往复泵是一种利用柱塞（活塞）在泵缸内做往复运动来改变工作室的容积而输送介质的泵，具有排出压力高、单排量较小的特点。效率高、排出压力高等优点，使往复泵在石油矿场中得到广泛应用，常用在高压下输送高粘度、大密度和高含砂量的液体。如用于向井底输送和循环钻井液的钻井泵，用于向井底注入高压水泥浆固化井壁的固井泵，用于向井底注入含大量固体颗粒的液体或酸碱液体制造油层人工裂缝而提高原油产量和采收率的压裂泵，用于在井内抽汲原油的抽油泵等等。随着石油工业对往复泵的要求越来越高，往复泵向着输出压力高、流量大、制造和维修方便、流量压力脉动小、体积和重量小等方向发展。
1总体设计直线电机的监测控制装置由上位机、RS-232/ RS-485隔离转换器、A/D转换控制电路、变频器控制系统、位移检测装置、流量检测装置、压力检测装置等部分组成，如所示。直线电机运行过程的模糊调节控制计算由上位机系统完成，同时，上位机肩负着显示、记录和提供操作界面的任务。RS-232/RS-485隔离转换器的功能是实现串行通信数据格式转换。各个传感器用于采集运行中信号，直观的显示系统运行情况。位移检测装置、流量传感器、压力变送器将实时检测到的直线电机位移量、流量值、压力值通过A/D模块ADAM-4017，送给上位机系统。变频器控制系统用于直线电机的控制。A/D转换控制电路将RS- 232串行接口从各传感器送入的信号从模拟信号转换为数字信号。由于RS-232/RS-485隔离转换器的存在，程序可以实现从上位机直接向变频器输出信号，进行变频器参数设置，电机运行控制等。
位移检测装置、流量检测装置和压力检测装置构成整个信号输入系统，采集整个系统的实时信号。
本系统具备同时控制单台、两台或三台直线电机的功能。可以通过上位机的程序选择确定采取单泵工作方式、两泵同时运行或三泵同时运行。
单作用直线电机三缸往复泵工作原理如图如所示。主要由直线电机、缸套、活塞-电机次级组件（简称活塞组件）、排出阀、吸入阀、底座、传感器、上位机等部分组成，直线电机直接驱动活塞组件在缸套中作直线往复运动，利用传感器采集每个电机位移信号、流量信号、压力信号，采集信号到的信号通过A/D模块，送入上位机进行处理，上位机中运行监测控制软件，采用模糊控?），男，江西进贤人，讲师，研究方向为机械设计及理论主界面功能选择功能执行N主程序流程图制算法，其结果以ModBus传输协议形式给变频器发送指令，控制每个直线电机按一定的运动规律运动，并保证各个电机具有规定的相位差，实现运动速度和电机之间相位差的协调控制。
2软件设计直线电机的控制系统是一个闭环系统。在直线电机运动时，拉线式位移传感器不断地检测直线电机的位移，产生的模拟量电压信号作为位置反馈通过A/D模块ADAM-4017送入到上位机中，通过上位机监测程序界面显示。上位机读入流量、压力数据，记录数据库，比较报警。上位机读入测到的直线电机当前实际位移，计算获得电机速度和理论位移，以便比较、报警和曲线绘制，由模糊控制算法来给出反馈以驱动直线电机运动。
每一采样周期采集到的位移值与数据库中的经验数据值作比较，比较后，按照规则库的设定对变频器输出进行适当调整。当实际位移小于给定位移时，则变频器输出频率升高，电机速度加快；反之，实际实际位移大于给定位移时，则变频器频率降低，电机速度减小，如此多次调整，使得定义的误差率值围绕零轻微上下波动，好能达到零。这就是电机的控制方案。
在直线电机的控制过程中，需要实现直线电机的定位和一定范围内的响应频率。对前者而言，需要选择采样频率高的模块和合适的控制算法。采样频率高的模块在硬件选择时考虑。对控制算法，由于往复泵驱动系统数学模型较为复杂，且直线电机的参数也并非恒定，摩擦力、推力会随运行时间、湿度及温度的变化而变化，因而采用常规PID控制方法难以获得好的效果，采用模糊控制方法，可以在不需要研究其复杂的数学模型的情况下，实现其有效控制。需要选择适当的采样周期。采样周期短，控制就能更加，但同时会使直线电机的响应频率变小。一定范围内的响应频率，在软件通讯模块中讨论。
6.0中完成，包括各个操作界面和简单操作，实现对直线电机驱动、往复泵系统的监控、传感器数据采集、命令发布、系统参数设置、系统性能直观显示等功能。软件设计在软件设计按照所示主程序流程图的顺序进行设计。
3结束语本文根据多直线电机驱动往复泵的思路，为直线电机往复泵系统设计了一个监测控制系统。系统硬件采用直线感应电机代替旋转电机作为为动力源，减少了传统往复泵中把电机的旋转运动转化直线运动时必须经过的中间环节，简化了机械结构，提高系统效率。利用拉线式电阻尺位移传感器、流量传感器、压力变送器、通用变频器、研华ADAM-4000系列工控模块以及VB程序构建了直线电机驱动往复泵的监测控制系统。本系统使用直线感应电机代替旋转电机作为为动力源，减少了传统往复泵中把电机的旋转运动转化直线运动时必须经过的中间环节，利用模糊控制方法，向变频器发出指令，实现对直线电机的运动速度、电机间相位差的协调控制。与此同时，上位机监测控制系统实时显示、采集传感器参数，在数据库中记录运行情况，并根据系统运行情况进行调整。本监测控制系统为下一步的研究提供实验数据和控制经验，具有重要的意义和应用价值。
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