，并根据设定允许液面的最高与最低高度，控制抽油机的启停，实现间抽。
抽油机智能空抽控制技术研究及应用
开 机后系 统 自检大 约 ２ｍ ｎ后 ， ｉ 开始报警 ，５ｓ １ 后
第一 作 者简 介 ：王庆 玉 ， ，９ ２年生 ， 理 工 程师 ，０４年 毕业 于 吉林 大 学 环境 与 资 源 学 院环 境 工 程 系 ， 男 １８ 助 ２０ 现在 乾安 采 油厂 工 艺所 从 事 机 械采 油工
果， 为有效执 行抽油 机 井 间抽 制度 、 高泵 效 、 约 电 提 节
这些特征参数 ， 确定问抽时间， 当出现新的更符合实际 的特征参数 后则 替代 原先 的特 征参 数 ， 行新 的 间抽 执
时间， 因此控 制器 的间抽 时间具有 不确定 性 ， 用户 可 以 通过数 据线导 出所 有数 据 查看 某 一 天 、 一 段 时 间的 某 油井工 作情况 【Ｉ ３。
平 均泵效 由 ８ ５ ． ％提升 高 ２ ． ％ ， 然有 １ｏ口低 产 ８５ 仍 ９
２ 工 作 原 理
抽油机 在 正常 抽 油 时 电流 曲线 会 成 规 律 性 的 变 化 ， 制器就 是找 出这个规律 来指 导间抽 ， 控 控制器能 够 记录 ９ ９ ９９ ９ｈ的数 据 ， 储 量大 ， 录数 据周期 长 ， 存 记 规 律性更科 学 ， 当控制 器确定 稳定 的 特征 参 数后 就 存储
目前 间抽制度 确定 主要 依据功 图 、 面 、 液 产量等判 别， 条件 界限影 响大 、 准确性 差 ， 为使 间抽更科 学 、 更合 理研 制 了新 型抽 油 机空 抽控 制 器 ， 型抽 油机 智 能空 新
小 的能量就 可将杆 柱送 入 井 底 ， 下行 程 电机峰 值 电流 和峰值功率 变小 ， 而上 、 从 下行程 中峰值 电流 和峰值功 率差值 也变小 ； 际平均 电流和平 均功率 下降 【。 实 ４ ］
抽油机井智能抽空控制技术研究
图 １ 抽空控制 器原理 图
图 ２为 曙 １ ４ ０ ７井 不 同抽空控 制制度 下产 量和 动态数 字示 功 图。 — ２— ２
从 测 量结果 看 ， ２ ９月 １日抽空控 制制度 为关 井 ６ ｉ ， ０ｍ ｎ 运行 ２ ｉ ， 是示 功 图面积 相对较 小 ， ０ｍ ｎ 但 而且 折算单 井 日产量并 没有 明显增 加 ， 只是 累计 运行 时间 ６ ｈ ｄ 为 常规生产 制度 的 １４时间 ， ／ ， ／ 节省 了 电能消 耗； ９月 ２ ２日采取 的抽 空制度 为关 ４ ｉ， 行 １ ｉ ， ５ｍ ｎ 运 ５ｍ ｎ 虽然 累计运 行时 间仍为 ６ｈ ｄ 产 液量有 所增 加 ， ／ ， 但产量 和示 功 图还没有 达到最 大化 。 如 果将起 始 动液面恢 复 的时间 和抽空 控制 的时 间调节 到适合状 态 ， 产量可 以达 到最 大化 ， 行 累计 运 时间可 最小 化 。１ ０月 ９ 日与 ９月 ２ ２日的试 验条 件相 同 ， 但将 间 隔的关井 时 问 由 ４ ｎ延长为 ６ ｉ， ５ｍｉ ０ ｍ ｎ 折算 日产液 量为 ９ ５ ， 天累计 运行 时 问为 ４ ８ｈ 为常规 连续 生产 时 间的 １５ ． ７ｔ全 ． ， ／。 在 连续 抽空控 制下 ， 使油井 生产 状态得 到改 变 ， 油 泵 始终 在 充满 程 度较 好 的情 况 下 工作 ， 的运 抽 泵 行效率 高 ， 量也 会进一 步增 加 。１ 产 ０月 ２ ６日至 １ ０月 ２ 日试验 采取 与 １ ７ ０月 ９日相 同 的条件 ， 采用 连续 抽空控 制生 产 ， 二天 的确 比第 一 天增加 了 ２ｔ 右 的产液量 ， 第 左 这就 说 明连续抽 空控 制生 产 ， 以改 善油 可
ｔ
抽油机智能间抽设备的研制
ｉｇｗ ｓ ｅｉ ｅ ． ｈ ｕｈａａｙｉ ａｄｊｄｍｅｔ ｆｈ ｄｃｔｒ ｉ ｒｍ ｉ ｔ ． ｐ ｌｎ ｅｔｅｒ ｆ ｏ ｔ ｓ ｏｔ ｉ ｔｎ ｎ ａ ｓ ｎ ｄ Ｔ ｒ ｇ ｎ ｓ ｎ ｇ ｎ ｅｉ ｉａ ａ ａ ｍｅ ａｐｙ ｇ ｈ ｏｙｏ ｎ ａｔ ｐｉ ｚ ｉ ｄ ｇ ｏ ｌ ｓ ｕ ｏｔ ｎ ｏｄ ｇ ｎｉ ｉ ｔ ｈ ｃ ｒ ｍ ａｏ
不再变化。此 时关机等待 液 面恢 复 ， 面上升 随时问 的变化 液
规 律 满 足公 式 ：
制抽 油机启 停。人 工调开控制精度不高 ， 员工作量大 ， 油 人 抽 机不 能工作在合理 的沉没度下 ， 油机工作 效率不高 ， 抽 加之无 法及时避免空抽情 况 ， 可能 引起事故 发生 。如果仅靠 简单 还 数据采集 ， 如光杆载荷 、 电机 电流参数等作为判 断依 据来实现
