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儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-展示頁(yè)

2024-07-24 19:37本頁(yè)面
  

【正文】 求人機(jī)界面友好, 操作簡(jiǎn)便;在硬件方面,要求維護(hù)檢修方便。系統(tǒng)的造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理,性能價(jià)格比高。系統(tǒng)應(yīng)能攜掛不同類型的傳感器,能夠測(cè)量多種參數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮其應(yīng)用對(duì)象的共性,使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的通用性,可以在油庫(kù)推廣應(yīng)用。系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠,性能穩(wěn)定,可以在惡劣環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)工作。 需求分析 在設(shè)計(jì)儲(chǔ)油罐管理系統(tǒng)時(shí),首先確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能要求,從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度上進(jìn)行可行性分析,然后進(jìn)行方案選擇和 總體設(shè)計(jì),考慮下位機(jī)硬件電路的結(jié)構(gòu)是否合理,性價(jià)比等問(wèn)題,探討上位機(jī)的功能框架,采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié),再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和調(diào)試,最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)。因此,研發(fā)出符合我國(guó)國(guó)情的油罐區(qū)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),不僅可以保障石油庫(kù)區(qū)的安全生產(chǎn),而且將加快石油行業(yè)的現(xiàn)代化管理進(jìn)程。相比較而言,國(guó)外的油罐區(qū)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能好,但其價(jià)格過(guò) 高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我國(guó)廣大用戶的承受能力。 本系統(tǒng)針對(duì)上述問(wèn)題,采用相應(yīng)的傳感器采集儲(chǔ)油罐內(nèi)的溫度和壓力,并通過(guò)單片機(jī)將儲(chǔ)油量、溫度值顯示出來(lái);同時(shí)利用串口將各項(xiàng)數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī),從而進(jìn)行更精確的計(jì)算與統(tǒng)計(jì)。 長(zhǎng) 治 學(xué) 院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué) 號(hào): 08405433 姓 名: 張國(guó)雁 指導(dǎo)教師: 張 毅 專 業(yè): 電子信息科學(xué)與技術(shù) 系 別: 電子信息與物理系 完成時(shí)間: 20xx年 5月 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè): 電子信息科學(xué)與技術(shù) 姓名: 張國(guó)雁 學(xué)號(hào): 08405433 指導(dǎo)教師: 張毅 摘要 :我國(guó)石 油資源豐富 ,采油煉油企業(yè)眾多 ,儲(chǔ)油罐是儲(chǔ)存油品的重要設(shè)備 ,儲(chǔ)油罐液位的精確計(jì)量對(duì)生產(chǎn)廠庫(kù)存管理及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大。但國(guó)內(nèi)許多反應(yīng)罐、大型儲(chǔ)油罐、加油站的液位計(jì)量仍采用人工檢尺和分析化驗(yàn)的方法 ,其他參數(shù)的測(cè)定也沒(méi)有實(shí)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量 ,這樣易引發(fā)安全事故,無(wú)法為生產(chǎn)操作和管理決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。 關(guān)鍵詞 :儲(chǔ)油罐、液位監(jiān)測(cè) 、 QT、 ARM、嵌入式 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 1 系統(tǒng)概述 .................................................................................................................................1 題目分析 ..............................................................................................................................1 選題意義 ....................................................................................................................1 需求分析 ....................................................................................................................1 功能分析 ..............................................................................................................................1 2 方案論證 ...............................................................................................................................3 硬件方案 ...............................................................................................................................3 、硬件方案 1 ...............................................................................................................3 、硬件方案 2 ...............................................................................................................3 、兩種硬件 方案論證 ..................................................................................................3 2. 2 軟件方案 .............................................................................................................................3 、軟件開(kāi)發(fā)工具論證 ..................................................................................................4 、方案比較 ..................................................................................................................4 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之下位機(jī)部分 .........................................................................................................6 .