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本课题是在国内油田信息化大环境下,东北大学电力系统与电力传动研究所为辽河油田某油井开发的油田抽油机综合管理系统的下位机远程监控终端部分。本文分析了国内外油田监控行业的现状及存在的问题,结合油田现有监控终端存在的问题与本项目用户实际需求,以游梁式抽油机为研究对象,设计了一台兼具抽油机光杆示功图绘制与抽油机驱动电机电参量测量功能的无线抽油机监控终端。本终端以高性能的数字信号处理器为主控芯片,采用新型无线传感器技术、无线数据通信技术,配合专用电能计量芯片,实现对油田抽油机多种参数的实时测量、显示和远程通讯。有故障报警时亦能主动将报警信息上传至监控中心,便于油井工作人员及时掌握生产情况,利于科学管理。文中分模块对本监控终端具体的器件选型和软硬件设计进行了介绍,主要分为三大模块:示功图采集模块、电参量测量模块和外围串口设备扩展模块。在示功图采集模块中选用了一款无线载荷位移一体化传感器,实现了示功图载荷、位移信息采集的无线化,对功图采集的软件设计流程进行了详细介绍;在电参量测量模块,以专用电能计量芯片ADE7758为核心,进行了硬件电路的设计,重点讲解了DSP与ADE7758之间的SPI通讯;在外围串口设备模块部分,进行了人机界面的设计,Zigbee无线通信模块的选型,因为本系统所接串口设备数量超过了主控芯片的串口数,故本文一并对通用异步接收/发送(UART)接口的扩展进行了研究与设计,无论对系统现阶段设计目标的实现还是将来的扩展都有一定的研究意义。本设计可以广泛应用于油田有杆抽油设备的监控,使油田巡检工人从繁重的体力劳动中解脱出来,也避免了手工绘制示功图的不准确性,对于抽油机的运行管理由粗放型向精细型转化具有一定的实际应用价值和现实意义。