【正文】 ........................13 跑馬燈設(shè)計(jì)原理 ..................................................................................................................14 液晶顯示電路設(shè)計(jì) .................................................................................................................14 溫度傳感器電路設(shè)計(jì) .............................................................................................................16 DS18B20數(shù)字溫度傳感器 ....................................................................................................16 DS18B20數(shù)字溫度傳感器引腳說(shuō)明 ......................................................................................16 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................................................17 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................................17 傳感器程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................................18 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) ...............................................................................................................18 傳感器說(shuō)明及仿真 ..............................................................................................................18 顯示模塊程序設(shè)計(jì) .................................................................................................................19 顯示模塊程序流程 ..............................................................................................................19 顯示模塊說(shuō)明及仿真 ...........................................................................................................20 跑馬燈程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................................21 跑馬燈程序流程 ..................................................................................................................21 跑馬燈說(shuō)明與仿真 ..............................................................................................................21 5 調(diào)試與仿真 ..............................................................................................................................22 proteus 簡(jiǎn)介 ............................................................................................................................22 proteus 仿真結(jié)果 .....................................................................................................................22 6 總結(jié) .........................................................................................................................................27 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................28 致 謝 .........................................................................................................................................29 附 錄Ⅰ：電路原理圖 ................................................................................................................30 附 錄Ⅱ：源程序 .......................................................................................................................31 3 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 38 頁(yè) 1 緒論 研究目的及意義 隨著 現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展 和全球化 趨勢(shì) 的 加強(qiáng) ，世界 對(duì)資源的需求 在 不斷增加，作為目前 最重要的能源之一 石油，為 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及社會(huì)的進(jìn)步提供了動(dòng)力。石油產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代文明發(fā)展的支柱，是國(guó)家的命脈所在，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有 非常 重要的地位，石油的質(zhì)量和產(chǎn)量關(guān)系著 國(guó)家生產(chǎn)部門的方方面面。相比發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)石油工藝水平、 生產(chǎn)技術(shù)手段及管道運(yùn)輸起步較晚，自動(dòng)化管 理水平較低。 輸油 泵 站是長(zhǎng)輸管線的主要組成部分之一。其任務(wù)是 提供 油流一定的能 量 （包括壓力能、熱力能），以使油品保質(zhì)保量、安全經(jīng)濟(jì)的輸送到目的地。 目前國(guó)內(nèi)輸油泵站數(shù)量較多且大部分處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，位置分散，環(huán)境惡劣，交通不便， 主管部門和監(jiān)控部門 對(duì)輸油泵站的工作狀態(tài)和輸油管道的監(jiān)測(cè)難度很大。目前國(guó)內(nèi) 主要使用 傳統(tǒng)的人工定期巡檢、巡查的方式 對(duì)輸油管道進(jìn)行 監(jiān)測(cè) ，導(dǎo)致在具體實(shí)施的過(guò)程中存在著較大的誤差，監(jiān)測(cè)流程復(fù)雜，監(jiān)測(cè)周期較長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)費(fèi)用高等很 多缺點(diǎn)，在技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上 都不能適應(yīng)管道監(jiān) 測(cè)的自動(dòng)化、信息化發(fā)展的要求。