输油管道维抢设备无线电液控制系统的设计
利用EP4CE22F17C8实现无线输液监控系统硬件设计
利用EP4CE22F17C8实现无线输液监控系统硬件设计作者：于洋来源：《电子技术与软件工程》2015年第11期摘要 Cyclone Ⅳ系列的FPGAS以其低成本、低功耗、高宽带在无线、工业、通信领域得到了广泛应用。
本文以EP4CE22F17C8为核心处理器设计无线输液自动监测及报警系统硬件电路，以实现液位低某个位置时自控监测并以编码的方式通过无线射频电路传输液位信号至护士站，完成液位自动监测与报警。
该硬件电路的设计极大地保护了临床输液病人安全，降低了值班护士的工作量，具有较强的使用价值。
同时，无线输液自动监测及报警系统的设计，对于Cyclone Ⅳ系列的FPGAS嵌入式处理器的设计与应用具有重要的借鉴价值。
【关键词】Cyclone Ⅳ Qsys NiosII EP4CE22F17C8Cyclone Ⅳ系列的FPGA以最低成本、最低功耗理念的基础上推出的低成本、高容量的FPGAs，以满足带宽成本敏感性的市场需求。
该系列有两类芯片：Cyclone Ⅳ E和Cyclone ⅣGX，前者提供核电压为1.0V和1.2V。
Cyclone Ⅳ系列FPGA拥有6K-150K逻辑单元、最高至6.3Mb的内部存储容量，其18*18乘法器数量最多可达360个；M9K存储模块可提供9kbit的嵌入式SRAM，并可配置为多个数据宽度的存储模块，如真实双端口的×1、×2、×4、×8/9、×16/18；全局时钟高达30个，8个PLLs连接5个输出时钟；该系列芯片支持SDR、DDR、DDR2 SDRAM、和QDRII SRAM，可以利用Memory Controller MegaCore function完成存储器界面的设计。
封装形式为FBGA的EP4CE22F17C8是Cyclone Ⅳ E系列的FPGAs嵌入式处理器，支持Rs OCT或单端口的Rs，可实现可编程的总线保持、上拉电阻、时延、速率转换控制以优化信号完整性；其配置方式包括AS、AP、PS、FPP和JTAG，通过选择EPCS和并行FLASH采取相应的配置数据方式，以实现上电数据自动加载；该芯片支持速率等级8。
2006年《流体传动与控制》总目次
叶片泵在注塑机市场的配套趋势 我国工程机械液压件的现状及前景展望 纯水液压传动技术的现状与应用展望
刘 良臣（－ ） ３３ 赵静一
基于虚拟仪器的交流液压综合实验台设计
马玉良 姚成玉 （－２ ４ ３）
赵恩刚 黄太祥 吴张水等（— ） ５１ 计算机实时电液控制系统的发展方向——全数字化 周 斌 邓耀礼 徐兴斋等（－ ） ５４ 高压叶片泵的现状及其展望 马文澄（— ） ６１ 血液净化装置的研究
基于Ｔ Ｓ２ Ｆ８２ Ｍ ３０２ １ 的气动伺服系统控制器的研制 罗敏鹏 杨庆俊 包 钢（－５ ４ ３） 黄 蕊 白 欣 姚玉峰（—８ ４３ ） 魏 巍 闯清东（－ １ ４４ ） 液力变矩器叶栅系统三维优化设计方法研究
司分析 ・ 设计 ・ 研究
车用伺服转阀的建模与静态特性分析
陈臻峰 施光林 黄荫新（－ ） １４
赵 波 （—４ ５２ ）
航空柱塞泵源脉动建模与仿真 卢菊仙 周汝胜 焦宗夏（－ ） ３７ 新型高压数字溢流阀的单片机控制及其特性 唐 兵 于喜露 王国盛等（—０ ３ １） 四抓斗清污机液压系统的 设计 双连杆偏心隧道掘进机的恒功率控制研究
陆全龙（－ ６ ５２ ）
钱 华 王强华 徐宝富等（— ８ ５２ ） 液压同步运动系统变结构控制设计 程飞月 李 玲（－ ） ６ ７ 基于模糊理论的风力机故障诊断专家系统研究
自 主开发新型节能泵排量控制系统
黄人豪
徐绳武（— ） ４１
濮风根 （－ ） ４７
电子闭环控制轴向柱塞泵的应用
水乙二醇 的特Ｊ ｌ 生及其应用注意事项
赵茂翠（８ ２）
张 淑云 郝 利（－０ １３ ）
中国大型工程和装备液压系统总成技术的发展和创新
隔爆兼本安型无线控制系统的设计
要 ： 对输 油 管道 泄 漏控 制 维抢 设备 无 线控 制 系统 的防爆 问题 ， 绍 了本 安 防爆 的基 本 原 理 、 线 控 制 系统 针 介 无
发生 的根本 原 因上 解决 防爆 。本质 安 全 电路主 要从 以
下两个 方 面保证 本 质 安全 ； 一是 限 制 电路 的能量 ； 是 二
控制 电流 产生 的热 效 应 。
３ 系统的组成 及工 作原理
设备 的控 制 系统 主要是 由发射 器 、 收器 、 接 电源等 组 成 ， 图 １所 示 。发 射 器 的核 心 为 一 个 ８ 微 控制 如 位 器， 主要 任务 是将 操 作人 员的 按键 信号 指 令读入 ， 编 经
中图分类 号 ： ＴＭ７ ６
文献 标识 码 ： Ｂ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｓｇ ｆＦｌ ｍｅ ｐ ｏ ｆａ ｄ Ｉ ｔ ｉ ｓｃ ｌ ａ ｅ Ｗ ｉｅｅ ｓ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ － ｒ ｏ ｎ ｎ ｒｎ ｉａ ｌ Ｓ ｆ ｒ ｌ ｓ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｙ
ＺＨ Ａｏ ‘ 一 ｗｅ ＳＨＡＮ ｎ ｌ Ｓ ＡＮＧ Ｇｕ —ｊ ａ Ｙｔ 扎 ｉ Ｇｅ — ｉ Ｈ ｏ ｕ ｎ
