【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)輸油泵站的機(jī)泵有人職守，大量物力財力用于人工。主管部門和監(jiān)控部門不能隨。輸油泵站設(shè)備隱患不能被及時發(fā)現(xiàn)。為了提高管理效率，本文設(shè)計。本設(shè)計采用以單片機(jī)為控制核心的自動控制系統(tǒng)。結(jié)合輸油泵站的實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)。計相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)對輸油管道溫度和壓力的自動控制。系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。同時把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，得到數(shù)據(jù)在LCD液晶顯示器上顯示。以通過按鍵實(shí)現(xiàn)對溫度值和壓力值的調(diào)節(jié)。由LED和蜂鳴器組成報警系統(tǒng)?，F(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。線路工作狀態(tài)的監(jiān)控。Keywords：Oilpumpstation；SCM；Control；Automation;simulation

　　

【正文】 820的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源 。 因?yàn)槊恳粋€ DSl820 在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號 ， 因此任意多個 DSl820 可以存放在同一條單線總線上 。 這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件 。 DSl820 的測量范圍從 55 到 +125， 增量值為 ， 可在 ls內(nèi)把溫度變換成數(shù)字 。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器引腳說明 圖 11 DS18B20 引腳 圖 DSl820 引腳如圖 11 所示， DSl820 引腳功能說明 ： 1接口 :接地 。 2接口 :數(shù)字 信號輸入輸出 。 3接口 :電源。 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(jī)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(shí)現(xiàn)各種功能，使系統(tǒng)完全符合本設(shè)計的要求。 系統(tǒng)主程序設(shè)計 主程序是整個系統(tǒng)軟件的運(yùn)行主體，各個子系統(tǒng)軟件都必須經(jīng)過它的調(diào)度，才能運(yùn)行得當(dāng)。 根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計要求以及硬件電路原理，按照硬件連接和各個模塊芯片的特性以及功能實(shí)現(xiàn)要求，本系統(tǒng)的主要流程包括：系統(tǒng)初始化 、 A/D 轉(zhuǎn)換、 LCD 顯示 。 按照功能分析以及課題的技術(shù)指標(biāo)，可設(shè)計出整個系統(tǒng)的總流 程圖，如圖 12： 圖 12 主程 序流程 圖 系統(tǒng)初始化 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 LCD顯示 單片機(jī)數(shù)據(jù)接收并處理 開始 設(shè)置系統(tǒng)參數(shù) 讀取溫度、壓力值 報警、加溫加壓 Y 屆畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 共 38 頁 傳感器程序 設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖，如圖 13所示： 圖 13 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 傳感器說明及仿真 壓力傳感器 ： 系統(tǒng)可以通過按鈕調(diào)節(jié)壓力 值。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力值：如圖 14，按下“減一”按鈕，管道內(nèi)壓力減少 1MPa，按下“加一”按鈕，管道內(nèi)壓力增加 1MPa。 圖 14 調(diào)節(jié)壓力按鈕圖 中斷 初始化 選擇轉(zhuǎn)換通道 啟動 ADC0832 等待轉(zhuǎn)換完成 N Y 輸出數(shù)據(jù)并處理 返回 開始 屆畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 共 38 頁 溫度 傳感器 ：系統(tǒng)可以通過按鈕調(diào)節(jié)溫度值。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度值： 如圖 15，按下“減一”按鈕，管道內(nèi)溫度減少 1 攝氏度，按下“加一 ”按鈕，管道內(nèi)溫度增加 1攝氏度。 圖 15 調(diào)節(jié)溫度按鈕圖 顯示模塊程序設(shè)計 顯示模塊程序 流程 顯示模塊 流程圖，如圖 16所示： 屆畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 38 頁 圖 16 顯示模塊流程圖 顯示模塊說明及仿真 LCD 上顯示系統(tǒng)當(dāng)前的壓力值和溫度值。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。 圖 17 LCD 仿真 圖 清屏 開顯示 向 LM016L 送顯示地址、 顯示字符 指向下一個待顯示的字符及地址 延時 字符顯示 完否？ 延時 返回 Y N 顯示系統(tǒng)設(shè)置 初始化 LCD 屆畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 38 頁 跑馬燈程序設(shè)計 跑馬燈 程序流程 跑 馬燈程序 流程圖，如圖 18 所示： 圖 18 跑馬燈程序流程圖 跑馬燈 說明與仿真 本設(shè)計中使用跑馬燈模擬油路傳輸，使用兩條跑馬燈，分別代表首站和中間站 的油路 。 圖 19 跑馬燈程序流程圖 屆畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 共 38 頁 5 調(diào)試與仿真 proteus 簡介 Proteus 軟件是 英國 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件， Proteus 軟件有近 20年的歷史，在全球廣泛使用。