天然气压力监控系统的设计

西南交通大学本科毕业设计（论文）天然气压力监控系统的设计年级:2003级学号:20030902姓名:邓业民专业:机械工程及自动化系指导老师:肖世德2007年5月西南交通大学本科毕业设计(论文)第2页院系机械工程学院专业机械工程及自动化年级2003姓名邓业民题目天然气压力监控系统的设计指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第3页毕业设计（论文）任务书班级机械六班学生姓名邓业民学号20030902发题日期：2007年3月10日完成日期：6月15日题目天然气压力监rbxsi.com/dafa888/控系统的设计1、本论文的目的、意义本文所设计的天然气压力监控系统qtxscjg.com/dafa888yulecheng/是模拟四川省某天然气输配站的压力监控项目。此系统除应用于储气罐压力的自动监By-gnksguybbmhktec.com/控外，还可用于其它领域的压力监控场合。当当前被测压力低于或高于设定的下限或上限压力值时，能启动报警程序进行声光报警，同时能通过步进电机来控制阀门以实现自动调节储气罐中的压力的目的；除此之外，通过人机交互，可设置储气罐中的压力范围参数，实时显示当前压力值及系统运行状况，便于数据记录与生产管理。这对于提高生产、管理效率，实现高效、优质、可靠生产都具有重要意义。虽然只是模拟现场进行监控，但通过这次毕业设计，增补了我们机电学生在电力电子方面的知识，完善了我的知识结构，增强了自己在测控系统设计、电路分析与设计的能力。2、学生应完成的任务天然气压力监控系统的总体方案设计监控系统的硬件电路设计(包括系统的扩展与配置)监控系统的软件设计单片机应用系统抗干扰术的论述PCB设计及其工程文档外文资料翻译设计、计算说明书实习报告西南交通大学本科毕业设计(论文)第3页西南交通大学本科毕业设计(论文)第4页3、论文各部分内容及时间分配：（共12周）第一部分实习(1周)第二部分收集资料、完成总体方案设计(2周)第三部分进行详细设计，完成系统电路板的加工、检测(5周)第四部分整机组装、功能调试及分析(1周)第五部分外文翻译以及设计说明书的编写(2周)评阅及答辩(1周)备注gzsatcm.com/指导教师：年月日审批人：年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第6页摘要我国的天然气工业正在快速蓬勃地发展。与此同时,天然气的输配与存储系统也日趋庞大与复杂，使得人们及时准确地掌握输配系统的运行规律、以及对天然气进行计量、监控都变得十分困难。在我国科技人员的努力下，现已成功研制出实用、先进的天然气输配站的计算机监控系统，能进行计量点分散计量、集中查询与管理，实现对现场输配情况的自动检测和远程监控，能完成对天然气输配管网稳态、动态仿真，达到天然气输配管网调度优化运行，提高了劳动生产率，保证系统的的可靠性、稳定性。在天然气输配过程中,及时准确地获取压力数据对安全生产、组织管理都具有十分重要的意义。本文所设计的正是针对天然气输配站压力进行监控的小型自动化系统。根据生产现场的实际情况,本系统的硬件由扩散硅压力传感器、变送电路、数据采集卡、微控制器及键盘、显示器等组成。系统中,采用扩散硅压力传感器为测压元件，通过信号调理、数据采集，进行A/D模数转换，完成压力数据的采集；通过键盘、显示等人机交互接口，进行系统压力极限参数的设置以及运行状况相关数据的显示；通过8051单片机的运算处理，完成当前被测压力的存储、显示、蜂鸣器鸣音报警，同时控制步进电机来调节存储罐中压力使之保持在安全范围之内，以实现存储罐中压力的自动控制。系统的软件开发基于汇编语言，与硬件电路相对应其主要功能模块包括：数据采集模块、数据的存贮与显示模块、声光报警模块以及步进电机驱动模块。软件设计中充分利用了汇编语言十分方便的控制功能特性，实现了系统被测压力的实时监测与自动调节。为了提高系统可靠度与稳定性，提出了各种硬件和软件抗干扰措施，保证系统安全、稳定、可靠地运行。关键词：数据采集；扩散硅压力传感器；人机交互；步进电机pljmj.com/西南交通大学本科毕业设计(论文)第7页AbstractSincethelaterperiodof1990ages,aserialsofnaturalgas“aorta”,suchastheShaanxiBeijingline,thetransportofthenaturalgasfromthewesttotheeastline,loyalWuline,thesecondShaanxiBeijinglineandsoon,hasbeencompletedandputintoproductiononeafteranother.Inaddition,themulti-striptransnationalnaturalgaspipelinewhichisplantedandunderconstruction,suchasthecoastgasline,theChineseandRussiangasline,theChineseandKazakhgaslineandsoon,symbolizesthattheChinesebackbonegaslinesarefastformingandourcountry’sgasindustryisfastandvigorouslydeveloping.However,atthesametime,thesystemoftrsnsporting、supplyingandstoringofthenaturalgasishugeandcomplexdaybyday.Itcausespeopleveryhardtograspthemovementruleofthetrsnsportingandsupplyingsystempromptlyandaccurately,itisalsoverydifficultforpeopletomeasureandmonitorthenaturalgas.Encourageingly,undertheendeavorofresearchersofourcountry,aavailableandadvancedcomputersupervisorysystemfornaturalgasstationhasbeendeveloped.Itcanconductthemeasurementfordistributeddotandthecentralinquirementandmanagement;Whatismore,itcanactualizetheautomaticdetectionandthelong-distancemonitoring;Italsocancompletethestableanddynamicstatesimulationofthepipenetworkofthenaturalgas,achievingthatthepipenetwork’attemperationcanbeoptimizated,theproductivitycanbeenhancedandalsoitcanguaranteesystemrunreliably,stably.Whatthisarticledesignsisasmallauto-controlledsystem,whichisaimedatmonitoringandcontrollingthepressureofasmalltrsnsportationandsupplygasstation.Intheprocessofstoringthenaturalgas,ithastheextremelyvitalsignificancetogetthemeasurementofthenaturalgaspromptlyandaccuratelyforsafeproductionandmanagement.znxlsj.com/Accordingtotheactualsituationoftheworkingscene,thehardwareofthissystemisconstructedofseveralpartsasfollowings,piezoresistivesemiconductorpressuresensor,convertingcircuit,thedataacquisitioncard,themicrocontroller,thekeyboardandthedisplayandsoon.Inthesystem,weusesthepiezoresistivesemiconductorpressuresensorasthemeasuringelement,thedataacquisitioniscompletedthoughtheprocessesofdataacquising,signaladjustmentandA/Dconversion;Throughman-machineinteractiveconnection,suchaskeyboardandLED,LCDdisplay,thesetupofthelimitpressureparametersaswellasthedisplaycanbeconducted;Aftertheprocessesofthe8051,thecurrentmeasuredpressurecanbestored,diaplayed,andthebuzzeralsocanbestartedup.Atthesametime,thestep-motorcanbecontrolledtoadjustthepressureautomaticlyinthestore-bininordertomaitainthepressureinthenormalrange,forthepurposeofautomaticcontroll.西南交通大学本科毕业设计(论文)第8页Thesoftwaredesignofthesystemisbasedontheassemblylanguage,correspondingtothestructureofthehardware,themainfunctionmoduleincludes:Thedataacquisingmodule,thedatastoringanddisplayingmodule,theacousto-opticswarningmoduleaswellasthestep-motordrivingmodule.Inthesoftwaredesign,wehasfullyusedthecontrollingcharacteristics,whichisextremelyconvenient,oftheassemblylanguage,andrealizedthereal-timemonitoringandtheautomaticcontrollingofthesystem.Inordertoenhancethereliabilityandthestabilityofthesystem,severalantijammingmeasuresincludinghardwareandsoftwareareproposedinthispaper,forguaranteeingthesystemrunsafely,stablyandrelialbly.Keywords:data-acquising;pressuresensor;man-machineinteraction;step-motor西南交通大学本科毕业设计(论文)第7页目录第一章绪论……………………………………………………………1§1．1背景………………………………………………………………2§１.2国内外天然气输配技术研究的的状况§1．3本文主要