Hale Waihona Puke 日．ｔ （）＝Ｈ． 月Ｌ ｂ＋（ ｈ一日Ｉ ｅ ｂ一 ）
在刚开始恢复 的一段 时问， 液面上升很快 ， 上升速度也 但 在不断变慢 ， 液面上升到静液面水平 便不 再变 化。
李 明。 军， 樊 何 英。 杨志帮
（ 新疆大学 机械工程学院 。 新疆 乌鲁木齐 ８００ ） ３０８
摘 要 ： 决新疆油 田部分间抽油井抽油机问抽时问不合理 。 为解 抽油Ｏ －效不 高的问题 ， Ｌ ｒ 结合液面 变化规律 ， 计了一种具有 自 应 设 适
能力 的抽油机问抽设备。该设备通过对示功图数据进行检测 。 进而对示功 图面积做分析和判 断 ， 运用对 比优化原理 ， 动态 选 取抽 油机问抽时间 ， 米合理地控制抽油机的启停时刻 ． 从而 达到提高抽油机工作效率且增产 的目的。
在 实际生产过程中 ， 对大部分 间抽油井来 说 ， 都是经 过一
基于智能控制法对抽油机井优化运行的研究
并 利用 电动 机变 频调 速 的方法 实现抽 油机 井抽 汲参 数 自动 调节 ， 使其 高效 运行 ， 现场 调节抽 油机 井 的 为 抽 汲参 数节 约 了大 量 的人 力 物 力 ， 现 了抽 油机 井 实
的智能 控制 。
断和调 整抽 油机 井的工作 状 态 ， 使抽 油机 井达到供 采 平衡 ， 而达到 增效 节能 的 目的。 从
关键词 ： 油机 ； 抽 悬点载荷 ； 化运行 ； 优 智能控 制
中图分 类 号 ： Ｅ ３ ． Ｔ９３ １
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ２— ３ ９（ ０ ０ ３— ２ ２— ３ １０ ６ ３ ２ １ ）０ ０ ２ ０
Ａ ｕｄ ｎ ｔ ｅ Ｏｐｔｍ ａ ｐ ｒ ｔｏ ｎｔ ｏ ｆ Ｐｕ ｐ ｎ ｅ ｌ Ｓｔ ｙ ｏ ｈ ｉ ｌＯ ｅ ａ ｉ ｎ Ｃｏ ｒ ｌｏ ｍ ｉ ｇ Ｗ ｌｓ
Ｗ ＡＮ Ｈｕ ， ＯＮＧ Ｋ ｎ Ｇ ｉ Ｄ ａ ｇ—ｘ ｎ ， ＨＵ Ｊ ｎ ｉｇ Ｚ ｕ
王 慧， 董康 兴 ， 朱 君 ， 兆国 殷
（ 大庆 石 油学 院 机械 科 学与 工程 学院 ， 黑龙 江 大庆 摘
１３ １ ） ６ ３ ８
要： 随着 油 田的不 断开发 ， 油井参数 将不 断地 发 生 变化 ， 抽 油机 井 的 负载 率和 系统 效 率 使
偏低 ， 汲参数 与 油井 工况不 匹配的现 象 日益 明显 。通 过对 抽 油机 井的智 能控 制和优 化 运行 ， 抽 来判
无 级调 速 。运用 智 能 控 制 可根 据 油 井 工 况 的变 化 ， 自动调 节抽 汲参 数 ， 实现抽 油机 井 的优 化运 行 Ｊ 。
抽油机井智能一体化配电柜的研制
２ 配电 的总 体结 构 抽 油机 井 智能 一 体 化配 电柜 采用 模 块 化结 构 ，可 根
示功 图、 力 动态 变化 曲线等 ， 压 并运 用新 型 的供排理 论进 行数 据分 析 ，能 够快 速分 析油 井产 液规 律及 其变 化情 况 ，
（）电力 控制 电路 由空 气开关 、交流 接触器 、电机 综 ７
合保 护器 、功率 因数 补偿 电容 、中间继 电器 、断路器 和接 线端 子等 构成 。它 具有 通用 配 电柜 的全部 功 能 ，有独 立于
障等 ， 如果 这些 故 障出现 ， 它将 及 时 向上 位机汇 报请 求支
援 。如果 井场不 能与上 位机 通讯 ，则 自动转 入独 立运行程 序 ，上 位机 则做 报 警 并予 以记 录 。 （ ）红外探 测防护 功能 。红外三 鉴探 测器 和语音 报警 ７
构 及功 能 特点 等 。 现场 应 用表 明 ，该配 电柜 采集 数据 可
靠 、工 况分析 准确 、频率调 整科 学 、现场 应用 稳定 ，并可 实 现节 能 及提 高抽 油 系统 效 率 的 目的 。 关键 词 ：抽油机井 配 电柜 闭环数控 变频调速 节能
１ 前 言
随着 老油 田进 入 中后 期开 采 阶段 ，油 井 地层 能 量 逐 步 降低 ，只有 按照 “ 充分 挖掘 油井 生产 能力 ，兼顾 电能消 耗 最小 ”的原 则 ，才能 实现 油井生 产 的效益 最大化 。但是 国 内外 广 泛 采 用 的抽 油机 由于 其 机 械 特性 的 特殊 原 因 ， 造成 了抽 油机 的动力 系统 大部分 运行 在 “ 马拉 小车 ”的 大
