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随着嵌入式技术的发展,远程测控单元RTU已成为构建智能化油气井场的关键设备,广泛应用于油气田生产管理,并发挥着愈来愈重要的作用。针对现有的RTU普遍适用性不强、可扩展性较差等问题,本文开发设计了一种抽油机用RTU测控系统。通过分析现有的油气井远程监控系统的优缺点,结合抽油机数据采集系统的实际需要,提出了一种小型化且性价比高的抽油机用RTU测控系统解决方案。该系统能够实现多参数、多路数据采集,具备一定抗干扰性和功能扩展性。该系统面向油气田井场,实现了对现场设备工况参数的采集和传输,及远程调控井场设备的功能。针对抽油机用RTU测控系统的开发设计,主要研究内容包括:(1)在硬件平台设计方面,抽油机用RTU选用了STM32F429作为主控处理器,采用了分布式结构方案,即“核心控制板+功能主板”的架构,该方案有利于功能的扩展、开发及运行维护,同时便于用户的应用。核心控制板集成了最小系统、存储模块(SDRAM+Flash+EEPROM)、LCD扩展口、ATK接口、USB接口。功能主板设计了电源电路、I/O端口模块、通信端口模块、SD卡存储电路等。I/O端口模块具备8路数字量输入、8路数字量输出、6路模拟量输入和2路模拟量输出;通信端口模块由RS-232/RS-485串口通信、ZigBee无线通信和以太网通信等多种通信方式组成。针对功能主板板载的功能模块电路,采取了光电隔离、磁耦隔离等多种隔离方式,提高了RTU的抗干扰能力,增强了RTU的稳定性和可靠性。(2)在软件设计方面,基于μC/OS-III嵌入式实时操作系统设计了主程序和各功能模块子程序,主要包括数字量输入任务Task_DI、模拟量输入任务Task_AI、数字量输出任务Task_DO、模拟量输出任务Task_AO、串口通信传输任务Task_Com等模块。(3)绘制了RTU电路原理图,制作了PCB印制板,焊接、装配了RTU实验室样机,并对样机进行部分功能测试。综上所述,最终验证了抽油机用RTU测控系统设计方案的可行性,达到了预期设计目标。