液面測(cè)量模塊 :............................................................................................................6 ..............................................................................................................12 串口數(shù)據(jù)發(fā)送模塊 .....................................................................................................14 顯示模塊 .....................................................................................................................16 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之上位機(jī)部分 .......................................................................................................18 PC 端軟件 ....................................................................................................................18 ARM 嵌入式設(shè)備端軟件 ............................................................................................21 5 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................................................................................................23 調(diào)試計(jì)劃 .....................................................................................................................23 程序運(yùn)行中的錯(cuò)誤 .....................................................................................................23 調(diào)試結(jié)果 .....................................................................................................................23 6 總結(jié)分析 ...............................................................................................................................28 附錄 ...........................................................................................................................................31 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1 系統(tǒng)概述 題目分析 選題意義 隨著科技的發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅猛發(fā)展,由傳統(tǒng)的人工測(cè)量開(kāi)始逐步向計(jì)算機(jī)智能監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。而國(guó)內(nèi)研制的系統(tǒng)大多計(jì)算精度低、穩(wěn)定性和可靠性差。 針對(duì)油庫(kù)儲(chǔ)油罐地理位置分布廣,信號(hào)傳送距離遠(yuǎn)的特點(diǎn),采用 “功能分散、負(fù)荷分散、危險(xiǎn)分散、管理集中 ”的分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想, “硬件模塊化、軟件組合化、通信網(wǎng)絡(luò)化 ”的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)初期,主要考慮了以下因素: ( 1)可靠性。 ( 2)通用性。 ( 3)兼容性。 ( 4)經(jīng)濟(jì)性。 ( 5)操作維護(hù)方便性。 功能分析 根據(jù)對(duì)儲(chǔ)油罐液位監(jiān)測(cè)及計(jì)量管理任務(wù)的深入分析,系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下幾大功能: 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1. 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定與修改 儲(chǔ)油罐區(qū)參數(shù)設(shè)定和修改:儲(chǔ)油罐數(shù)量、標(biāo)號(hào)設(shè)定、通訊參數(shù)設(shè)置,儲(chǔ)油罐分區(qū)管理定義等。 2. 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與計(jì)量 儲(chǔ)油罐狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):儲(chǔ)油罐液位等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 3. 可視信息服務(wù) 顯示系統(tǒng)總貌及構(gòu)成、各個(gè)油罐的溫度,液位,壓力 數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)儀表之間通過(guò) RS485 總線連接,儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集液位的核心是兩個(gè)壓力傳感器 。 硬 件方案 2 硬件方案 2 是光用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)液位監(jiān)控系統(tǒng)。 兩種硬件 方案論證 結(jié)合兩種硬件方案,采用的硬件結(jié)構(gòu)有所不同,方案 2 用單片機(jī)作為硬件系統(tǒng),顯然電路復(fù)雜,可靠性較低,而且無(wú)法向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)。 本設(shè)計(jì)最終選擇方案 1,因?yàn)樗鄬?duì)于方案 2 來(lái)說(shuō),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)高度模塊化,低 功耗電路設(shè)計(jì),全數(shù)字總線接口,通信協(xié)議開(kāi)放,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng),所利用的液位測(cè)量技術(shù)成熟,可靠性高。 通過(guò)對(duì)儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與計(jì)量管理設(shè)計(jì)目標(biāo)的論證,確定上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)以下功能: ( 1) 系統(tǒng)參數(shù)的修改 ( 2) 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與計(jì)量 軟件開(kāi)發(fā)工具論證 i. 下位機(jī)端: 方案一:使用匯編語(yǔ)言為單片機(jī)編寫程序。 方案二:使用 keil 軟件,用 C 語(yǔ)言為單片機(jī)編寫程序。 ii. 上位機(jī)端: 方案一: 使用 Delphi 作為開(kāi)發(fā)工具, Delphi 是著名的 Borland 公司開(kāi)發(fā)的可視化軟件開(kāi)發(fā) 工具。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過(guò)于嚴(yán)謹(jǐn),對(duì)編程水平要求頗高。 優(yōu)點(diǎn)是 Qt 提供了強(qiáng)大的可視化編程能力 。 Qt 的良好封裝機(jī)制使得 Qt 的模塊化程度非常高,可重用性較好,對(duì)于用戶開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)是非常 方便的。 方案比較 i. 下位機(jī)端: 顯然,用 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)下位機(jī)程序有 可讀性強(qiáng)、易于編程、代碼量低的優(yōu)點(diǎn),而且 可以降低開(kāi)發(fā)難度與 開(kāi)發(fā) 周期。所以我們選用 Qt 作為本系統(tǒng)的上位機(jī)開(kāi)發(fā)軟件。大致的實(shí)現(xiàn)方法是由兩個(gè)壓力傳感器獲取到兩個(gè)壓力模擬量 , 經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后以 I2C 數(shù)據(jù)形式發(fā)送到單片機(jī)中,單片機(jī)經(jīng)過(guò)一定的算數(shù)運(yùn)算后得到當(dāng)前液位與滿載 液位的高度比。具體實(shí)現(xiàn)方法在下文中分模塊詳細(xì)介紹。如圖 所示, 其中 P1, P2 是底端和上端的壓力值。甚至同廠生產(chǎn)的不同批次的成品
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