度 、电量 参数 ，并传输 到数据 采集 控 制器 。传感 器信息 获 取技 术 从 过去 的 有 线式 单 一化 渐 渐 展 。 （ ）无 线 功 图测 试 传感 器 实 时检 测抽 油 机悬 点 的 位 ３
抽油机智能控制系统设计方案探讨
维普资讯
石 油 机
械
２０ ０６年
第３ ４卷
第４期
下使其停井时间最长 ，开井时间最短。由于油井液 位与复杂的地质条件有关 ，很难用一定量的数学模 型来描述 ，为此 ，采用了数学上 的爬 山法来解决，
于原油向油井 渗透 的过程 ，开关 Ｋ是 由工控机控
制的输出触点 ，左边 的电路模拟抽 油机抽油 的过 程 ，其优化控 制 的 目标为 Ｋ合上时间最短 ，在集 成块 ３ 脚获取的高电平时间最长。显然 ，通过这样 的实验验证电路检验控制系统后再用于实际的油井 中，将大大减少现场试验费用 。
４ ．软 件开发 可 采用 Ｂ ｒ ｎ ｅｐｉ ｏｌ ｄＤ ｌｈ６和 Ｍｉｏｏ ｉ ａ Ｂｓ ａ ｃ ｓｆＶｓ ｌ ａ－ ｒ ｔ ｕ
有杆抽油系统能量转换 过程 中，能量 损失较 大，致使系统总效率较低 ，理想状态与实际工作状 态相差较大 ，如电动机效率相差 ２ ２个百分点 ，功 率利用率 ３． ％ 。抽油机的运行效率也特别低 ， １５ 在我 国平 均 效 率 为 ２．６ ，国外 平 均 水 平 为 ５９ ％ ３．５ ００ ％。我国大部分油 田对这种 现象 的经验解决 方法是间抽 ，问抽控制的原始做法是 派人定时 ｊ 到油井去开停抽油机 ，使抽油机开一段 时间停一段 时间，即使在发达国家，目前也还有不少油井采用
２ ．原 理
２ 油和 无油 的判 断 ．有
判断井 口是 否 出油 ，常用 的方法是 用经验 判
断 ，即抽油杆是否发热 、是否附有油膜 ，但不能形 成闭环控制。为此 ，系统中采用了工控机控制流量 开关 的方法。流量开关外壳是一个短节 ，串接在出
维普资讯
石 油
机
械
一 ６ 一 ３
智能抽油机控制器的研究
图 １ 抽 油 机 电 机 负载 转 矩 特 性 随 时 间 变 化 曲 线
频率 波 动的 。
２ ）平 均 负载 转 矩通 常 是最 大转 矩 的 １ 在贫 油 １ ３
一
訇 出
（ 图２ 示 ）。电机 端 子 电压 能通 过 晶 闸管触 发 如 所 角 进 行调 整 。霍 尔 电流 传 感器 用 于 检 测 软 件 启 动 器和过 载保 护时 的 电机 电流 。 零 电压检 测电路可 以检 测每相 电压 的过零 点 ， 它使 用 了同步信 号触发 电路和缺 相保护 电路 。 显示 电路用 于 显示设 定值 和系统 工作 状 态。
０ 引 言
在 石 油 工 业 中 ，抽 油机 电机 的 电 能 消 耗 约 占 石油 领域 总 电能 消耗 的４ ％。因为 抽 油机 的负载 转 ０
菖 邑
矩 随 着其 上 下 行 程 而 波 动 ，抽 油 机 电 机 的 负 载 率 周 期性 变 化 ， 而且 ， 抽 油机 电 机 需 要 一 个 大 的 起 动 转 矩 用 于 抽 油机 的操 作 需 求 。通 常 ， 抽 油机 电
３ ）因 为经 常 重 载 启动 ，抽 油机 电机需 要 一 个 启 动转 矩裕 量 。 由 于 上 述 规 定 和 限 制 ， 抽 油 机 电 机 的 平 均 负 载 率 仅 仅 达 ￣ ２ ％，极 少 的 富 油 井 中也 不 超 过 １０
３ ％。抽 油机 电机 的效率 和 功率 因数 非常 低 ，因 为 ０
、 Ｉ
ｌ 化 Ｉ ５
智 能抽 油机 控 制 器 的研 究
油田抽油机智能分布式监控系统
测 和与 Ｐ Ｃ通信 ４部分组 成 ， 图 ２所 示 。处理 器 如
采 用 Ａ ８ Ｓ １进 行 数 据 的 采集 、 理 与 显 示 ， Ｔ ９５ 处 并
通 过 ４ ５总线传 送 到远程 Ｐ ８ Ｃ机 ， 位 Ｐ 上 ｃ机 可 以 实 时监 控油 田抽 油 机 的运转 状 态 ， 有 异 常 则 发 如 出报警 信号 。
大 致 在 ５～ ０ ， ． ｓ ６ ｓ７ ５ 的反 应 时 间完 全 可 以满 足 测 速 的要 求 。
３ ４ 转 速显 示 ．
ＪＪ ｒｒ＞
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任 伟 ， 艳 ． 从 分 布 式 网 络 监 控 系 统 的 设 计 与 实 王 主
］ｊ ］ ］ｊ ］ ，Ｊ １●Ｊ
３
４
第 １ ０期
杨 久 红 等 ． 田抽 油 机 智 能 分 布 式 监 控 系 统 油
１３ ２７
