【正文】 油水界面位置。于是可以得到一個(gè)約束條件,a1+a2=1,a1在這個(gè)區(qū)間上起始值為1,終止值為0。 絕緣層的厚度為d。（4）所有環(huán)路上的通信都以“打包”方式發(fā)生。因此，一臺控制器既可作為從機(jī)，也可作為主機(jī)，常提供多重的內(nèi)部通道，允許并列處理主機(jī)和從機(jī)傳輸數(shù)據(jù)通信協(xié)議詳細(xì)地描述了ZGL數(shù)據(jù)的輸入和輸出命令、信息和數(shù)據(jù)，以便第三方使用和開發(fā)。IF 傳感器203000 THEN0變量水=變量水+1ENDIFIF 傳感器213000 THEN變量水=變量水+1ENDIFIF 傳感器223000 THEN變量水=變量水+1ENDIF循環(huán)策略中還包括確定油液位高度，乳化液液位高度的腳本程序，見附錄所示 通訊協(xié)議介紹標(biāo)準(zhǔn)Modbus 端口是使用一個(gè)RS232 兼容的串行接口，定義了連接器，接線電纜，信號等級，傳輸波特率，和奇偶校驗(yàn)，控制器可直接或通過調(diào)制解調(diào)器(以后簡稱Modems)接入總線(網(wǎng)絡(luò))。如圖49所示：圖49 液位高度動態(tài)顯示 設(shè)備窗口設(shè)置設(shè)備窗口是MCGS系統(tǒng)與作為測控對象的外部設(shè)備建立聯(lián)系的后臺作業(yè)環(huán)境，負(fù)責(zé)驅(qū)動外部設(shè)備，控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)。圖42用戶窗口屬性設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。MCGS 用數(shù)據(jù)對象來表述系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用對象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義的值變量。 MCGS組態(tài)軟件包括三個(gè)版本，分別是網(wǎng)絡(luò)版、通用版、嵌入版。（9）電氣接口：DB9孔型到DB9針型及RJ45連接器。 轉(zhuǎn)換串口性能參數(shù)（1）兼容RS23RS485 TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)。和k。很容易得到油水界面高度為:H= K L。 如圖32所示，由單片機(jī)構(gòu)成的變送器對各段電容從下至上逐段進(jìn)行掃描檢測，并由軟件對檢測結(jié)果進(jìn)行分析、判斷、比較、計(jì)算，并由標(biāo)準(zhǔn)485信號或雙D/AmA變換模塊以兩路各自4～20mA恒流信號輸出。（3）建立算法，將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐何桓叨?，通過MCGS實(shí)現(xiàn)油水界面的檢測，并設(shè)計(jì)顯示界面，分別顯示出儲油罐內(nèi)油，水，乳化液的高度。首先分析前人的成果，研究其優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，然后作出關(guān)于本課題的設(shè)計(jì)方向以及設(shè)計(jì)重點(diǎn)。（4）通過油水界面分離算法，在MCGS軟件中編寫腳本程序，對采集到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)油水界面的實(shí)時(shí)測量，進(jìn)而完成實(shí)驗(yàn)。第三章， 對油水測量硬件的介紹，其中包括A36W型油水界面測量儀的概述，性能和技術(shù)指標(biāo)，以及分段電容傳感器的工作原理，最后是轉(zhuǎn)換串口概述。其優(yōu)點(diǎn)是：首先，沒有強(qiáng)制運(yùn)動部件，沒有疲勞，是無損傷性檢測，壽命長，穩(wěn)定性好；其次，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波的特異性好，不存在干擾；再次，應(yīng)力波的傳播速度不變，僅取決于磁致伸縮材料，與其它因素?zé)o關(guān)。這些多參量的測量，是測量的基礎(chǔ)，交流鑒相采樣器是實(shí)現(xiàn)的手段。高頻正弦振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測量信號源，利用電橋原理，以精確測量安裝在待測量容器中的傳感器上的導(dǎo)納，在直接作用模式下，儀表的輸出隨物位的升高而增加。