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海上油井输油管道温度远程监控系统的研究

作　者: 王云声
导　师: 王明顺
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 远程监控嵌入式以太网温度控制模糊自适应PID控制
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着计算机网络技术的普及,世界范围内的产业结构发生了根本性的变革,促进了全球信息化的发展,在工业控制领域,控制网络技术已经成为自动化技术研究的热点。以太网技术作为一种功能强大的通信技术已经广泛的应用于办公自动化和数字商务领域,正在向工业自动化、仪表自动化和楼宇自动化等领域发展。随着信息技术的迅猛发展,石油工业与其它工业领域同样在向智能化和信息化发展。与发达国家相比我国石油开采技术水平还有一定差距,大多数数据采集依靠人工完成,油井现场的数据还不能实现无缝上传,无法实现高效的采油调度管理。而对于油气资源的海洋开发来说,由于海上自然条件的特殊性,采油平台设计空间有限,生产管理方式要求平台管理人员越少越好,直至无人值守,为此必须实现对采油平台的远程监控。因此迫切的需要一种低成本的以太网解决方案。本文正是基于这种考虑,提出了一种低成本、高精简度的嵌入式以太网解决方案。春秋季节海上气温一般是在8℃-10℃,石油在这一温度下是比较黏稠的,这不利于石油在输油管道中的传输。为此,本文设计了一种具有以太网接口的智能温控仪表,实现了对输油管道温度的控制和远程监视,使石油的温度保持在一定的温度范围之内(一般是在26℃左右),达到便于石油输送的目的。这里对输油管道的温度控制采用的是模糊自适应PID控制算法,取得了很好的控制效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 引言  10
  1.2 课题的背景和意义  10-11
  1.3 远程监控技术的研究现状  11-12
  1.4 本文的内容编排  12-14
第2章以太网控制系统  14-20
  2.1 以太网概述  14-15
  2.2 工业以太网  15-17
  2.3 嵌入式以太网分布式控制系统  17-20
第3章输油管道温度控制算法研究与设计  20-32
  3.1 温度控制策略研究  20-23
    3.1.1 数字PID控制算法  21-22
    3.1.2 模糊自适应PID控制算法  22-23
  3.2 模糊自适应PID控制器设计  23-29
    3.2.1 确定系统的输入输出变量  23-25
    3.2.2 PID参数模糊调整规则  25-26
    3.2.3 模糊推理及解模糊化  26-29
  3.3 基于SIMULINK的模糊PID控制器仿真分析  29-32
    3.3.1 创建模糊PID控制器  29-30
    3.3.2 仿真比较与分析  30-31
    3.3.3 结论  31-32
第4章嵌入式以太网远程监控系统设计  32-50
  4.1 嵌入式以太网远程监控系统总体设计  32-33
  4.2 智能节点控制级设计  33-45
    4.2.1 智能节点的硬件设计  33-37
    4.2.2 智能节点的软件设计  37-45
  4.3 监控及网络管理级设计  45-50
    4.3.1 上位机监控设计  45-47
    4.3.2 网络管理设计  47-50
第5章嵌入式WEB服务器设计  50-58
  5.1 嵌入式Web服务器介绍  50-51
  5.2 CGI技术  51-52
    5.2.1 CGI工作原理  51-52
    5.2.2 CGI与HTTP的关系  52
  5.3 嵌入式Web服务器的实现  52-58
    5.3.1 开发Web浏览器接口  52-54
    5.3.2 设计Web服务器内容  54-58
第6章海上油井输油管道温度远程监控实现  58-66
  6.1 智能温控仪表的硬件设计  58-61
    6.1.1 温度检测电路设计  58-59
    6.1.2 控制量输出电路设计  59-61
    6.1.3 加热装置的选择  61
  6.2 智能温控仪表的软件设计  61-66
    6.2.1 控制系统软件设计思想  61-62
    6.2.2 软件设计流程图  62-64
    6.2.3 上位监控设计  64-66
第7章总结与展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-74
附录  74

海上油井输油管道温度远程监控系统的研究

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