３ ５ Ｒ ２ ２ Ｒ ４ ５转换 器 电路设 计 ． Ｓ ３ ／ Ｓ ８ Ｒ ２ ２ Ｒ ４ ５ 转 换 器 使 用 ＭＡ ２ ２ 和 Ｓ３ ／ Ｓ ８ Ｘ３ Ｍ Ｘ８ Ａ ４ ５芯片 ， Ｃ使用 Ｒ ２ ２九针 串 口中 的 Ｄ Ｒ Ｐ Ｓ３ Ｔ 线 控制 ＭＡ ４ ５的 接 收 与 发送 ， Ｘ ８ Ｘ８ ＭＡ ４ ５为 标 准 Ｒ ４ ５总线 而 设 计 的 一 款 半 双 工 芯 片 ， 大 数 据 Ｓ８ 最
抽油机节能控制系统的研制
ｗ ｒ ｉ ｇ ｐ ｎ ｉ ｌ ， ａ ｄ ａ ｅ ｏ ｇ ｉ ｔ ｎ ａ ｄ ｓ ｆ ｒ ｏ ｈ ｒ ａｅ ｇｖ ｎ Ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｕ ｔｓ ｏ ａ ｏ ｋ ｎ ｒ ｃ ｐ ｅ ｈ ｒ ｗ ｒ ｒ ａ ｚ ｉ ｏｔ ｅ ｆ ｗ ｃ ａｔ ｒ ｉ ｅ ． ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓ ｔ ｔ ｉ ｎ ａｏ ｎ ｗａ ｌ ｉ ｓ ｈ
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｏ —ｄａ ｉｇｍａｈｎ ；ｐｗ ｒｆ ｔ ；Ａ ８ Ｃ １ｓ ｇ ｙｗ ｒ ｓ ｉ ｒ ｗｎ ｃ ｉｅ ｏ ｅ ｃ ｒ Ｔ ９ ５ ｉｌ ｌ ａｏ ｎ ｅ—ｃ ｉ ｍ ｃ ｐｏｅｓｒ ａｉｇ ｈｐ ｉ ｒ ｒｃｓ ；ｓｖ ｏ ｏ ｎ
ｅ ｅｇ ｎ ｒｙ
Ｏ 引言
ｔ ｓｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｒ ｆ ｃｅ ｃ ｄ ｐ ｗｅ ａ ｔｒｂ ｐ ｌ ｉ ｅ ｒ ｙ ｃ ｐ ｃ ｔｎ ｅｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｈｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｒ ａ ｅ ｗｏ ｋ ｅ ｉ ｎ ｙ ａ ｉ ｎ ｏ ｒｆｃ ｏ ｙ ａ ｐ ｙｎｇｎ ａ ｂ ａ ａ ｉ ｃ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｏ ｔ ｏ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓｆｎ ａ ｉ ｇ ｅ ｅ ｇ ｆｅ ｔ ｈｅ ｒ ． ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｒ ｃ ｓｅ ｅ ｓ ｖｎ ｎ ｒｙ ｅ ｃ ． ｉ
我 国现用 的抽油 机 节 能 电驱动 装 置 ¨ 有 ３种 ： （） 启动 、 １直接 运行 时带 过 载和缺 相保 护 ， 种方法 可 这 防止在 缺相 和过 载 时 烧坏 电动 机 ， 没 有 软启 动 功 但 能， 电动机 的启 动 电流大 ， 运行 时加 到 电动 机上 的 电
摩擦式抽油机控制系统的研制与应用
到塔 架高 度 的制约 ，只要增 加塔 架 高度 ，就 能获得 长 冲程 。也就 是说 ，摩 擦式 抽 油机更 容 易实现 长 冲 程 ，以满 足现代 采 油 的长冲 程要求 。
２ 控制系统
２ １ 就地 控制 系统 ．
摩 擦式 抽 油机 就地控 制 系统 主要 由抽 油机 控制 器 、２ Ｗ 的施奈 德 ａ ｉ ｒ ８ 变频 控制 器 、西 门 ０ｋ ｌｖ 型 ｔａ５
㈤
ｊ （ ） １ ３） 仪 表 电 气 （１ ． ０
摩擦 式抽 油机控制 系统 的研制 与应 用
李红伟 徐 浩天 贾俊 ’ 孔祥雯 ’ 李涛
１ 中国石油 新疆 油 田分公 司陆 梁油 田作业 区 ２ 中 国石 油新 疆油 田分公 司采 油一厂
摘 要 ：摩擦 式 抽 油机 为无 游 梁塔 架 式抽 油机 ，其 特 点是 高效 、 节能 ，冲程 、冲 次在 额 定 范
型天 线构 成 。摩擦 式 抽 油机 就 地控 制 系统和 远 程控 制 系统 的整合 ，使 摩擦 式 抽 油机 特 殊 井 融入
到 目前 自动 化 中控 室 Ｓ Ｄ ＣＡ Ａ系统 中 ，实现 了数 据 无缝连接 。 关键 词 ：摩 擦 式抽 油机 ；控制 系 统 ；远 程监 控 ；模块 ； 自动化
速 ，从 而达 到调节 的 目的。
块 ，经 过模 块 处 理 转存 后 传 送 给 ＷＤ 无 线 数 传 电 Ｓ
ｄ ｉ ０３ ６ ／ ｉ ｎ１ ０ － ８ ６２ １ ．．２ ｏ： ．９ ９ｊｓ ．０ ６ ６ ９ ．０ １３０ ８ １ ．ｓ
１ 结构 与工作原理