該設(shè)備易于維護(hù)和安裝，是模塊化的。 整個(gè)系統(tǒng)是模塊化的由一維數(shù)組的超聲換能器組成，他們通過不銹鋼屏蔽線以鏈的方式連接到一起，嵌入式發(fā)射機(jī)是基于計(jì)算機(jī)（RISC）處理器執(zhí)行控制，數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)模式識別任務(wù)。兩種傳感器在同一水平面內(nèi)上下運(yùn)動，提供該液面的信息。因此國外提出了一種新的以超聲波為基礎(chǔ)，用于多層液面測量（MLLM）的硬件裝置。（3）電容式界面檢測儀圖12容界面檢測儀對圓柱殼金屬容器，在其中心豎直插入一根電極，則電極與容器壁之間就可視為一個(gè)柱型電容器。（2）差壓式界面檢測儀差壓式界面檢測儀是根據(jù)壓力差原理工作的，不同界面高度會導(dǎo)致液體密度不同，儀表的兩個(gè)差壓變送器檢測到的壓差就不同。這個(gè)問題一直沒有得到很好的解決。目前，已有不少可以小規(guī)模應(yīng)用于特定油田的技術(shù)出現(xiàn)，并且也相繼出現(xiàn)了一批專門制造這一類檢測儀器的公司，如北京創(chuàng)新思成科技有限公司、山東力創(chuàng)、蘭州科慶儀表公司等。90年代中期，曼徹斯特理工大學(xué)的電子工程系成功地研制出了分段電容陣列法，這種方法的電容傳感器不但對傳感器的制作工藝要求很高，而且對安裝維護(hù)的要求也很高。準(zhǔn)確地檢測油罐內(nèi)油水界面是實(shí)現(xiàn)原油分離灌自動放水的重要保障，也是儲運(yùn)系統(tǒng)管理和計(jì)算原油儲量的主要依據(jù)，在自動化技術(shù)中占有著重要的位置。在這個(gè)過程中，對原油層和水層分界面的檢測非常重要。在油田生產(chǎn)過程中，油水分離是原油加工中極為重要的環(huán)節(jié)。measurement datadielectric constant in oil, water, emulsion to achieve the line detection of oilwater interface in crude oil（6） 第1516周，準(zhǔn)備PPT，答辯。公開級學(xué)位論文全文電子版允許讀者在校園網(wǎng)上瀏覽并下載全文。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。密 級學(xué) 號070233 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目：油水界面測量軟件設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人完全同意本作品在校園網(wǎng)上提供論文目錄檢索、文摘瀏覽以及全文部分瀏覽服務(wù)。（4） 第13周完成詳細(xì)設(shè)計(jì)、圖紙繪制、程序調(diào)試和論文等，檢查所有畢業(yè)設(shè)計(jì)資料并修改（5） 第14周周五之前上交所有畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料，機(jī)械工程學(xué)院教學(xué)委員會對所有畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯資格審查，審查通過后，方可參加第一次答辯。capacitance sensors to detection the different of theThe implementation process of oilwater interface realtime monitoring. Experiment一般來說，除去泥沙和氣體是比較容易的，而除去其中的水卻是一個(gè)相對比較復(fù)雜的過程，油水分離技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。因而，必須將開采出來的油水混合物送入油水分離罐中靜置一定的時(shí)間，由于油和水的比重不同，在重力的作用下，混合物中的小水滴將會匯聚成大水珠，進(jìn)而沉淀到分離罐的底部，其中的油層則浮于水層的上面，再通過對分離灌內(nèi)水層和原油層的分別引出，就實(shí)現(xiàn)了油水分離的目的。準(zhǔn)確地對原油儲油罐內(nèi)油水界面進(jìn)行檢測，及時(shí)地反映原油儲罐中油水界面的狀態(tài)，對管理部門減少能耗、降低成本、實(shí)現(xiàn)油田的自動化管理起著重要作用。