青岛大学学报采油平台外输泵状态监测系统的应用王心刚，任旭虎（石油大学信息与控制工程学院，山东东营257062）通滤波器原理图及幅频特性和相频特性。

　　1外输泵状态监测系统简介在海洋采油平台上，原油的外输是通过输油泵和地下管线配合完成的。在海洋采油平台的环境中，外输泵运行状态的好坏直接影响到原油产量和海洋平台的安全，对它的运行状况应进行监测。

　　外输泵的状态监测对于其本身来讲是极其重要的，海上用的输油泵有同于陆用泵，它的设计应符合船用标准，因此它的造价较高，而海上的环境又比陆上复杂得多，尤其在采油平台上，一方面须防静电、防火花，特别在储油罐附近，由于有天然气和挥发的原油气体存在，一旦有火花或明火就有可能造成油罐爆炸，后果非常严重。另一方面，海上的环境对设备的运行不利，对金属材料的腐蚀严重，很多电气设备运行一段时间后就被腐蚀得不能正常运行；因此对关键设备都应有功能较为完备的状态监测系统，而外输泵尤其如此。

　　输油泵机组是输油生产的关键设备，在生产过程中，因无状态监测系统，岗位人员无法及时准确地了解机组的运行状态，致使偶有事故发生，如主泵轴瓦损坏等；针对上述情况，我们研制了一套输油泵机组状态监测系统，该系统能对机组的运行状态进行实时监测，产生各种数据报表，在测量值超过阀值时能自动进行声光报警，并在微机上保存报警项目。

　　从而降低事故发生率，减少维修时间和费用，确保输油泵机组长期、稳定、高效、低耗地运行。输油泵机组运行状态通常以一些参量的形式表现出来，如温度、压力、振动等，对这些参量监测点的选择和传感器布置将直接影响到机组评价的可靠性，因此在测点选择和传感器布置时应按机组的轴承系统、机架结构、电动机、过流部件等四部分来分布测点和选择传感器，根据现场需求，选用Pt100铂电阻温度传感器，调理板将传感器输出的信号放大成0~5V电压进行A/D转换。压力监测采用KYB600P系列工业压力变送器，其输出为4~20mA的电流信号，经电流/电压（I/V）变换板转换为1~5V电压信号进行A/D转换，采用电压互感器监测三相电压V1、V2、V3，采用电流互感器监测每台机组的两相电流，经过WB系列电压电流变送器转换成0~5V电压进行A/D转换，通过相应的软件分析、计算，可得电压、电流及功率因数，各机组振动信号的监测采用压电式加速度传感器，经电荷放大器放大和抗混滤波等预处理，送至微机中的A/D卡，进行数据转换，必要时进行相应的振动信号分析与处理。

　　2监测系统中存在的问题在实际应用中，我们发现有的变送器传输的信号中有干扰，往往造成测量数据的不准确，经分析和测试确认在信号传输线上有时有高频谐波干扰。它的来源可能是给电动机供电的大功率变频器，它的②第：王心刚（969-），男，讲师，毕业于石油大学。主要从事电气控制自动化及电子技术应用方面教学和研究工作。/1994-2015CninaAcademicJournal王心刚，等：IspPAC器件在海洋采油平台外输泵状态监测系统的应用电源线与状态监测系统的信号线在同一个走线盒内，变频器内的大电流逆变电路所产生的高频谐波对信号的传送带来了干扰。

　　3米取的措施本系统采用了新器件ispPAClO构成双二阶有源低通滤波器电路。

　　3.1IspPAC器件介绍可编程模拟电路（spPAC：InSystemPi.ogi.amma-bilityProgrammableAnalogCircuits）该器件允许设计者使用EDA软件在计算机中设计、修改模拟电号进行求和、求差、积分运算。信号转换是指能把数字信号转换成模拟信号。

　　布线池、配置存储器、电压、自动校正单元和ISP接口组成，用5V单电源供电。ispPAC10中的四个PAC块，每个块可以独立地构成电路，也可以采用级联的方式构成电路以实现复杂的模拟电路功能。

　　3.2ispPAC10的实际应用是外输泵监测系统中用ispPAC10构成的双二阶有源低通滤波器，电路中IA1运算放大器增路，进行电路特性模拟、*后通过编程电缆将设计方案下载至芯片中。它可实现三种功能：（1）信号调理；⑵信号运算；（3）信号转换。信号调理主要是能够对信号进行放大、衰减、滤波。信号运算是指对信益设为1，OA1的反馈电容为15.3pF；IA2的增益设为一1，IA3增益为1，OA2的反馈电容为29.95pF，OUT1的输出为带通滤波器；OUT2的输出为低通滤波器，其幅频特性和相频特性分别如所示。

　　用ispPAC10构成的双二阶低能滤波器由知，在低频段滤波器的增益为1，相移为零。与分立元件构成的有源低通滤波器相比，由ispPAC10可以很方便地构成和调整滤波器的各种参数，而且可以在线修改参数设置，若系统中的干扰源性质发生变化，这种电路的优越性就更能明显体现出来。而且软件中含有标准电路宏，用以方便进行双二阶滤波器和梯形滤波器的设计，只要对其输入所要设计滤波器的各种参数，如f0、Q、DC增益等，即可自动产生所需的电路。

　　在海洋平台外输泵状态监测系统实际应用中，该滤波器能够将高频干扰信号滤除，投入使用以来，系统运行的稳定性大大提高，所监测的各种数据非常稳定，精度也有所提高，已经满足了用户的要求。