摩 擦式 抽 油机 为无 游梁塔 架 式抽 油机 ，结 构如
接 。摩擦 轮 上绕 钢丝 绳 ，钢 丝绳一 端 连接 光杆 ，另
油井智能间抽采油控制器的研制与应用
维普资讯
石油工业计算机 应 用 ２ ６ 第１卷 期 ０ 年 ４ 第４ ０
抽空 状 态 时 将 有 ６趋 于 ６ ， 仅 将 趋 于 零 。 。即
ＰＴ Ｃ Ｋ一１ 就是根据这一工作原理进行间抽控制的， 具 体工作过程如下 ： 在开机状态下 ，Ｃ Ｋ一 实时监测电机功率的峰 ＰＴ １ 值比 ６ 。如判断已处于抽空状态 ， 则使抽油机 自动停 止运行 ， 并按照事先设定 的停机定 时时间进行倒计 时， 等待供液状态的恢复。停机倒计时结束后， 抽油 机自 行起动 ， 直至再次因抽空而停机。如此周而复始 地进行， 实现了抽油机的自 动间歇控制 。
一 ＊博 旃 Ｓ
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０引 言
ｎ ２ 供藏ｌ正常 时的示 功田
０ 正常时 ５ ２ ２ ３ １５ 供 椎 Ｉ ｔ 率曲蟪 ５ 的功 ． ５
ＰＴ ｌ Ｃ Ｋ— 型油井智能间抽控制器是应用数字技 术和软件技术开发研制的新产品， 专用于游梁式抽油 机在供液不足工况下的 自动间歇控制。可解决 目前 油田边探井、 低产井、 挖潜增效井等存在间抽现象 明 显的井 ， 实现节能降耗 目的。
油井的供液状 态一 般 可在 示功 图上 得 到准 确 反 映， 而电机负载功率与抽油机的杆载荷之间也存在一 定对应关 系 ， 的井 口示 功图与相应 的电 机功率 曲 典型 线如 图 ｌ 所示 。
与供液正常时的结果相比， 供液不足时功率曲线 上对应于下冲程阶段的功率波形存在较大差异 ， 其最 大相对幅度明显下降。
图 ５ 仪表面板与接线关 系
５空抽控制器性能特点
１安装与维护方便。与早期功率法问抽控制器 ） 需要 同时采集功率和游梁位置两个参量的做法不同 ， 本产品因采用了微处理器的智能化分析技术 ， 只需对 功率参量进行分析即可得到供液状态信息， 这样便克 服了因需要在游梁上安装位置传感器并敷设 连接导 线引起的安装与维护问题。本产品的安装十分简单 ， 整个控 制器 （ 包括 传感 器） 装于 电控 箱 中 ， 过简单 均 经 接线 即可投入 使用 ；
油井智能监控系统的研制与应用
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的数 据 ， 进 行 统 计 分 析 ， 高 生 产 效 益 和 管 理 水 并 提
平工 作原理
本 系统 采 用传 感 器技 术 、 算 机测 控技 术 、 计 电力
载 波及 无线 通 信 技术 及 单 片机 技术 将 油井 的运行 工 况进 行 实 时连 续 监 测 、 息 传 输 、 况 显 示 ， 通 过 信 工 并
分 析 、 出声 、 报 警 及相 应 保 护动 作 的 智能 自动 化 做 光
Ｔ Ｈ ＬｈＵＲＳＮ Ｔ ＬＭＮ ＳＹ ＥＮ ￣＇ＰＶＩ ＰＲ Ｅ ＵＲ固 Ｃ Ｑ －ＳＥ Ｉ Ｉ ＥＯ Ｕ Ｉ Ｔ ＯＮ Ｄ
实现 自动监控抽 油井 的电流、 电压、 压、 套 回压 、 功率 因素、 示功 图等技 术参数 ， 为科 学管理抽 油机 井提 供 可靠 的依据 。现 场应 用表 明 ， 系统性 能可 靠、 术先 进、 能化控 制程 度 高、 该 技 智 防盗 能力 强、 量 的数据 精 确 度较 测
高， 能满足 生产 的需要 。
控 制 部 分 （ 号 为 ５３ （ 图 １。 代 ０ ）见 ）
产 管理 带来 很 大 难 度 ， 目前 只 能 通 过 人 工 巡 井 来 强 化 油井 管 理 。人 工巡 井 就存 在着 事故 状 态无 法 及 时 报警 和控 制 ， 发事 件不 能 及 时处 理 、 据采 集不 能 突 数 登记、 油井 计 量 站所 辖层 智 能 终端 的参 数 设 置 ， 时 及
抽油机自动控制系统设计
信息通信INFORMATION & COMMUNICATIONS2020年第04期（总第208期）2020(Sum. No 208)抽油机自动控制系统设计王文鹏（西安石油大学，陕西西安710065）摘要：文章设计了一种新型抽油机自动控制系统。
该控制系统分为三部分：①监控中心（上位机部分）；②通信网络部分 （采用GPRS 和ZigBee 相结合的方式）；③现场采集、控制部分（下位机部分）。
这三部分采用了 GPRS 技术和ZigBee 技术。