德國的ENRAF一ONIUS公司于80年代末期推出了串式電容物位測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用多級串式電容液位傳感器。近些年隨著大慶油田等國內(nèi)大型油田都己經(jīng)臨近了枯油期，原油中的水分含量也越來越高，油田迫切需要能有效地解決油水分離的一種技術(shù)，因此不斷地加大對該技術(shù)的資金投入，同時(shí)業(yè)內(nèi)人士們的不斷關(guān)注和油水界面檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，推動了油水界面檢測技術(shù)的迅速發(fā)展。目前很多原油儲罐仍然使用手工檢測界面，通過測量電導(dǎo)率的變化確定油水界面的位置，但此方法只能大致估計(jì)油水界面的位置和乳化帶寬度。一般來說，斷帶就意味著浮子式界面檢測儀的廢棄，可見其維護(hù)性是很差的。美國Fisher—Rosemount(費(fèi)希爾一羅絲蒙特)公司采用一種雙差壓法測量，簡稱HTG系統(tǒng)，即利用上、中、下三點(diǎn)的靜壓求出兩個(gè)差壓，通過比較消除了密度的影響，但該方法對非勻相液體的測量是無效的。但此系統(tǒng)很昂貴，此外微波的高能量使得該技術(shù)不適合檢測可燃液體。多層界面檢測設(shè)備包括兩個(gè)分別位于縱向位置的超聲波傳感器（分別是發(fā)射器和接收器），分別檢測儲油罐內(nèi)油和水之間乳化液的高、低液面。該系統(tǒng)不包括任何移動部件，在油桶中以多種方式，在不同高度傳遞超聲波，可以檢測工業(yè)油桶乳化液中的液面。 圖13 乳化液層檢測系統(tǒng)硬件在這個(gè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)超聲波工業(yè)設(shè)備，實(shí)施，并實(shí)時(shí)精確的檢測6米儲油罐的乳化液層。射頻導(dǎo)納物位控制技術(shù)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來的，防掛料性能更好，工作更可靠，測量更準(zhǔn)確，適用性更廣的物位控制技術(shù)，“射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”由阻抗成份，容性成份，感性成份綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻電流測量導(dǎo)納的方法。根據(jù)數(shù)學(xué)理論，如果掛料足夠長，則掛料的電容和電阻部分的阻抗和容抗數(shù)值相等，因此用交流鑒相采樣器可以分別測量電容和電阻。“詢問”脈沖發(fā)出至檢測到“回答”脈沖的時(shí)間確認(rèn)為浮子的位置。第二章， 總體設(shè)計(jì)方案的提出，以及總體設(shè)計(jì)的流程圖，油水界面測量系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能。 ②采用MCGS軟件實(shí)現(xiàn)油水界面的檢測,由于MCGS軟件在實(shí)現(xiàn)動畫方面的功能比較豐富，可以比較直觀的模擬油水界面檢測的整個(gè)過程，所以選擇此方案。 （2）仔細(xì)閱讀所查的相關(guān)資料，對所要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做細(xì)致全面的認(rèn)識，包括其基本組成、工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域、國際國內(nèi)研究情況等等。（2）通過485232轉(zhuǎn)換串口將傳感器中獲得的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中。由于位于液罐下層的水，中層的油，和上層的空氣，各自的介電常數(shù)ε有較大差異，因此由上至下多段微電容串各自55mm的檢測電極與罐壁之間構(gòu)成n個(gè)層面檢測電容，每個(gè)電容的電容量都與其和罐壁之間介電常數(shù)ε成正比。