ｓ ｆ ｔ ｉｃ ｉ ｒ ｉ ｅ ｕｔ ａ ｅ ｙ ｃ ｒ ｕ ｔａ ｅ ｐｏ ｎｔ ｄ ｏ ．
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｎ ｒｎ ｉａｌ ａ ｅ Ｍ ＣＵ ； ｎｍｕ ｕ ｎｎ ｕ ｒ ｎ ｕ ｖ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｔｉｓｃ ｌ ｓ ｆ ； ｙ ｍｉｉ ｎ ｂ ｒ ｉ ｇ ｃ ｒｅ ｔｃ ｒ ｅ
ｃ ｎ ｔｔ ｅ ｔｏ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ Ａｔ ｌｓ ， ｅ ｅ ａ ｅ ｒ ｂｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｉｔｉｓｃ ｌ ｏ ｓｉｕ ｎ ｆｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ａ ｔ ｓ ｖ ｒ ｌｋ ｙ ｐ ｏ ｌｍｓ ｏ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｎｒｎ ｉａｌ ｙ
输油管道维抢机器人无线控制系统的设计
Ｋ ｙ ｒｅｗｉ ｌｓ ｏ ｔ ｌ ｏｅ ｏ ｄ ｖ ｌ ，ｘ ｌｓ ｎ ｐ ｏｅ ｔ ｎ ｅ ｗｏ ｄ ： ｒ ｅ ｓ ｃ ｎｒ ， ｌｎ ｉ ａ ｅ ｅ ｐ ｏ ｉ ｒ ｔ ｃｉ ｅ ｏｓ ｖ ｏ ｏ
兰 成 渝输 油 管 线 是 我 国 最 长 的 、施 工 难 度 最 大 的 成 品 油 输 送 管线 。 统 的管 道 维 抢 修 主 要集 中在 人 工 安 装 夹 具 和补 块 ； 传 而
的 动作 。
发 射 器 主 要 由 ４ ６键 矩 阵 、 片 机 控 制 器 、 线 数 传 模 块 ｘ 单 无
等组 成。微控制器 Ａ ８ Ｃ １ Ｔ ９ ５ 是发射器的核心部件 ， 它与工业标
准 的 ＭＣ 一 １指令 系 统 和 引 脚完 全 兼 容 ，带 有 ４ Ｓ５ Ｋ字 节 闪 速 存 储 器 ，可设 置 为 掉 电 和空 闲两 种 节 电方 式 ，非 常 适 合 于 移 动设 备 。ＭＡ ７ ６芯 片是 Ｍ Ｘ Ｍ 公 司 生 产 的一 款 性 能 非 常 好 的 Ｐ Ｘ０ Ａ Ｉ 监 控 芯 片 ， 不仅 能 为 单 片 机 提 供 “ 门狗 ” 能 ， 且 还 能 为 单 它 看 功 而
Ｆ ｓ－ａｄ ｅ ａ ｒｏ ｌＰ ｐ ｌ ｅ ａ ｔ ｉ Ｒ ｐ ｉ ｆ Ｏｉ ｉ ｅ ｉ ｎ
赵 云伟 单根 立 商 国娟 （ 河北科技大学 机械电 子工程学院， 河北 石家庄 ００ ５ ） ５０４
摘 要
针 对 成 品 油输 送 管道 抢 险 维护 中的难 题 ， 出 了研 制 开 发 基 于 无 线 遥 控 技 术 的 维 抢 机 器人 的解 决 方 法 ， 重 阐述 了维 提 着
造 成 了 大量 的经 济 损 失 。 在 上 述背 景 下 ，我 们 提 出 了研 制 开 发 管 道 维 抢 修 机 器 人 的 解 决 方 法 。 可 以实 现 在 复 杂 的工 况环 境 下 ， 它 通过 远 程 控 制 机 器 人 自动行 驶 到泄 漏 处 ，通 过 调 节 机 器 人 的 机 械 臂 将 漏 油 回 收 控
石油管道输油站无线网络管理系统的开发应用
石油管道输油站无线网络管理系统的开发应用摘要：中国石化股份有限公司管道储运分公司新乡输油处滑县站，是中洛线输油管道上七个输油站中的第二个输油站，担负着将中原油田原油输送至中国石化集团洛阳（分）公司的任务。
随着新乡处以数字化管道建设为核心内容的中洛输油管道工艺配套改造项目的完成，中洛管道进入了全程数字化管理新阶段。
滑县输油站无线网络管理系统的开发与应用，是在输油生产、管道管理、日常办公上进一步加以提升，实现更加高效、准确、快捷、规范、透明的管理体系，真正将集团公司“建设世界一流能源化工公司”的战略目标和管道储运公司“做强石化管道”的发展目标践于行。
关键词：石油管道输油站无线网络远程管理移动办公1.输油站无线网络管理系统的开发应用背景滑县输油站作为管道运输最基层的单位，把加快信息化进程作为促进管理水平提高的有效手段之一。
就如何依托新乡处数字化管道平台，提升输油站数字化、信息化应用，以泵站实际情况出发，主要从两个方面对输油站数字化应用现状进行了分析：1.1在输油站我们所使用的日常办公管理资料大多存放于电脑中，固定式的资料存储方式存在着空间限制、存放分散、系统性差、安全性差等问题。
由于输油站特殊的倒班方式，办公资料的管理无法实现“无缝衔接”，各工种的技术资料无法进行有效的共享。
其次，由于各专业的电子版资料都是独立管理，每个人的存放方式、存放介质都不同，当某专业管理人员不在岗时，就会造成其他代办人员无法帮助完成一些检查和上报工作，这些均不符合企业精细化管理的要求。
1.2当输油站内设备出现故障时，传统方式是电话咨询专业人员指导处理或让抢修队人员立即从新乡赶到故障现场进行维护。
电话咨询处理输油站故障上还存在由于员工对突发设备故障描述不清，抢修队人员无法遥控指挥，造成故障处理不准确不及时。
故障处理还是以抢修队到现场处理为主，这样不仅费时费力，增加费用成本，还可能在等待设备维护的过程中带来新的隐患和危害，造成不必要的损失。
输油臂智能对接系统的设计与实施方案
输油臂智能对接系统的设计与实施方案输油臂智能对接系统的设计与实施方案输油臂智能对接系统是一种用于输油设备自动对接的智能系统，它能够提高作业效率，降低人为错误风险。
