【正文】 .....................................19 顯示模塊說明及仿真 ...........................................................................................................20 跑馬燈程序設(shè)計 ....................................................................................................................21 跑馬燈程序流程 ..................................................................................................................21 跑馬燈說明與仿真 ..............................................................................................................21 5 調(diào)試與仿真 ..............................................................................................................................22 proteus 簡介 ............................................................................................................................22 proteus 仿真結(jié)果 .....................................................................................................................22 6 總結(jié) .........................................................................................................................................27 參考文獻 .....................................................................................................................................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 第 1 頁 共 38 頁 1 緒論 研究目的及意義 隨著 現(xiàn)代工業(yè)的進一步發(fā)展 和全球化 趨勢 的 加強 ，世界 對資源的需求 在 不斷增加，作為目前 最重要的能源之一 石油，為 經(jīng)濟的發(fā)展及社會的進步提供了動力。結(jié)合輸油泵站的實際運行情況，設(shè)計相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)對輸油管道溫度和壓力的自動控制。輸油泵站設(shè)備隱患不能被及時發(fā)現(xiàn)。本次設(shè)計的軟件部分由 C語言完成 , 軟件設(shè)計分為主程序 ,A/D 轉(zhuǎn)換程序，跑馬燈程序，顯示程序等，實現(xiàn)了對輸油泵站的自動控制，配合軟件仿真可以直觀的查看此系統(tǒng)的功能。 目前國內(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 對輸油泵站的工作狀態(tài)和輸油管道的監(jiān)測難度很大。 90年代，我國長輸管道廣泛地采用 SCADA 系統(tǒng)進行全線監(jiān)視、生產(chǎn)管理、調(diào)度及控制。特別在高凝點、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 第 2 頁 共 38 頁 等方面己達國際水平。例如 :美國的全美管線就是世界上最先進的一條熱輸原油管道，全長 2 715 km，管徑 760，全線采用計算機監(jiān)控和管理系統(tǒng) (SCSS)，在控制中心的調(diào)度人員通過計算機可實現(xiàn)管道流量、壓力及泵、爐、閥等設(shè)備的自動控制，仿真系統(tǒng)軟件可完成泄漏檢測、定位、 設(shè)備優(yōu)化配置、運行模擬等功能。硬件的設(shè)計主要包括了各個功能模塊的方案論證和電路設(shè)計；軟件設(shè)計主要包括主程序 、 LCD 顯示、 A/D 轉(zhuǎn)換 等子程序編制。 （ 5） 超過閥值自動報警，停止工作。主要任務(wù)是接收來油，經(jīng)計量后，加壓加熱向下站輸送。 實現(xiàn) 輸油泵站自動控制 功能 的 總體思路如下 ： 系統(tǒng)由電源進行供電，當(dāng) 啟動 自動控制系統(tǒng)后， 加熱加壓電路和跑馬燈電路（模擬油路的傳輸）開始工作。 從 1976 年 9月 Intel 公司推出 MCS— 48系列單片機以來，世界上的一些著名的器件公司都紛紛推出各自系列的單片機產(chǎn)品。同時， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種 軟件可選的節(jié)電工作模式。主要參數(shù) (壓力、溫度等 )的計量誤差不高于 ％；各項參數(shù)的年漂移量不大于 %FS；采集誤差不高于 1/10000。 本設(shè)計中為了仿真需要， 使用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 代替 一體化溫度變送器 ；使用滑動變阻器和 ADC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 代替 振弦式壓力變送器 。 LTE 是目前快速發(fā)展的 4G 移動網(wǎng)絡(luò)， LTE 實現(xiàn)了 網(wǎng)絡(luò)時延的減少、更高的數(shù)據(jù)速 率、系統(tǒng)容量和覆蓋。 中央處理器電路核心芯片 中央處理電路 是以 AT89C51 為核心芯片， AT89C51 是一種附帶 4K字節(jié) 可編程 、 可擦除的只讀存儲器 CMOS8 位微處理器。 P0 接口能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可被定義為數(shù)據(jù) 、地址的低 8 位。在給出地址 “1”時，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進 行讀寫時， P2接 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸 入編程脈沖。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 P2接 口： P2接 口與溫度傳感器、加熱加壓模塊和報警器連接，當(dāng)溫度高于或低于設(shè)置溫度時，單片機控制報警并啟動加熱加壓模塊。若 VCC 上升時間小于 20ms，那么從上電時間算起，只要保持 RST 引腳在高電平停留時間不小于 20ms 即可。 圖 5 系統(tǒng)時鐘電路圖 屆畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 38 頁 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0832 A/D 轉(zhuǎn)換的過程是模擬信號依次通過取樣、保持和量化、編碼幾個過程后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 DO： 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)輸出 。 單片機對 ADC0832 的控制原理 ADC0832 與單片機的接口使用四 條數(shù)據(jù)線，分別是 CS 口 、 CLK 口 、 DO口 、 DI 口 。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “0” 、 “0” 時，將 CH0作為正輸入端 IN+， CH1 作為負(fù)輸入端 IN進行輸入。 74HC138 譯碼器可接受 3位二進制加權(quán)地址輸入 ，并當(dāng)使能時，提供 8個互斥的低有效輸出（ Y0至 Y7）。 圖 9 跑馬燈電路 圖 液晶顯示電路設(shè)計 液晶顯示器具有液體的流動性和晶體的某些光學(xué)特性，它本身不發(fā)光，而只是調(diào)制環(huán)境光，越是亮的地方顯示越清晰，黑暗中不能顯示。 （ 2） 芯片工作電壓： 。 R/W：讀寫控制端。 信息經(jīng)過單線接口送入 DSl820 或從 DSl820 送出 ， 因此從主機 CPU 到 DSl820 僅需一條線 (和地線 )。 屆畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 38 頁 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 本章詳細(xì)介紹系統(tǒng)軟件的設(shè)計，本系統(tǒng)的軟件采用 C 語言編寫，模塊化程序設(shè) 計，大致可分為單片機主程序、顯示程序、 A/D 轉(zhuǎn)換程序 、跑馬燈程序 等，與硬件電路配合實現(xiàn)各種功能，使系統(tǒng)完全符合本設(shè)計的要求。第一行為首站的壓力值和溫度值，第二行為中間站的壓力值和溫度值。 PROSPICE 仿真器的一個擴展 PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計的協(xié)同仿真。 當(dāng)壓力低于 5MPa 時，系統(tǒng)低壓報警，啟動蜂鳴器和紅色報警燈，油路停止運行，加壓電路開始加壓。 圖 23 系統(tǒng)高溫 圖 溫 度 高 于50 攝氏度 跑馬燈停止運行 蜂鳴器報警 警報燈亮 儲油罐停止儲油 停止加熱 LCD 顯示當(dāng)前溫度 屆畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 共 38 頁 6 總結(jié) 至此，本次所設(shè)計的輸油 泵站機泵控制 系統(tǒng)已經(jīng)完成，該設(shè)計的硬件設(shè)計包括：中央處理器、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 跑馬燈 電路、液晶顯示電路等。 屆畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 共 38 頁 參考文獻 [1] 中國石油規(guī)劃總院 . 油氣管道技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [R].北京 :中國石油管道技術(shù)與管理專題報告會 .2020:16 [2] 鮑秀華 .油田集輸、注水泵站生產(chǎn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研 究 [D].浙江 :浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 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