控制系统采用了 CEYCJ4控制器，采用恒变矩变频调速器。
抽油机党的抽油效率得到了提高，能源消耗量大大降低。
关键词:GPRS 技术;ZigBee 技术;CEYCJ4控制器；变频器;现场采集中图分类号:TE933.1文献标识码:A 文章编号=1673-1131（2020 ）04-0079-030引言目前我国石油资源贫乏。
所以，提高抽油效率和提高产 量成了我国各大油田的生产指标。
我国油田藏油密度大，含蜡高，轻馅分含量较少，含硫少，而且大多数都过了丰产期的 这些特点导致油田采油困难度大，采油能源消耗大。
于是降 低抽油机采油能源损耗被摆上了各个石油研究所和石油院校的研究日程。
本文就是为解决这一问题展开的研究。
1研究内容本文研究的是一种数据采集和辨识的新型抽油机控制系 统。
主要通过研究解决以下几点内容来降低抽油机能源消耗:⑴起停、控制用于控制抽油机的软启动和停车控制。
（2） 手动冲次调节用于控制抽油机的每分钟冲次次数。
（3） 油井数据采集及存储与无线传输用于釆集油井的:三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、 功率因数、有功电度、无功电度和频率、出口压力、流量、温度。
（4） 自动冲次调节利用采集的数据自动辨识出油井工况并自动调节冲次。
（5） 采集数据通过无线（4G ）,发送给云数据库⑹终端监控端（7）示功图算法研究2抽油机自动控制系统总体设计本文设计了一种新型的抽油机自动控制器。
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抽油机智能控制系统研制姜 浩1,丛 晶1,冷祥伟2(1.中国石油大学(华东)机电工程学院,山东东营257061;2.中国石油管道局,北京102488)Development of Int elligence Conservation Control Device for Pumping U nitJIANG Hao 1,CONG Jing 1,LENG Xiang wei 2(1.China U niversit y of Petro leum (H uadong )Colleg e of M echanical and Electr ical Engineer ing,Dongy ing 257061,China;2.T he P et ro leum Pipe Bureau of China,Beijing 102488,China)摘要:研制了一种新型的抽油机智能控制系统,以单片机为控制核心,变频器作为执行部件,以监测抽油机实时载荷和功率为控制依据,通过系统的智能算法,在保证油井产量的前提下,最大限度地节约电能,降低机械磨损;通过GPS 通讯手段,实现了油井实时数据的被动式传输和故障信息的主动式报警功能.关键词:抽油机;变频器;智能控制;节能中图分类号:T P273文献标识码:A文章编号:1001 2257(2010)07 0017 02收稿日期:2010 04 09Abstract:A new kind of intelligence conserva tion contro l device for pumping unit w as devel o ped.It is based o n MPU technolog y ,by using Frequency T ransformer to drive motor,mo nitoring the real tim e load of pumping unit and po w er o f motor,creating a intellig ence algo rithm to steady oil o utput,sav e pow er and reduce m echanism abra sion m aximumly.W ith GPS,the system r ealized the function o f r eal tim e data of oil w ell passiv e and fault query inform ation active tr ansm issio n.Key words:pumping unit;frequency trans form er;intelligence contro l;save pow er0 引言随着油田建设规模的迅速发展和石油需求的增长,我国油田节能降耗面临的压力愈来愈大,对现今常用的抽油机进行节能技术改造已成为迫切任务[1].