由于 沒有一種有效可行的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，輸油管道的監(jiān)測(cè)秩序得不到安全、有效的保護(hù)，監(jiān)測(cè)設(shè)備維護(hù)管理操作混亂，設(shè)備 故障得不到及時(shí)的修復(fù)，這成為油田生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)重大難題。由于輸油 管道分布范圍廣而且數(shù)量多， 人工監(jiān)測(cè)方式必定會(huì)使人員勞動(dòng)強(qiáng)度加重，并且影響了輸油管道數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，給輸油管道的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)帶來(lái)了許 多不便。因此，國(guó)內(nèi)各大輸油泵站 需要一種低成本、高效率的自動(dòng)控制 系統(tǒng)，來(lái)解決實(shí)際生產(chǎn)問題。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)管道自動(dòng)化隨著輸送工藝、計(jì)算機(jī)應(yīng)用 、通信技術(shù)、自控技術(shù)的不斷發(fā)展，經(jīng)歷了一個(gè)由低級(jí)向高級(jí)的發(fā)展過(guò)程。 80年代中期以來(lái)，我國(guó)先后在幾條改建、新建的管道上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及自行設(shè)計(jì)改造等方式，使我國(guó)輸油管道自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)逐步提高，縮短了與國(guó)外的差距。 90年代，我國(guó)長(zhǎng)輸管道廣泛地采用 SCADA 系統(tǒng)進(jìn)行全線監(jiān)視、生產(chǎn)管理、調(diào)度及控制。新建的管道，如撫順 —— 營(yíng)口成品油管道、輪南 —— 庫(kù)爾勒輸油管道及復(fù)線、庫(kù)爾勒 —— 部善輸油管道等均采用 SCADA 系統(tǒng)，管道自動(dòng)化控制系統(tǒng)與管道同步投產(chǎn)。我國(guó)長(zhǎng)輸管道的自動(dòng)化水平有了很大的提高。 目前我 國(guó)自行研制成功 5000kW微機(jī)控制直接式原油加熱爐，接近國(guó)際先進(jìn)水平，加熱爐效達(dá) 91%。 輸油管道用的 5000kW 及以下的加熱爐己形成標(biāo)準(zhǔn)系列，己在東北、華北輸油管道上廣泛應(yīng)用。最大加熱能力已達(dá) 8000kW。 我國(guó)石油工業(yè)的不斷發(fā)展，促進(jìn)和帶動(dòng)了原油儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的進(jìn)步。目前我國(guó)已掌握了國(guó)際上通用的常溫輸送、加熱輸送、加劑輸送、順序輸送、間歇輸送及密閉輸送等各種先進(jìn)的管輸工藝。特別在高凝點(diǎn)、高枯度、高含蠟原油的加熱輸送，原油熱處理以及加劑輸送屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 38 頁(yè) 等方面己達(dá)國(guó)際水平。同時(shí)輸送工藝的進(jìn)步也對(duì) 設(shè)備材料的制造提出了更高的要求， 通過(guò)不斷的摸索與實(shí)踐，使我國(guó)在埋地金屬管道和儲(chǔ)罐的防腐保溫、陰極保護(hù)和腐蝕探測(cè)等研究領(lǐng)域也接近國(guó)際水平 [1]。 國(guó)外研究現(xiàn)狀 目前，世界范圍內(nèi)的高粘、易凝原油管道長(zhǎng)距離輸送基本上仍是采用加熱和稀釋兩種工藝。針對(duì)現(xiàn)役管道輸量逐年下降，稠油開采日益增多，以提高管道運(yùn)行安全性、節(jié)能降耗為目的的各種新技術(shù)、組合工藝的研究日益成為熱點(diǎn)，象物理場(chǎng)處理 (磁處理、振動(dòng)降粘 )、水輸 (液環(huán)、懸浮、乳化 )、器輸 (滑箱、膜袋 )、充氣降粘 (充飽和氣增加輸量 )、混輸和順序輸送等等多種工藝的研究，有些己進(jìn)入工業(yè)試驗(yàn)與短距離試輸階 段?？傮w來(lái)說(shuō)，國(guó)外原油管道的輸送工藝正朝著多元化和新型化的方向發(fā)展。 國(guó)外先進(jìn)的原油管道普遍采用密閉輸送工藝、高效加熱爐和節(jié)能型輸油泵 。運(yùn)用高度自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)模擬管道運(yùn)行和事故工況，進(jìn)行泄漏檢測(cè)，優(yōu)化管線的調(diào)度管理 。對(duì)現(xiàn)役管道定期進(jìn)行安全檢測(cè)和完整性評(píng)價(jià)。例如 :美國(guó)的全美管線就是世界上最先進(jìn)的一條熱輸原油管道，全長(zhǎng) 2 715 km，管徑 760，全線采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控和管理系統(tǒng) (SCSS)，在控制中心的調(diào)度人員通過(guò)計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)管道流量、壓力及泵、爐、閥等設(shè)備的自動(dòng)控制，仿真系統(tǒng)軟件可完成泄漏檢測(cè)、定位、 設(shè)備優(yōu)化配置、運(yùn)行模擬等功能。 世界各國(guó)尤其是盛產(chǎn)含蠟粘性原油的大國(guó)，都在大力進(jìn)行長(zhǎng)距離管道常溫輸送工藝的試驗(yàn)研究。隨著含蠟高粘原油開采量的增加以及原油開采向深海發(fā)展，各國(guó)都特別重視含蠟高粘原油輸送及流動(dòng)保障技術(shù)研究。挪威、法國(guó)、英國(guó)、美國(guó)等石油工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在含蠟高粘原油流變性及其機(jī)理、管道蠟沉積預(yù)測(cè)等方面達(dá)到很高水平，并即將帶來(lái)應(yīng)用技術(shù)的新突破 [1]。 本文的主要研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)是一個(gè)輸油泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要任務(wù)是長(zhǎng)距離的輸油管線進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制。硬件上要求各測(cè)控站點(diǎn)之間有遠(yuǎn)程傳感檢測(cè)裝置 ，如溫度傳感器壓力傳感器，而且要有遠(yuǎn)程控制裝置，如泵站的啟停、報(bào)警、加熱裝置等。在總站上可以直觀地了解控制各泵站的信息數(shù)據(jù)。 本 系統(tǒng)的研發(fā)主要包括了系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。硬件的設(shè)計(jì)主要包括了各個(gè)功能模塊的方案論證和電路設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序 、 LCD 顯示、 A/D 轉(zhuǎn)換 等子程序編制。 本系統(tǒng) 的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是以單片機(jī)系統(tǒng)為核心，結(jié)合 現(xiàn)代 通信技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì) 輸油泵站的自動(dòng)控制和 無(wú)線監(jiān)測(cè) 。 采集傳感器電位， 通過(guò) 電位放大后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 ， 同時(shí)把數(shù)據(jù)上傳給單片機(jī)進(jìn)行處理分析。電位 精度達(dá)到 %，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，硬件設(shè)計(jì)工作主要包括： 中央處理器設(shè)計(jì) 、 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 、 LCD 液晶顯示 電路設(shè)計(jì) 、 時(shí)鐘 電路設(shè)計(jì)、 跑馬燈顯示 設(shè)計(jì) ； 在軟件方面則是利用單片機(jī)組成控制系統(tǒng)，編程實(shí)現(xiàn) 溫度、壓力的 數(shù)據(jù)輸入 、 A/D 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 及 液晶顯示等 功能。 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 38 頁(yè) 2 設(shè)計(jì)需求 系統(tǒng)的功能 需求 與技術(shù)指標(biāo) 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能 要求及技術(shù)指標(biāo) ： （ 1） 使用 5V DC 供電。 （ 2） 環(huán)境溫度： 15～ +60 攝氏度。 （ 3） 電位