下面是该系统的设计与实施方案的步骤：第一步：需求分析在设计与实施系统之前，需要进行需求分析，明确系统的功能和性能要求。
考虑到输油臂对接过程中的安全性、自动化程度和可靠性等因素，可以确定系统需要具备自动对接、实时监测和远程控制等能力。
第二步：系统设计根据需求分析的结果，进行系统设计。
系统设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面，主要涉及传感器选择和安装、执行器设计和控制装置设计。
传感器可以用于检测输油臂位置、温度、压力等参数，以及监测对接过程中的力度和角度等信息。
执行器可以用于实现输油臂的自动移动和转动。
控制装置则用于对传感器和执行器进行控制和协调。
软件设计方面，主要涉及系统的逻辑控制和数据处理。
逻辑控制部分要设计合适的算法和逻辑判断，以实现自动对接和监测功能。
数据处理部分要设计数据采集和存储的方式，以及实时数据的展示和分析方法。
第三步：系统实施系统实施包括系统组装、安装、调试和试运行等过程。
系统组装是将设计好的硬件和软件组合在一起，形成一个完整的系统。
安装包括对传感器、执行器和控制装置等设备进行安装和连接。
调试过程中，需要对各个设备进行功能测试和参数校准，确保系统的正常运行。
试运行阶段则是对系统进行实际操作测试，通过与实际场景的对接过程进行比对，验证系统的性能和可靠性。
第四步：系统优化在试运行和实际使用过程中，可以根据反馈和需求进行系统优化。
优化可以包括改进算法和逻辑控制，增加或更新传感器和执行器，提升系统的稳定性和精度等。
通过以上步骤的设计与实施，输油臂智能对接系统能够实现自动对接、实时监测和远程控制等功能，提高输油设备的效率和安全性。
这是一个高度智能化的系统，可以为输油行业带来巨大的效益。
长输油气管道阴极保护无线监控系统研制
长输油气管道阴极保护无线监控系统研制【摘要】油气资源的开发以及能源市场的激增，使得管道运输在世界范围内得到迅速的发展。
腐蚀是威胁长输管线安全运行的重要因素之一，埋地管道阴极保护电位的实时监测，对于保障管道安全具有重要意义。
本文针对管道现场对功耗的要求，分析并设计了基于MSP430和GPRS无线模块的超低功耗无线数据监控系统，系统具有超低功耗、低成本、远距离、高可靠性和易维护性等特点。
【关键词】管道；阴极保护；GPRS；MSP430；低功耗一、引言在石油天然气工业中，管道运输是最佳选择。
而管道的腐蚀直接影响管道的使用寿命，降低管道的输送能力，因而腐蚀是引起管道系统可靠性和使用寿命的关键因素，实际上管道因腐蚀而造成破坏的价值和影响，比其本身价值还要大的多[1]。
我国的年腐蚀约为5000 亿元，这其中很大一部分就是管道的腐蚀。
作为油气勘探开发和储运的油气管道，其失效形式主要表现为腐蚀失效。
尽管腐蚀很难完全避免，但可以控制[2]。
目前阴极保护技术已经广泛应用到长输油气管道防腐中来，国内如西气东输管道、西部管道、兰郑长管道都采取了阴极保护技术[3]。
但是目前多数管线的阴极保护电位的采集监测工作都是由人工来完成，需要大量人力物力。
基于无线通讯网络的远程阴极保护电位监测技术就表现出较大的优势。
远程阴极保护监测系统将传统的阴极保护监测技术与无线通信技术结合起来，组成一个分布式数据采集与信息处理系统，可广泛应用于长输油气管道的现场阴保电位监测、数据积累工作以及实验室的基础研究等[4]。
二、系统整体规划和结构设计仪器设计首先测量恒电位仪的输出电压和输出电流值确保阴极保护系统正常工作，再通过断电测量法测量管道开路（仪器连接管道）电压和断电（仪器与管道断开）电压以及直流和交流电流的方式对管道进行阴极保护监测。
对于恒电位仪的输出电压和输出电流的监测，恒电位仪的输出端接霍尔电压和电流传感器，仪器通过测量霍尔传感器的输出来测量恒电位仪的输出电压以及输出电流。
井控装置无线远程控制及监控系统设计
１ 控 制系统设 计总方案
该 系统设 计 的 目的在 于采 用Ｐ Ｌ Ｃ 可 编 程控 制技
收稿日期：２ ０ １ ２ －１ ２ － ０ ８
无 线远 程控 制及 监控 系统 方案 图如 图 １ 所示。
作 者简介：唐洋 （ １ ９ ８ ８一），男 ，四川人 ，硕士研究生 ，主要从事油 气装备设计与仿真研究 。
实现 对井控装置 的无线 远程控制 。该系统 较以往井 控系统相 比 ，提 高了系统的可靠性 和精确 性 ，并保证 了井 控人 员操 作的安 全。 同时由于对节 控箱和 司钻台的整合 ，减 小了设备 体积 、 优化 了设备布局 、简化 了操作 步骤 ，且避免误操作。
关键词 ：石油钻采 ；井控装置 ；无线远程控制 ；Ｐ Ｌ Ｃ；无线 网络 ；监控系统 中图分类号 ：Ｔ Ｐ２ ７ ３ ． ５ 文献标识码 ：Ａ 文 ３ ） ０ ９ （ 下） －０ ０ ５ １ －０ ４
１
訇 似
曲 妇
井控装置无线远程控制及监控 系统设计
Ｗ ｉ ｒ ｅｌ ｅｓｓ ｒ ｅｍ ｏｔ ｅ ｃｏｎ ｔ ｒ ｏｌ ａｎｄ ｍ ｏｎｉ ｔ ｏｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙｓ ｔ ｅｍ ｆ ｏｒ ｗ ｅｌ ｌ ｃｏｎ ｔ ｒ ｏＩ ｅｑｕｉ ｐｍ ｅｎｔ ｄｅｓ ｉ ｇｎ
重 影 响 正 常 的 钻 完 井 工 作 ，并 对 钻 完 井 现 场设 备 造成 损 坏 ，甚 至造成 人 员伤亡 …。