抽油机在设计时系统的功率都留有一定的裕量,正常运行时都是带载启动,需要较大的启动力矩,为使抽油机顺利启动,一般按最大转矩选配电动机,而正常运行时只需启动力矩的约三分之一,所以抽油机正常工作时,电动机的实际输出功率比较小,功率因数很低[2],如何提高电动机的效率是一个问题;在一些稠油区块,由于稠油的粘度大和流动性差,在抽油的下冲程时,光杆无法以正常速度下落,容易造成光杆压弯的现象,所以抽油机不能以正常的速度运行,如果调整转速,抽油的效率又很低下,提高稠油的产量是一个亟待解决的问题;抽油机一般都是远离采油小队,有的路途遥远,一旦采油现场出现电气、机械和人为等故障,无法及时获取故障信息,原油生产就会产生不必要的损失,如何及时获取采油现场实时数据,在出现事故时及时报警,也是一个亟待解决问题.针对上述问题,研制开发了智能型抽油机控制系统,较好地解决了抽油机效率不高、稠油采收量小和油井事故无法及时发现等问题.1 系统总体方案设计抽油机运行过程中大多数情况下电动机处于轻载状态,运行效率和功率因数都很低.其主要原因是抽油机载荷特性与普通三相异步电动机的工作特性不匹配,通过在抽油机上安装变频调速器,可以实现矢量控制,根据抽油机的特性自动调节电动机的输出功率,提高了系统的功率因数(可由原来的0 25~0.5提高到0.9以上),从而减少供电电流,减轻了电网及变压器的负担,降低了线损.针对稠油井采油效率低下的问题,充分利用变频器频率可调功能,采用闭环控制,实时监测油井的载荷数据,将抽油机的动态示功图曲线和电动机的速度建立联系,将电动机的功率因数曲线和输出扭矩建立联系,实现了动态的调整抽油机速度的自适17 机械与电子 2010(7)应、自学习模式,在抽油机上冲程时,提高冲次,在下冲程时降低冲次,防止碰撞光杆,这样既提高了原油的获取,又减少了事故的发生.针对抽油机数据无法实时获得和故障无法及时发现的问题,系统采用实时数据的被动式传输和故障信息的主动式报警方式,以GPS 无线数传模块为载体,可根据用户的需求实现数据透明传输和短信2种数据获取方式.当上位机发出所要实时数据的命令时,现场控制的智能系统将根据上位机的要求发送实时的抽油机工作电压、工作电流、输入功率、输出功率、功率因数、冲次和示功图等信息;当用户使用短信模式时,可通过短信模式实现现场基本数据的获取.2种方式均同时在线.抽油机智能控制系统以高性能微处理器STC89C516RD+芯片为核心,该芯片具有44个I/O 口,3个定时计数器,内部EEPROM 达到64kB,可以很好地满足电路设计的要求[3].变频器采用富士FRS30G11S 4CX,采用现场总线控制,以标准帧作为通讯协议,可实现实时控制.采用高精度电流、电压互感器,高性能电力参数采集模块,0.5级载荷传感器,以及具有数据和短信同时在线的GPS 模块实现系统配置.系统总体设计如图1所示.图1 智能控制系统总体设计2 系统功能设计抽油机智能控制系统是根据油田数字化管理的现有状况,运用数字处理及智能控制技术,实时监测抽油机的运行状态,并根据负载的变化,在满足电动机运行转矩的情况下,自动选择最佳功率点提供抽油机电动机的用电,实现电动机的软启动、软停止,节省了的能耗,减少了抽油机机械的磨损,达到节能降耗的目的.该系统采用高性能微处理技术,内置的专用控制软件能及时准确地动态调整电动机的运行状态、检测运行参数,保障电动机的正常稳定运行;通过键盘可以在现场针对每台抽油机的电动机运行特点和参数进行设定,参数不会因停电而丢失;根据设置的参数可对电动机进行实时检测,具有过流、缺相、过压、短路、过载和故障记忆保存等功能,液晶显示现场实时参数;具有工频、变频手动切换功能;可根据设置载荷、功率参数自动调节抽油机的冲次,提高原油获取率;能够自动采集示功图、冲次、上冲程最大电流、下冲程最大电流、电流平衡度和系统运行总时间;无线数传GPS 模块可以实现实时数据的被动传输和故障信息的主动报警,减少了油田小队巡井工作量,能够及时处理现场故障,减少不必要的停井时间.系统功能如图2所示.图2 智能控制系统软件功能3 软件实现控制软件采用C51语言编制[4],以监测油井实时的载荷为基本依据,以监测油井电机的实时输出功率、功率因数曲线为辅助依据,对每一口井的初始特性、稳态特性(空抽特性、满抽特性)进行分析,从而对每口油井建立自己的动态载荷、功率因数曲线,根据所获得数据,确定系统的冲次,从而实现在不减少产量的前提下,尽可能地减少系统的实际能量消耗.