基于DSP的油田注水远程集中控制系统

摘要

本文针对近年来油田注水泵站控制系统集中化、自动化的发展要求，对油田注水智能实时远程集中控制系统进行研究，该系统利用DSP TMS320LF2407A作为各节点控制核心，并使节点具有远程、就地两种控显模式。就此，本论文主要开展了以下研究工作： ▲根据系统对各节点工作高速性、实时性的要求，利用了DSP的串行通信模块SCI双线、异步串行通信功能和事件管理器模块的通用定时器、中断功能，完成了与MAX485芯片的串口通信设计和DS1302的时钟电路设计。 ▲针对系统各节点的传输距离远、安全性和抗干扰性强的特点，利用MAX485芯片的半双工通讯、功耗低、传输速率快的工作特点设计了以RS485标准的接口电路。按照系统的集中控制要求，需把RS232是全双工点对点通信转换成RS485半双工点对多通信方式，设计了RS232/485转换电路，使多路节点的数据可以通过RS485总线的通信原理与协议由PC机集中控制。为了满足系统节点的远程、就地两种控显模式，设计了LCD液晶显示电路、键盘控制电路作为就地控显电路，而按照RS485总线原理，用PC机作为远程控显方式。 ▲根据系统对注水流量信号的采集与阀门的控制要求，开关控制系统中的电动机具有功耗低、效率高和灵敏度高的特点；调节阀则有调节性能好、动作平稳、耐磨耐压等特性；流量传感器有安装方便、信号输出好、重复性好等性能。 ▲利用DSP C2000的C语言实现了各个节点下位机的信号采集、处理和传输的功能；Visual C++6.0开发工具则实现了系统通过PC机远程集中控制时的数据接收与显示。在基于PIC单片机的基础上进行了仿真实验，数据处理结果满足了本系统的设计要求。 目前，本系统的大部分功能电路已经调试完成，样机已准备投入生产试运行。进一步修正和完善工作还需要在实际中发现，解决。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1油井注水泵站的注水系统的现状

1.2 DSP技术

1.2.1数字信号处理概述

1.2.2 DSP适合于数字信号处理的特点

1.2.3 DSP在数字信号处理系统中的广泛应用

1.3TMS320LF2407A微控制器

1.3.1TMS320LF2407A微控制器特点

1.3.2TMS320LF2407A中央处理单元(CPU)

1.3.3TMS320LF240x存储器

1.3.4TMS320LF2407A DSP的片内外设

1.4 RS485的总线介绍

1.4.1 RS485总线

1.4.2测控系统

1.4.3硬件实现

1.4.4网络协议与实现

1.5设计思想与主要任务

第二章系统基本原理与组成

2.1系统的基本原理

2.2总体方案选择

2.2.1系统的节点

2.2.2油井注水流量控制系统的节点组成结构

2.3本章小结

第三章系统硬件设计

3.1系统总体方案

3.2开关控制系统

3.2.1执行机构的选择

3.2.2调节阀的选择

3.2.3流量计的选择

3.3 DSP最小系统电路

3.3.1 DSP供电电源

3.3.2复位电路

3.3.3 JTAG仿真接口电路

3.3.4 DSP的时钟电路

3.4 LCD液晶显示模块

3.5键盘控制电路

3.6 RS485接口电路

3.7 DS1302时钟电路

3.8 RS232／485转换电路

3.9本章小结

第四章系统软件设计

4.1概述

4.2下位机软件

4.2.1 RS485总线通信软件设计与协议

4.2.2 SCI的初始化

4.2.3 SCI的数据发送与接收子程序

4.2.4 串口中断子程序

4.2.5 LCD软件实现

4.2.6键盘扫描程序设计

4.2.7程序中脉冲信号的比较剩余值算法程序

4.3上位机软件

4.3.1上位机软件开发环境

4.3.2 串行通信模块设计

4.4本章小结

第五章系统仿真实验

5.1仿真实验与结果

5.2本章小结

第六章结论与展望

6.1小结

6.2系统进一步完善方向

附录

参考文献

致谢

硕士研究生期间发表的论文