经过 多 方面 调 研 ，现 各 大 油 田或 者 钻 探 公 司
在 钻 采 过 程 中 ， 对 井 控 设 备 的 监 控 还 是 采 用 较 为 传 统 的 方 法 和 流 程 。 当遇 到 溢 流 或 井 涌 现 象 时 ， 由 司钻 室 发 出防 喷 警 报 ，现 场 多 名 井 控 人 员 迅 速 到 指 定 的井 控 设 备 控 制 点 就 位 ，在 司 钻 的 指 令 下 ， 由其 中一 名 井 控 人 员 在 司 钻 台 发 出手 势 指 令 ，其 他 井 控 人 员 根 据 指 令 相 继 对 井 控 设 备 进 行 开 关 操 作 ，完 成 动 作 后 再 向 司 钻 室 进 行 回 复 ， 如 此 按 照 井 控 流 程 逐 步 进 行 ， 最 终 防 止 井 喷 。显 然 该 防 喷 过 程 存 在 较 多 不 足 之 处 ， 如 操 作 程 序 复 杂 ， 耗 时 长 ，对井 控 人 员 要求 高 ，并 存 在 安全 隐 患 。本 文针 对上 述 情 况 ，基 于Ｐ Ｌ Ｃ可 逻辑 编 程 控 制设 计 出一套 无线远 程控 制 系统来 对井 控设 备进 行 远程 控 制和 井 口数 据 进行 实时 监控 ，同时对 原 有 钻 井平 台井控 系统 进行 结构改 进和设 备布 局优 化 。
成品油输送管道设施施工中的自动化控制系统设计与施工
成品油输送管道设施施工中的自动化控制系统设计与施工近年来，随着工业化进程的不断加快，成品油输送管道设施的需求日益增长。
为了提高生产效率、确保输送过程的安全可靠性，自动化控制系统在成品油输送管道设施中起到了关键的作用。
本文将探讨如何进行成品油输送管道设施中的自动化控制系统设计与施工。
首先，自动化控制系统在成品油输送管道设施中起到了监测和控制作用。
通过传感器和仪器的数据采集，自动化控制系统能够实时监测管道的压力、温度、流量等参数。
在异常情况下，自动化控制系统能够及时发出报警，并启动相应的控制措施，以确保设施的安全运行。
在正常情况下，自动化控制系统能够根据预设的设定值进行自动调节，保持管道的稳定运行状态。
其次，自动化控制系统的设计是成品油输送管道设施中的重要工作。
首先，需要根据管道的特点和要求确定控制系统的功能和性能要求。
然后，根据采集到的数据，设计合适的控制算法和逻辑，决定控制系统的操作方式。
同时，还需要考虑系统的可靠性、稳定性和可扩展性等方面。
最后，进行系统的硬件和软件设计，选择合适的传感器、执行器和控制器，并进行集成和测试。
在自动化控制系统的施工中，需要注意以下几点。
首先，选择合适的施工方案和工艺，确保控制系统能够与成品油输送管道设施完美结合。
其次，合理安排施工流程和时间，确保施工的顺利进行。
在施工过程中，要注重质量和安全，进行严格的检查和测试。
最后，完成施工后，进行系统的调试和运行试验，确保自动化控制系统的正常运行。
此外，还需要注意成品油输送管道设施中的自动化控制系统的维护和管理。
定期进行设备的检修和维护，及时处理设备的故障和异常情况。
同时，对控制系统进行监测和记录，及时发现和解决问题。
另外，进行系统的优化和改进，根据实际情况，对系统的设置和参数进行调整，以提高控制系统的性能和效率。
总之，自动化控制系统在成品油输送管道设施中具有重要作用。
通过合理的设计和施工，能够实现管道的自动控制和监测，提高生产效率，确保输送过程的安全可靠性。
原油输送多功能无线数据监控系统开发与应用
原油输送多功能无线数据监控系统开发与应用摘要：近些年来，随着经济的不断发展，我国油田事业也取得了巨大的进步，尤其是电子计算机技术的广泛运用，不仅实现了油田生产的现代化，同时也极大的提高了原油运输的效率，在促进油田事业发展方面发挥了巨大的作用。
无线数据监控系统是当前油田企业中一种有效的通讯设备，其能够实现油田生产的全程监控，获得相应数据，并且据此判断油田生产的实际情况。
本文就针对原油输送系统中无线数据监控系统开发与应用的相关问题进行简单的探讨。
关键词：原油输送；无线数据监控系统；石油生产保证原油生产的连续性和安全性是油田企业生产一线的管理核心，而当前在油田生产管理中存在着不同程度的危险隐患，如：油田生产过程中对于输油管线和油井的巡视方面存在着一定的失控现象；原油价格的飞速上涨使得油田生产管线被破坏、油品被盗的现象日益严重；对于油田生产的油、气、水等介质的输送情况以及成本控制情况无法有效的控制，等等。
这些问题的存在，都说明了无线数据监控系统的开发与应用已经成为了一种必然的趋势，只有充分运用现代化技术，才能够保证油田生产的安全性与持续性。
1 无线数据监控系统的原理1.1 分布式安装设计油井的分布在通常情况下都较为分散，由不同的井口采出的原油需要通过不同的管道进入到计量站中，最终汇集到一起，通过计量站向外输送到各个联合站。
如果其中的某个油井由于外界因素的影响而导致其发生管道泄漏，就会导致管道的压力受到影响，这时整个计量站内的管道压力也会随之受到影响而产生原油逆流，造成严重的经济损失。
为了有效的避免原油倒流现象的产生，通常可以在管道上安装一个专用的阀门，如果其中的某个油井内管线发生泄漏，就可以利用回止阀门对其进行关闭，这样便便不会由于一个单井内管线的原因而导致整个计量站内相关联的油井产生损失。
而无线数据监控系统就与回止阀门进行有效的配合，对管道的温度和压力进行实时的测试，这样便能够有效的保证管道运输的安全性。
油井无线监控系统的设计与实现
