随着石油工业对石油开采环节的信息化、自动化要求越来越高,实现抽油机工作参数采集和工况分析,对故障的及时诊断,以及自动调节和智能控制,具有重要的现实意义。针对以上需求,本文开发了一种基于现场总线Powerlink的抽油机数据采集与工况分析系统,主要研究内容如下:分析了抽油机数据采集与工况分析系统的国内外发展现状、硬件平台结构、功能需求和Powerlink现场总线的优异性能,提出了基于Powerlink的系统总体方案,包括数据采集终端和工况分析主控制板,并且确定了系统各个功能模块的软硬件方案。根据功能需求,选用基于ARM Cortex-M3内核的32位STM32芯片作为数据采集终端的核心处理器,完成了基于STM32的最小系统设计,Powerlink通信模块电路设计,电参数采集模块、井口参数采集模块电路设计,以及外设接口模块电路设计;通过PCB的板层优化设计,以及板卡的整体布局布线,完成了对数据采集终端硬件平台的可靠性分析和设计。提出了数据采集终端和主控制板的软件设计方案。开发了数据采集终端驱动接口层和应用层两个部分的软件。基于Nios II处理器的SOPC技术,以“ARM+FPGA”的架构分别实现了数据采集终端和主控制板的Powerlink通信协议。研究了基于示功图诊断的工况分析技术,根据示功图特征值完成了参数调整和故障诊断模块;通过研究抽油机游梁平衡的基本原理,提出了抽油机平衡智能调节方案。构建了抽油机数据采集与工况分析系统测试平台,进行了Powerlink通信功能、数据采集功能、以及工况分析功能测试,测试结果验证了系统设计的有效性和可行性。