它除了具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB 自動或人工布線及 電路仿真的功能外， 它的電路 是可以仿真 交互的，可視化的，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級的實(shí)時調(diào)試，還可以 看到運(yùn)行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，可以測量仿真的波形及記錄仿真數(shù)據(jù)。在不需要硬件設(shè)備投入的情況下， Proteus 軟件可以建立完整的電子學(xué)習(xí)設(shè)計開發(fā)環(huán)境，縮短研發(fā)周期， 且降低開發(fā)成本。 Proteus 組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計以及自動布線來實(shí)現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。 功能模塊 :— 個易用而又 功能強(qiáng)大的 ISIS 原理布圖工具， PROSPICE 混合模型 SPICE 仿真 。， ARESPCB 設(shè)計。 PROSPICE 仿真器的一個擴(kuò)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。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕， LED 甚至 LCD 顯示 CPU 模型 [4]。 Proteus 主要特征： （ 1） 支持許多通用的微控制器 ,如 ARM,PIC,AVR,以及 8051。 （ 2） 交互的裝置模型包括 :LED 和 LCD 顯示 ,RS232 終端 ,通用鍵盤 。 （ 3） 強(qiáng)大的調(diào)試工具 ,包括寄存器和 存儲器 ,斷點(diǎn)和單步模式 。 （ 4） IAR CSPY 和 KeiluVision2 等開發(fā)工具的源層調(diào)試 。 （ 5） 應(yīng)用特殊模型的 DLL 界面 提供有關(guān)元件庫的全部文件 。 proteus 仿真結(jié)果 在系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下 ，跑馬燈模擬油路運(yùn)輸狀態(tài)， 傳感器實(shí)時采集數(shù)據(jù)， LCD顯示當(dāng)前壓力和溫度值，儲油罐儲存原油。 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(yùn)行，加壓電路開始加壓。如圖 20所示。 屆畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 38 頁 圖 20 系統(tǒng)低壓 圖 壓力低于 5MPa 跑馬燈停止運(yùn)行 蜂鳴器報警 警報燈亮 儲油罐停止儲油 開始加壓 LCD 顯示當(dāng)前壓力 屆畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 38 頁 當(dāng)壓力高于 20MPa 時，系統(tǒng)高壓報警，啟動蜂鳴器和紅色報警燈，油路停止運(yùn)行，減壓 電路開始減壓。如圖 21所示。 圖 21 系統(tǒng)高壓 圖 圖 21 系統(tǒng)高壓 圖 壓力 高 于20MPa 跑馬燈停止運(yùn)行 蜂鳴器報警 警報燈亮 儲油罐停止儲油 開始減壓 LCD 顯示當(dāng)前壓力 屆畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 38 頁 當(dāng)溫度低于 30 攝氏度時，系統(tǒng)低溫報警，啟動蜂鳴器和紅色報警燈，油路停止運(yùn)行， 加熱電路開始加熱。如圖 22 所示。 圖 22 系統(tǒng)低溫 圖 溫度低于 30攝氏度 跑馬燈停止運(yùn)行 蜂鳴器報警 警報燈亮 儲油罐停止儲油 開始加熱 LCD 顯示當(dāng)前溫度 屆畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 38 頁 當(dāng)溫度高于 50攝氏度時，系統(tǒng)高溫報警，啟動蜂鳴器和紅色報警燈，油路停止運(yùn)行，加熱電路停止加熱。如圖 23 所示。 圖 23 系統(tǒng)高溫 圖 溫 度 高 于50 攝氏度 跑馬燈停止運(yùn)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(jī)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。軟件設(shè)計包括主程序、 A/D 轉(zhuǎn)換程序、液晶顯示程序、 跑馬燈程序 等。通過硬件電路和軟件設(shè)計協(xié)調(diào)工作完成了系統(tǒng)所要求的功能。實(shí)現(xiàn)對 輸油泵站機(jī)泵自動控制功能 。 該系統(tǒng)主要是以 AT89C51 單片機(jī)作為核心控制芯片， A/D 轉(zhuǎn)換電路將數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， 同時傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并處理 。 系統(tǒng) 采用 LCD 液晶顯示可以實(shí)時顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)， 液晶顯示 充分滿足了使用者對產(chǎn)品使用便捷直觀的要求 。 軟件設(shè)計采用 C語言進(jìn)行編寫，完成了 程序的源代碼（如：主程序、 A/D 轉(zhuǎn)換程序、跑馬燈 程序， 液晶 顯示程序 ）的編寫工作。 本文設(shè)計的 輸油 泵站機(jī)泵控制 系統(tǒng) 具有成本較低、 智能化水平高、管理 效率高、可實(shí)現(xiàn) 對輸油泵進(jìn)行自動控制的 特點(diǎn)。 屆畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 共 38 頁 參考文獻(xiàn) [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 .2020:830 [3] 馮盛 . 無線移動通信在石化輸油沿線的應(yīng)用 [J].科技信息 .2020(24):13 [4] 韓斌杰 .GPRS 原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 . 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