模块。Ｐ Ｌ Ｃ 虽 然 稳 定 性 好 ，技 术 最 成 熟 ，但 价 格 昂贵 ；数 据 采 集 卡 使 用 时 需 要 安 装 在 计 算 机 主 板 的 扩 展槽 中 ， 由 于 很 难 管 理 和 代
价 方 面 的原 因 ，
高 机采 系 统 的信 息 化 和 自动 化 管 理 水 平 ， 减少故障停井， 降 低 油 井 能耗 ， 提 高 生 产效 率 是 油 田生 产 过 程 自动化 管理 的重 要 内 容 。 针 对 上述 问题 ， 开发了该套监控系统 ， 在 设 计 本 系统 时 ， 主要 考
虑 的问 题 是 系统 的 稳定 性 、 可靠性 、 开 放性 、 可 维 护性 ． 因 此选 择 适 当的 软 、 硬 件平 台是 非 常重 要 的 。 目前无 线 监 控 系统 的 数据 传 送模式 大多采用 以下 三种方 式 ： 集 群 电台 、 短信息 （ Ｓ Ｍ） 以 及 ＧＰ Ｒ Ｓ模式 。 考 虑 到 所开 发 的 油 田监 控 系统 所 应 用 的 环境 、 数据 特点 和 生命 周 期 ，本 系统 采 用 ＧＰ Ｒ Ｓ模式 ， ＧＰ Ｒ Ｓ 为通 信 平 台 ， 数据以 Ｉ Ｐ报 的形 式 进 行传 送 。 １ 系统 整体 方 案
田 的应 用表 明 ： 系统 工作 稳 定 、 安 全 可 靠。
关 键词 ： ＧＰ Ｒ Ｓ， 油井 ， 监 控 系统
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａｐ ｅｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄｅｓ ｉ ｇｎ ａｎ ｄ ｒ ｅ ａｌ ｉ ｚ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏｉ ｗｅ ｌ ｌ ｌ ｍｏｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄｉ ｎｇ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｓ ｃ ｈ ｅｍｅ
成品油输送管道维抢设备无线控制系统的设计方法
中图分 类号 ： Ｎ９１ Ｔ １
文献 标识 码 ： Ｂ
Ｔｈ ｓｇ ｅ ｈ ｄ ｏ ｉｅ ｅ ｓ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｈ ｕ ｐ ｎ ｏ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ Ｍ ｔ ｏ ｆＷ ｒ ｌｓ ｎ ｒ １Ｓ ｓ ｅ ｆ ｒｔ ｅ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔｆ ｒ
ｔ ｅ Ｆ ｓ — ａｄ Ｒｅ ａｒｏ ｈ ｏ ｕ ｔＯｉ Ｔｒ ｎ ｉｉ ｎ Ｐｉ ｅ ｉ ｅ ｈ ａ ｔ ｉ ｐ ｉ ｆｔ ｅ Ｐｒ ｄ ｃ １ ａ ｓｔｏ ｐ ｌｎ
再 进行维 修 作业 ， 样 既拖 延了抢 修 的时 间 ， 这 又造 成 了
大 量成 品油 的浪 费 ， 且 由于大量 成 品油 的汽化 ， 并 埋下
了二次安 全 隐患 。
这些数字信号都是低频率的电信号 ， 无法 直接输送到
遥 控 目标 ， 须先 输送 到调 制 电路 上 去 ， 必 利用 调制 电路
上产生的高频信号对指令信号进行调制 ， 然后将经过 调制的信号送到发射电路上， 再经天线将指令信号发
射 出去 。
油汽 化 的数量 ， 到 排除 安 全 隐患 降 低 经济 损 失 的 目 达
的。 该设 备 主要 由行 走 机构和 回收 装置 组成 ， 中行 走 其 机构 为一 台经过改 造 的履带 式液 压挖掘 机 。本 文 主要 介绍该 设备 无线控 制 系统 的设 计方 法 。
ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｔｈ ｖ ｒ ｌ ｄ ｓｇ ｆｗｉｅ ｅ ｓ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｌ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｌｓ ｏ ｔ ｏ Ｓｙ ｔ ｍ ｎ ｈ ｒｎ ｉ ｌ
基于WiFi的电液伺服控制系统方案设计
工程管理与技术现代商贸工业２０１８年第３３期１８０㊀㊀基金项目:武汉市教育局市属高校产学研项目 基于W i F i 的智能电液伺服阀控制器设计阶段性研究成果,课题编号:C X Y ２０１６３９.作者简介:李媛(１９８０－),女,汉族,湖北武汉人,武汉城市职业学院讲师,主要研究方向:工业自动化技术.基于W i F i 的电液伺服控制系统方案设计李㊀媛(武汉城市职业学院机电工程学院,湖北武汉４３００６４)摘㊀要:利用W i F i 技术组网,可快速实现系统控制电液伺服阀的个数的增减,为后期项目改造升级打下了良好的基础.给出了W i F i 的电液伺服控制系统方的案设计.关键词:液压伺服系统;柔性中图分类号:T B ㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀d o i :１０．１９３１１/j ．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０１８．３３．