针对稠油井,系统采取冲次自动调整的方法,根据现场设置参数,以悬点载荷为参考依据,设置抽油机运行的上限和下限频率,将运行频率段细分与悬点载荷的最大最小值建立动态对应关系,实现抽油机冲次的在线实时调整,很好地解决了抽油开采的问题.为了便于现场数据的分析,系统留有9针通讯接口,现场数据读取只需采用笔记本电脑接上串行通信电缆,启动数据分析软件,即可实时获取抽油机的各种数据信息,亦可实时采集抽油机的示功图,将数据保存后,就可实现当前抽油机数据的报表打印、线绘制等操作,便于现场数据的分析.18 机械与电子 2010(7)4 结束语系统以高性能单片机为运算控制核心,科学调整抽油机的运行模式,变固定不便的机械运动为动态的智能运行,在保证产量的同时降低设备的维护费用和能源使用.采用特性控制与示功图、功率图相结合的方法,不断地对抽油机载荷曲线、功率曲线进行调整,通过变频器对电动机的运行频率控制,提高了原有的获取率和解决稠油开采效率低下的难题.采取GPS 无线数据传输模块,实现数据的应答传输和短信主动传输,保证现场数据和故障信息的实时性.系统具有对电动机的保护功能,避免由于故障烧电动机事故的发生.该系统已在胜利油田、辽河油田成功使用,整体效果十分理想,尤其对于稠油开采特别适合.参考文献:[1] 梁 旭,等.节能电控装置在抽油机节能改造上的应用[J].石油化工应用,2008,(2):79-80.[2] 林萍萍,等.游梁式抽油机变频调速控制装置的研制[J].电气传动,2008,38:51-53.[3] P&S.武汉力源电子有限公司产品资料手册[EB/OL ].http://w ,2008 02 15.[4] 马忠梅,等.单片机的C 语言应用程序设计[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2007.作者简介:姜 浩 (1977-),男,黑龙江哈尔滨巴彦人,讲师,硕士,研究方向为机电一体化、计算机测控和智能控制等;丛 晶 (1979-)女,辽宁营口九寨人,助教,学士,主要从事教学研究与管理工作.基于混沌理论的动态密钥产生器设计及其应用钱 涛(苏州工业职业技术学院电子工程系,江苏苏州215104)Dynamic Key Based on Chaos Theory and Its Application Generator DesignQIAN Tao(Depar tment o f Electro nic Eng ineer ing,Suzhou Institut e o f Industrial T echno lo gy ,Suzhou 215104,China)摘要:利用混沌同步理论,产生随机的动态密钥,借助H T46R24,应用此动态密钥结合RSA 加解密原理,来实现保密通信系统.此系统不但具有相当高的保密功能,而且与V CO 为主的调变技术比较,具有更好的稳定性.关键词:混沌同步理论;动态密钥;保密中图分类号:T N92文献标识码:A文章编号:1001 2257(2010)07 0019 03收稿日期:2010 04 06Abstract:In this paper,synchro nization of cha o s theory to generate random dy namic key ,w ith H T46R24,applicatio n of this dynam ic co mbinatio n of RSA encryption and decry ption key pr inciples to achieve secure comm unicatio n system.This system no t only has a v ery high security function,but also VCO based modulation of co mparison,has betterstability.Key words:chaotic synchro nized;dynamic key;secrecy0 引言混沌系统是设计保密通信系统的新技术[1].本设计即是结合混沌理论及RSA 加解密运算的设计理念,利用混沌信号直观上像干扰信号,且难以预测的特性,来设计动态密钥产生器,提供信息更安全及更可靠加解密模式.1 工作原理使用混沌信号来调控VCO 作为加解密的依据,最大的问题就是由于V CO 对于微小电压值极为敏感,所以主 副混沌系统之间的微小误差,就可能造成信息解密错误.为此,用新的加解密方法,即利用混沌信号作为一种随机选择r 模组以及P K 值19 机械与电子 2010(7)。