2024年3月9日发(作者：)

山西电子技术　

２０１０年第２期　

文章编号：１６７４－４５７８（２０１０）０２－００２４－０３　

应用实践　

基于ＧＰＲＳ和Ｄｅｌｐｈｉ的油田　抽油机负荷数据采集系统　

．　

李世杰　，赵敏　，任一峰　

（１．中北大学信息与通信工程学院电气工程系，山西太原０３００５１；２．北京茨浮测控技术研究所，北京ｌｏｏｌｏ）　

摘要：Ｏｒ对油田抽油机控制需要对负荷数据实时、远程监控的要求，为了适应现场环境，提出了一种将ＧＰＲＳ　

无线通信技术与ＷＩＮＤＯＷＳ虚拟界面相结合的设计方案。该方案以，兀的ＤＳＰ和Ｈ７７０８　ＧＰＲＳ模块为网络平台。设　

计了数据采集处理系统，应用Ｄｅｌｐｈｉ编写程序，实现对抽油机负荷数据采集，分析，存储，输出。经过实验测试表　

明：系统运行稳定，效果良好。　

关键词：ＧＰＲＳ；Ｄｅｌｐｈｉ；数据采集　

中图分类号：ＴＰ７９　文献标识码：Ａ　

Ｏ引言　

１．１．１中心数据管理终端　

我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力，多　

中心数据管理终端由连接ＩＮＴＥＲＮＥＴ的Ｐｃ计算机和　

为低渗透的低能、低产油田，因此，精确感知油井负荷的动态　

Ｄｅｌｐｈｉ开发的软件界面组成，系统服务中心软件从ＩＮＴＥＲ．　

变化，实现智能间抽控制（ＩＰＯＣ），可以大大提高抽油机的工　

ＮＥＴ网络获取终端发送来的抽油机负荷信息，并且对其存　

作效率，达到最佳的节约能源效果。ＧＰＲＳ技术是在现有　

储、分析，最终由ＰＣ机将其实时、精确地显示出来。　

ＧＳＭ网络基础上发展起来的一种新的数据传输业务，具有　

１．１．２抽油机数据采集终端　

连接费用低廉，传输速率高，永远在线的特点［２］。而且，因为　

抽油机数据采集终端由ＧＰＲＳ收发模块，电流霍尔传感　

不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传　

器和由１１的ＤＳＰ作为控制核心的抽油机驱动控制器组成，　

输都会更方便容易。Ｄｅｌｐｈｉ是Ｗｉｎｄｏｗｓ平台下著名的快速　

霍尔传感器采集的电流数据经过滤波后传人ＤＳＰ控制器的　

应用程序开发工具（Ｒａｐｉｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，简称　

ＡＤ转换，ＤＳＰ控制器接收处理数据以后与ＧＰＲＳ模块之间通　

ＲＡＤ）。Ｄｅｌｐｈｉ拥有一个可视化的集成开发环境（ＩＤＥ），采　

过ＲＳ４８５进行通信，再由ＧＰＲＳ模块与ＩＮＴＥＲＮＥＴ进行通信。　

用面向对象的编程语言和基于部件的开发结构框架。Ｄｅ１．　

１．２硬件介绍　

ｐｈｉ提供了５００多个可供使用的部件，利用这些部件，开发人　

１．２．１　ＴＭＳ３２０Ｆ２８０８和Ｈ７７０８ＧＰＲＳ模块简介　

员可以快速地构造出应用系统＿６Ｊ。本文中ＧＰＲＳ平台采用　

１１公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８０８高性能ＤＳＰ芯片是目前控制领　

了１＇Ｉ的ＴＭＳ３２０Ｆ２８０８和Ｈ７７０８ＧＰＲＳ模块的组合，同时采用　

域先进的处理器之一，频率高达１００　ＭＨｚ，并且集成了高达　

了森社电子的电流霍尔传感器，Ｐｃ机上采用Ｄｅｌｐｈｉ　７软件，　

１２．５　ＭＨｚ的Ａ／Ｄ转换外设，具有ｌ２位分辨率，零ＣＰＵ开　

设计开发了一种抽油机的负荷数据采集系统…。　

销，最小ＡＤ转换时间达１６０　ｎ８¨Ｊ。大大提高了芯片处理能　

１系统硬件设计　

力和控制系统的控制精度。以ＴＭＳ３２０Ｆ２８０８作为抽油机驱　

动器控制核心，不仅可以实时，精确读取传霍尔感器的电流　

１．１总体设计　

负荷值，而且可以根据数据中心管理终端分析数据后稳定、　

油田抽油机负荷数据采集系统整体结构如图１所示，它　

可靠地实现抽油机的智能间抽控制（ｉＰＯＣ）。这是低端的单　

包括三个部分：前端的现场数据采集终端，传输网络以及后　

片机微控制器根本无法满足的。　

端的数据管理中心。　

Ｈ７７０８　ＧＰＲＳ　ＤＴＵ符合工业级设计标准，优化电源过压　

过流和防接反保护，优化电磁兼容设计，具有超强的可靠性。　

内嵌ＰＰＰ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＤＤＰ等多种协议，可实现用户设备到数据　

中心远程透明数据通信，支持频段９００／１８００　ＭＨｚ，电源为＋５　