０８９１㊀电液伺服电控系统总体设计方案(１)液压伺服系统.液压伺服系统实际是一种跟踪控制系统,系统根据可以根据输入信号通过与输出信号的差值得到偏差信号,从而不断的调整输入信号,使其输出达到所需要的稳定值,如图１.图１㊀液压伺服系统(２)电液伺服系统.电液伺服系统是电子技术发展的产物,利用电子电路完成信号的输入㊁比较和输出,实现闭环控制.电液伺服系统与机液伺服系统㊁气液伺服系统相比较其优势是响应速度最快,控制精度相对最高,灵活度最大.因此,利用电气装置对输入信号进行检测㊁校正和放大在自动控制领域中已经得到了广泛的应用.电液伺服控制系统的电气部分为 神经 ,机械部分为 骨架 ,液压控制部分为 肌肉 ,液压控制使得机㊁电㊁液结合的长处体现得淋漓尽致.液压部分主要是由电动机㊁液压泵㊁电液伺服阀㊁电磁溢流阀㊁精滤器㊁直动式溢流以及伺服缸等部件组成,其核心器件为电液伺服阀.电液伺服阀能快速响应输入信号的变化,将输入的小功率电信号通过功率放大元件转换成大功率的控制伺服阀开度的液压能信号,实现位移的快速控制.电液伺服阀主要由电气－机械转化转换装置㊁功率级主阀㊁先导级阀和反馈装置四部分构成.电气－机械转化转换装置将伺服放大器的输出信号按照一定比例转换为位移或角度信号后,控制先导级阀.而后由先导级阀转换将电气－机械转化转换装置转换的位移或角度信号转换为小的液压力驱动功率级主阀,从而改变流过阀体的液体的流量,其主要控制原理如图２.图２㊀主要控制原理２㊀电气控制系统总体方案设计２．１㊀电气控制系统的要求本系统要实现控制轴系试验台液压系统,使该试验台能模拟船舶在摇摆工况,能对系统压力流量进行采集及数据显示;能对液压油箱的温度㊁液位进行检测,并根据油箱的温度对泵的启停进行控制;能实现控制摇摆机构在ʃ１５ʎ范围内进行横摇摆动,周期为１０~１４s ;能实现轴系试验台架的拖动电机与减速箱可单独偏移,能实现X ㊁Y ㊁Z 三个方向的ʃ１０m m 位移要求,周期均为１．５~１５s .２．２㊀电气控制系统总体方案本电液伺服电控系统由控制台㊁数据采集装置㊁伺服放大控制装置三部分构成.(１)控制中心:控制中心主要有两台工业控制机构成,其作用是对电控液压伺服系统发送控制命令通过无线网络控制各个伺服控制器,同时接收各伺服控制器反馈的各种信号.２台工业控制机一主一从,互为备用.(２)无线网络:无线网络由无线路由器及各系统中W i F i 模块构成,其作用是将控制中心的工业控制机㊁伺服控制器１~N 组建局域网,从而完成各个设备间的数据交换.(３)终端设备:终端设备主要指的是伺服阀控制器,它主要用于接收来自控制中心的发送的指令,完成相应的控制功能,同时,将采集的相关数据信息通过无线网络传送给控制中心,控制中心根据请求的实际情况,发送相应的控制指令.２．３㊀工业控制机的设计工业控制机部分主要是利用伺服控制软件平台通过无线路由器与伺服控制器进行数据交换实现对系统的电液伺服阀进行控制,对系统的重要参数进行显示及存储.操作者通过工业控制机中的控制平台对轴系平台发出动作指令,通过无线网络传送到相应的伺服控制器,由其来完成对轴系的摇摆控制及泵的启停.另外,工业控制机通过无线路网络对伺服控制器采集到的数据进行索取,并将索取到的正确数据进行显示.其逻辑框图如图３.图３㊀工业控制机的逻辑框图２．４㊀伺服控制器的设计伺服控制器主要包括数据采集及控制两大部分.控制部分主要由功率放大电路㊁D \A ㊁A\D ㊁限流电路等电路模块构成.考虑到系统的扩展性,每个电液伺服阀都配有单独的伺服阀控制装置.通过无线网络接收工业控制机发出的控制信号,对伺服阀开度位置进行检测并对其阀的开度进行闭环控制.数据采集部分主要负责将系统各个传感器采集值进行A D 转换,按照约定的数据传输协议将转换后的数据利用无线网络将其传送到工业控制机进行显示.另外,该部分还负责系统泵的启停.其逻辑框图如图４.图４㊀伺服控制器的逻辑框图３㊀总结本课题将W i F i 技术和S T M ３２技术应用于电液伺服控制系统中,提高了系统的智能化㊁柔性化和快速重构性.本研究已应用于实际实验室设备中,运行状况良好.参考文献[１]黄国鸿．基于S T M ３２的多通道液压伺服控制系统研究[D ]．成都:西南交通大学,２０１１．[２]毛文龙．电液伺服控制系统的研究与应用[J ]．控制与检测,２００８,(０６)．。
基于无线网络的油井监控单元设计
总628期第一期2018年1月河南科技Henan Science and Technology基于无线网络的油井监控单元设计袁程余厚全（长江大学电子信息学院，湖北荆州434023）摘要：为了实现油田井点远程无线网络监控，本文提出了一个WiFi+4G的井点无线监控组网方案，设计与开发了一种基于WiFi无线接入的油井监控单元。
该单元采用MCU+WiFi模块的结构，有多个模拟/数字的输入/输出通道，辅以WiFi-4G路由器的组网，能够自动接收远程监控中心的指令，对井点设备对象进行测控。
试验结果表明，组网方案简单易行，监控单元工作稳定，性能可靠，能够满足油井监控和其他物联网终端的测控需求。