從上至下等效為10個(gè)電容: ,…：圖33傳感器結(jié)構(gòu)及等效電容圖從圖中可以看出~中都是同一種介質(zhì)原油，和中也是同一種介質(zhì)水，只有中有原油和水兩種介質(zhì)，由于各段電容長度、內(nèi)徑和外徑都相等，不難得出：＜====＜＜== (31)~的電容值是需要經(jīng)過測量才能得到的，而只要得到了這十個(gè)電容值也就得到了上面的關(guān)系式，我們就可以判斷出，和充滿的是介質(zhì)水，~充滿的是介質(zhì)原油，中充入的是原油但沒有充滿，中充有原油和水兩種介質(zhì)，也就是說原油與水的分界面在段電容傳感器中，由于每個(gè)傳感器的高度都為L。和k就也不是常數(shù)，必須通過測量來獲得和，進(jìn)而求得C。確保適用一切現(xiàn)有的通信軟件和接口硬件，不需要對以前的基于RS232的工作方式作任何軟件的修改。（8）RS485/422提供每線600W的防雷保護(hù)和防止共地干擾。組態(tài)軟件MCGS是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。這種把數(shù)值、屬性和方法定義成一體的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)對象。在MCGS工作平臺上，點(diǎn)擊“用戶窗口”，在“用戶窗口”界面單擊“新建窗口”，再單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”對話框，如圖42所示，將窗口名稱改為“油水分離界面”，同時(shí)將窗口標(biāo)題也改為“油水分離界面”，將窗口設(shè)置選為最大化顯示，其他不變，點(diǎn)擊“確認(rèn)”。如圖48所示：圖48 建立數(shù)據(jù)連接同理設(shè)置其余兩個(gè)輸入框分別連接Data水和Data乳化液，設(shè)置右側(cè)藍(lán)黃綠三個(gè)圖符的動畫效果，顯示液位的實(shí)時(shí)高度。一個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)固定的策略構(gòu)件：啟動策略、循環(huán)策略和退出策略，本系統(tǒng)循環(huán)策略用于區(qū)分油，水及其乳化液界面位置，下面這段程序?yàn)榇_定水液位高度的腳本程序，由于純水的測量值都在3000以上，所以腳本程序里以3000為基準(zhǔn)，將傳感器的測量值與3000進(jìn)行比較，以確定水液位的高度?？刂破鏖g采用對等的技術(shù)進(jìn)行通訊，即任意一個(gè)控制器可向其它控制器啟動數(shù)據(jù)傳送。（3）無論如何都不能從一個(gè)從站開始通信。 在水中部分的長度為h。圖416油水界面模擬示意圖在實(shí)際處理中,首先做兩種假設(shè):①　假定油水混合比例按線性規(guī)律變化②　假定共有n級電極涉及了油水混合層,而油水混合層又恰好與n級電極同高同步。將各條件代入方程組：0解得：（41）此時(shí)求得油水混合層的厚度H為: （42）求得H后進(jìn)行迭代處理,將此厚度重新n等分,得到L′,再將L′代回上式（41）,求得新的XX3代回上式（42）,依次循環(huán)直到XX3趨于穩(wěn)定,便可實(shí)現(xiàn)對油水混合層的測量。第六章 結(jié)論與展望 結(jié)論本文主要研究了國內(nèi)外在油水界面分離技術(shù)上的現(xiàn)狀，國內(nèi)這一領(lǐng)域還處于初級階段。參 考 文 獻(xiàn)[1] 何兆民, 油水界面檢測系統(tǒng)的研究[D]:[碩士學(xué)位論文].青島：青島科技大學(xué)，2004.[2] 馬婧，馬茜，基于數(shù)據(jù)采集卡和組態(tài)軟件的PLC 控制系統(tǒng)仿真[J]. 兵工自動化，2008 (27).30～31.[3] 李國 , 姜延?xùn)|. 基于MCGS的工業(yè)水集中監(jiān)控系統(tǒng)[J].氯堿工業(yè), 2009(45):3840.[4] 陳超洋, 陳華德, 馬龍博，MCGS組態(tài)軟件與VB數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn). 工業(yè)儀表與自動化裝置??[J]，2009：8688. [5] ，尚晨旭，電容式油水界面液位的設(shè)計(jì). 中國儀器儀表[J].2006: 56～58.[6] 張棟棟,張青松, 基于組態(tài)軟件MCGS 的多相流實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)[J]. (30): 55～57.[7] 劉華毅、范世宇、分段式電容傳感器及其應(yīng)用[N].傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2006:196