—

２６　Ｖ宽电压范围，ＲＳ２３２通信方式，波特率３００－５７６００可调。　

由于应用现场环境恶劣，对信号传输有一定的干扰，所　

以本系统ＤＳＰ与ＧＰＲＳ模块通信时采用抗干扰能力较强的　

ＲＳ４８５通信，保证系统可靠，稳定的工作。　

图１系统框图　

收稿日期：２０１０—０１—１９　

作者简介：李世杰（１９８４一），男，山西大同人，硕士研究生，主要从事电气传动，远程数据采集方面的研究工作。　

第２期　李世杰，等：基于ＧＰＲＳ和Ｄｅｌｐｈｉ的油田抽油机负荷数据采集系统　２５　

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ＳＣ８５０一ＤＳＰ控制器　

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图２　ＤＳＰ与ＧＰＲＳ模块的硬件连接原理图　

１．２．２电流霍尔传感器ＣＨＫ—Ｙ４３００　本软件主要由数据接收、数据解析、数据存储三部分组　

霍尔电流传感器由于具有精度高、线性好、频带宽、响应　

成，软件设计流程如图４。　

快、过载能力强和不损失被测电路能量等诸多优点，因而被　

该系列模块专门为该通信系统的使用提供了函数开发　

广泛应用于电机驱动装置中。　包，主要是ＤＳＣ软件。ＤＳＣ与ＤＴＵ之间通讯使用开发包动　

ＣＨＫ系列霍尔电流传感器，采用开环霍尔直测原理，用　

态链接库ｇｐｒｓ—ｄｌ１．ｄｕ异步上报信息，该文件包括和ＤＴＵ通　

于测量５　Ａ～１０　０００　Ａ交流，直流及脉冲电流，输出正负４　Ｖ，　

讯所需要的全部ＡＰＩ函数，包括数据发送、数据接收等。动　

输出电压与被测量电流电气隔离。线性度高，反映时间快，　

态链接库是Ｗｉｎｄｏｗｓ的重要特点之一，ＤＬＬ的特性使它成为　

非常适合抽油机负荷采集系统平台的使用。　

Ｄｅｌｐｈｉ的一个极为有力的补充。由于ＤＬＬ过程存在于Ｄｅｌ－　

２系统软件设计　

ｐｈｉ应用程序之外的文件中。在使用时必须指定过程的位置　

和调用参数，在声明了ＤＬＬ过程之后，就可以把它当作自己　

系统软件设计主要包括两部分：一部分是ＤＳＰ微处理器　

数据采集与ＧＰＲＳ模块的连接通信的程序设计；一部分是Ｐｃ　

的过程使用了。　

计算机上Ｄｅｌｐｈｉ编程实现远程数据终端的观测与控制。　

２．１数据采集终端软件设计　

抽油机负荷数据采集终端软件由Ｃ语言设计，主要任务　

包括电流数据采集和接收管理终端分析处理数据以后发送　

过来的控制信息并执行相应的操作。软件流程如图３。　

在连接保持过程中，数据采集终端每隔一段时间将自动　

向服务器发送一个“心跳包”，以保持ＧＰＲＳ通信不会移动网　

络自动切断。　

２．２数据服务中心程序设计　

２．２．１　Ｄｅｌｐｈｉ简介　

Ｄｅｌｐｈｉ是Ｂｏｒｌａｎｄ公司推出的可视化开发平台，其代码　

采用ＯＢＪＥＣＴ　ＰＡＳＣＡＬ语言编写。Ｄｅｐｈｉ编写的程序编译和　

连接速度快，生成的源代码简洁，相比较其他的编程语言，在　

对数据库、多线程及网络通信的综合支持方面占有很大的优　

势，因此非常适合编写监控软件　。　

２．２．２　Ｄｅｌｐｈｉ的编程实现　

图３采集终端软件设计流程图　

山西电子技术　２０１０年　

工作状鸯苴控　

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图５数据监控中心　

参考文献　

图４数据管理终端软件流程图　

霍峰，王长松，龚宪锋，等．基于Ｚｉｇ　Ｂｅｅ和ＬａｂＶＩＥＷ的　

３实验结果　

多功能数据采集系统［Ｊ］．传感器与微系统，２００８，７：８２　

—

８５．　

试验采集抽油机工作站的负荷数据，串口波特率为　

９　６００，数据位８，停止位１，无数据流控制和奇偶校验，图５为　

韩彬杰．ＧＰＲＳ原理及其网络优化［Ｍ］．北京：机械工业　

每隔一段时间采集的抽油机负荷数据波形，并进行记录存　

出版社，２００３，６：１—１７．　

储，根据该图可以分析抽油机工作于抽油状态，

马庆龙，杜普选．基于ＧＰＲＳ的机车信号远程实时监控　

．

从而实现了　

１

二　

Ｊ　１Ｊ　１Ｊ　１ｊ　１Ｊ　１Ｊ　

远程无线智能间抽控制，达到了最佳节能效果。　

系统［Ｊ］．铁路通信信号，２００７，ｌ：５３—５５．　

ＴＭＳ３２０Ｆ２８０Ｘ　Ｄａｔａ　Ｍａｎｕａｌ［Ｍ］．Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ　Ｎｕｍｂｅｒ：　

４结束语　