关键词：无线传感网络；油田井场；监控单元中图分类号：TN929.5；TP212.9文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）02-0007-04 Design of Oil Well Monitoring Unit Based on Wireless NetworkYUAN Cheng YU Houquan（College of Electronic Information,Yangtze University,Jingzhou Hubei434023）Abstract:In order to realize remote wireless network monitoring in oil field wells,in this paper,a WiFi+ 4G well point wireless monitoring networking scheme is proposed,and an oil well monitoring unit based on WiFi wireless access is designed and developed.The unit uses the structure of MCU+WiFi module,which has multiple analog/digital input/output channels.Supplemented by WIFI-4G router's networking,it can auto⁃matically receive the command from the remote Monitoring center and controls equipment objects in the well point.The experimental results showed that the network scheme is simple,the monitoring unit is sta⁃ble and reliable,can meet the needs of oil well monitoring and IOT control.Keywords:wireless sensor network；oilfield well sites；monitoring unit为了确保油田生产安全，提高油气开采的效率，需要对油田井点的环境和设备的工作状态进行检测，并及时上报远程监控中心，同时根据监控中心的指令对井点设备实施控制［1］。
基于ARM的油井无线监测系统的设计与实现
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结束语
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石油监控无线网络系统解决方案
石油监控无线网络系统解决方案石油监控无线网络系统解决方案是一种应对石油监控难题的技术解决方案。
目前，石油存储和运输过程中的安全问题越来越受到人们的重视。
在这方面，石油监控无线网络系统解决方案被广泛应用，取得了显著的效果。
本文将讲述石油监控无线网络系统解决方案的相关内容。
1、石油存储和运输中的安全问题石油是一种高度危险品，在其存储和运输中存在着许多安全隐患。
例如，在储油罐中，由于温度和气压的变化，会导致油罐体的膨胀和收缩，从而出现油罐漏油等问题；在管道运输中，由于管道的老化和腐蚀等问题，也会导致管道的破裂和泄漏。
这些问题不仅会对人身安全产生威胁，还会对环境造成严重的污染。
2、石油监控无线网络系统的定义和作用石油监控无线网络系统是一种广泛应用于石油储存和运输领域的监控技术。
该系统通过无线传输技术，将监控信号传递至监控中心，以便对石油存储和运输过程中出现的异常情况进行实时监控和预警。
该系统具有实时、准确、迅速等优势，可以提高石油储存和运输过程中的安全性，减少因石油泄漏而造成的损失。
3、石油监控无线网络系统的组成和工作原理石油监控无线网络系统由以下几个组成部分组成：（1）监测控制器：可以对液位、漏气、温度等参数进行采集和处理，并将数据发送至监控中心。
（2）传感器：可以对油罐、管道、泄漏监测等进行监测，并将数据发送给监控控制器。
（3）通信网络：可以将监测中心的数据传输至远程的监测工作站。
（4）监测中心：可以对监控系统进行集中管理，并进行数据存储和分析。
其工作原理为：首先，传感器采集油罐内的数据，比如油位、温度等，然后将数据发送至监控控制器，监控控制器再将数据发送至监测中心。
当监控中心接收到这些数据后，会进行分析和处理，并对液位、漏气、温度等异常情况进行监控和预警，以便及时采取相应的措施。
4、石油监控无线网络系统的特点石油监控无线网络系统具有以下几个特点：（1）高度自动化：该系统可以自动监测和控制油罐内的各项数据，避免了人工监控所带来的误差和不便。
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路 ， 用 Ｃ Ｃ检验 ， 采 Ｒ 具有 很高 的抗 干扰 能 力 。 为保 证
１ 引 言
近 年 来 ， 着 输 油 管 道 数 量 的增 多 ， 道 服 役 随 管 年 限的 临近 ， 管道 泄漏 问题 日益严 峻 。基 于此 问题 ， 我 们 提 出 了研 制 开 发 一 套 用 于管 道 抢 修 的泄 漏控
２ 硬 件 设 计
无线 电 液控 制 器 主 要 是 由操 作 端 发 射 器 和 执 行端接收器组成 。发射器负责发送操作人员的遥控 命令 ， 并实时响应执行端反馈 的信息 ； 接收器负责 接收发射器发来的遥控命令 ， 并驱动执行相应 的动 作 。无线 电液控 制 的原 理框 图如 图 １ 。
收 稿 日期 ：０ ６ ｏ — ５ ２ ０ 一 ４ ２