ＳＰＲＳ２３０Ｊ．Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　２００７：１　１—１５．　

系统采用ＧＰＲＳ实现抽油机负荷数据的实时采集，是非　

王志伟，沈杰峰．基于Ｓｏｃｋｅｔ的远程数据采集方法　

常优越的数据检测通信方案，系统测试表明本系统硬件接口　

［Ｊ］．西华大学学报，２００６，２：３７—３９．　

简单、实时性强、传输数据量大、传输速率高、系统稳定性好。　

王志平，程韬波．基于ＧＰＲＳ远程无线监控系统的数据　

中心设计［Ｊ］．工业控制计算机，２００５，３：３—５．　

Ｌｏａｄ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｏｉｌ　Ｐｕｍｐｉｎｇ　

ｉＩｌ　ｏｉｌ　Ｆｉｅｌｄ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＰｌ　ａｎｄ　Ｄｅｌｐｈｉ　

Ｌｉ　Ｓｈｉ－ｊｉｅ　，Ｚｈａｏ　Ｍｉｎ　，Ｒｅｎ　Ｙｉ—ｆｅｎｇ　

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　

Ｅｎｇｉｅｎｅｉｒｎｇ，Ｎｏｒｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　０３００５１，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｆｏＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒ　Ｓｅｒｖｏ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１０，Ｃｈｉａｎ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ・ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＰＲＳ　ａｎｄ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｗｉｎｄｏｗｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，　

ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅ８　ｗｌｍｌｅｓｓ￣ｎｓｏｒ　ｎｅｔ、帅ｒｋ　ｆｏｒ　ｌｏａｄ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｆｉｅｌｄ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　Ｏｉｌ　

ＤＳＰ　ａｎｄ　Ｈ７７０８，ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ　ｂｙ　Ｄｅｌｐｈｉ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｉｔ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｔｏｒａｇｅ　ａｎｄ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　ｄａｔａ．Ｔｈｅ　

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｏｒｋ　ｉｓ　ｓｔａｂｌｅ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ａｒｅ　ｗｅｌ１．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＰＲＳ；Ｄｅｌｐｈｉ；ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　

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ｉ　更正：本刊２０１０年第１期第８２～８４页刊登的“高校体育馆人员疏散仿真ｌ　

｝研究”一文，作者单位应为：１．中北大学电子与计算机科学技术学院；２．晋中学；　

ｉ院计算机学院，而非１．中北大学电子与计算机科学技术学院；２．阳泉职业技ｌ　

；术学院。特此更正。

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