３ 液压 系统 的设计
设备 的液 压系 统 由一 台 Ａ Ｂ防爆 电机 驱 动 。 Ｂ 设 备 的行 走 通 过 参 数 完 全 相 同 的 双 联 液 压 泵 和 液 压
马 达 实现 驱 动 ， 通过 调 节两 马达 内 液压 油 的 流量 和
单 片机 系统 的可 靠 性 ，采 用 了 ＭＡ Ｍ 公 司生产 的 ＸＩ
ＭＡ ７ ６ Ｐ监 控 芯 片 为单 片 机提 供 看 门 狗功 能 、 Ｘ ０ｔ ｘ 电 源控 制 等功 能 。 接 收 器是 维 抢设 备 的核 心部 分 ， 挥 执 行 机构 指 完 成各 项 动作 。 收器 采用 了与发 射器 相 同 的单片 接 机和 数 传模 块 。采 用 ｌ 固态 继 电器 实 现 对 防爆 ９个 电机 和 防爆 电磁 阀 的控制 ，通 过对 １ 电磁 阀 的 ６个 开 关控 制 的组 合 实现 设 备 的 １ 动 作状 态 。采 用 ８种 １ｒ ｖＬ低 电平 驱 动 固态 继 电器 ， 使 得 “ ” 并 ０ 电平 低 于 ０８ Ｖ， ． 这样 可有 效提 高控 制 的灵敏 性 。为有 效 的抑 制 加 至继 电器 的瞬 态 电压 和 电压 指 数上 升 率 ， 固 在 态继 电器 的输 出端加 装 Ｒ Ｃ吸收 回路 （ ：０ ￣，＝ Ｒ ２０ Ｃ ０５ ｔ ）并在 输 出端接 入 ４０ Ｖ的压 敏 电阻 。电磁 ． ｘ ； Ｆ ３
臂 的运 动 。液压 系统原 理 图见 图 ３ 。
作者简介 ： 赵云伟。
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２ ０
大动 臂 小动 臂 收油 嚣
温体秸幼与 控副
后支 撑
２ ６ 第５ ０年 期 ０
作人员的误操作。发射器端接收数据主要是通过串 口中断服 务程 序完 成 的 ，通 过对 接 收器端 的返 回信 息 的分 析执行 相应 动作 并显 示 。 接 收器接 收 到数据 后 ， 唤醒 数传 模块 ， 从缓 冲区 内取 出数据 并 判 断“ 否 ” Ｏ Ｆ 如 果 “ ”则 回 是 为 Ｆ Ｈ， 是 ， 送 Ｏ Ａ Ａ Ｈ标 识 初 始 化 正 常 ， 如果 “ 是 ” 则 执 行 解 不 ， 码 程序 ， 果解 码 失败 则 回送 Ｏ Ｂ 如 Ｂ Ｈ请 求 发送 端 重 发 ，否 则 驱动相 应 的 固态继 电器执 行 不 同的机 械动 作。
电源控制 七 ＝
电源控制
ＳＳ Ｒ
圈 ８ 笛 ｌBiblioteka 一 鼍 功能设定 器 一
２ ０ ２ Ｖ
簿 匡 』
ｒ ３能设定 ：
图 ２ 电磁 阀 驱 动 器 电 路
图 １无 线 电 液 控 制 器 原 理框 图
发射器主要 由 ４ ６ ￣ 键矩 阵 、 片机 、 单 无线数传 模块 等组 成 。Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ公 司生 产 的 Ａ ８ Ｃ １ 片机 Ｔ ９５ 单 带有 ４ Ｋ字 节 闪 速存 储器 、 两个 串行 口中断源 ， 可设 置 为 掉 电和 空 闲两 种节 电方 式 ， 常适 合 于 移 动 设 非 备 。考虑 到 设 备 的工作 环 境 ， 们 选 用 了北 京 捷 麦 我 通 信器 材有 限 公 司研 制 的 Ｓ ６ Ｄ １ Ｌ数 传 模 块 。 Ａ ８ ２Ｄ 该 模块 基 于 Ｆ Ｋ 的调制 方 法 ， 输距 离 １３ ｋ 无 Ｓ 传 － ｍ， 需 申请 频段 且 收发 一体 ， 内含 Ｅ Ｐ Ｏ 及看 门 狗 电 ＥＲ Ｍ
流 向实现 机 器 人 的直线 、 转弯 等 动 作 。设 计 了 并联 的单 向节 流 阀和 液控 换 向 阀， 防止设 备 下坡 时失 速 。 考虑 到 系统 的功率 ， 速 大 扭矩 马 达 设计 选 用 了 两 低 个 马 达 ，通过 控 制 实 现 两个 马 达 的 串并 联 自动 转 换 。通 过三 位 四通换 向阀控制 油缸 的伸 缩实 现机 械
阀的驱 动 电路见 图 ２ 。
制 自动 行走 设备 。该设 备 可 以实 现 在复 杂 的工况 环
境下 ， 通过人 的远程操作 自动行驶 到泄漏处 ， 实现 泄漏 点 的搜 索 定位 ， 并进 行 喷射 状 态 下 的 油雾 控 制 和漏 油 回 收 。设 备采 用 全液 压 驱 动 动作 ， 无线 电液 控 制 系统 的设计 是 设备 研制 的关 键 。
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第５ （ 第 １期） 期 总 ８
２０ ０ ６年 ９月
流体秸幼与 控副
Ｆ ｕ ￣ Ｐｏ ｒ Ｔｒ ｎ ｍｉ ｓ０ ａ ｄ ｌ ｉ ｗｅ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｎ Ｃｏ ｔｏ １ ｎ ｒ
Ｎｏ５Ｓ ｒａ Ｎｏ１ ｌ ．（ｅｉｌ ８
Ｓ ｐ，０ ６ ｅ ． ０ ２
输油 管道维抢设备无线 电液控制 系统 的设计
赵 云伟 单根 立 商国娟
（河北科技 大学机 械电子工程学 院 河北石家庄 ００５ ） ５ ０４
摘要 ： 文针对输 油管道泄漏维护 中的难题 ， 出了研制 开发基 于无 线电液控制技 术的维抢设备 的解决方法 ， 该 提 着重 阐述 了无线 电液控 制系统 的设计实现 ， 并介绍 了系统采取的防爆措施 。 关键词 ： 输油管道 ； 维抢设 备 ； 无线 电液控制