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供热网温度监测系统的研制

作　者: 曹荣
导　师: 赵学增
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 化工热网 温度监测 传感器 光纤 GPRS
分类号: TQ056.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


石化企业热力供应量的快速增长,对供热网的安全性提出了更高的要求。为预防各类热网事故,安全运行的监测工作量迅速增大,对于热网设备安全运行的主要参数——温度,监测工作更是日趋繁重。现在普遍采用的基于现场总线的温度监测技术,已经不能满足目前的监测需求。基于上述原因,有效提高热网供热能力,减少安全隐患,开发一种更为有效的供热网温度监测系统已成为当务之急。为此,本文应用光纤和无线通信、数据采集、数据集中处理分析等技术手段,研制开发了一套全新的供热网温度监测系统,该系统可通过对供热管道温度的数据采集及分析,确定供热网的实时工作状态,从而对可能产生故障的热网设备进行快速有针对性的预防处理,进而避免事故的发生。研制的供热网温度监测系统可以大幅提高热网设备运行的安全性及经济性。供热网温度监测系统由温度传感器、数据采集模块、通信模块、工控机和应用软件部分组成。本文研究了热网温度监测系统的工作需求,设计了系统的总体方案,分析了系统的工作原理,开发了上位机和下位机的软件、研制了系统的硬件,研究了该系统的关键技术问题,并给出了解决方法。研制了单总线温度采集模块,设计了模块的驱动电路,这种电路在很大程度上提高了传感器信号的传输距离。研究了下位机RS485接口的特点,开发了下位机与上位机通讯软硬件,给出了二者之间的通信协议,使整个系统实现可靠通讯。针对电缆不易铺设区域热网监测问题,提出了GPRS无线通信与太阳能供电技术相结合的解决方案。文章还对上位机应用软件的组态开发过程进行了研究,给出了软件的各功能模块,针对调试与运行中出现的问题进行了分析,提出了改善和解决方法。经实际运行证明,所开发的供热网温度监测系统可以满足供热热网温度监测的需求,而且它还可以应用在其它领域的远程监控系统中,具有广阔的应用前景,它的应用和推广具有很好的经济和社会效益。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题的来源  9
  1.2 课题研究的目的和意义  9-11
  1.3 国内外供热网温度监测系统的发展和现状  11-13
  1.4 本系统所面临的问题  13
  1.5 主要研究内容  13-15
第2章 热网温度监测系统的总体设计  15-26
  2.1 系统总体方案研究  16
  2.2 温度传感器选择  16-18
  2.3 通讯技术研究  18-24
    2.3.1 厂区内通信方案的确定  18-21
    2.3.2 厂区外通信方案的确定  21-24
  2.4 温度采集与RS485 通信模块  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章 系统下位机软硬件研制  26-46
  3.1 单总线数据采集  26-32
    3.1.1 DS18B20 的测温原理  26
    3.1.2 DS18B20 驱动电路  26-27
    3.1.3 数据采集模块软件  27-32
  3.2 数据通信  32-38
    3.2.1 串行通信  33-36
    3.2.2 GPRS 通信  36-38
  3.3 单片机与RS485 总线的通信  38-42
    3.3.1 单片机的RS485 接口电路  39
    3.3.2 通信软件的设计  39-42
  3.4 太阳能供电系统的研制  42-45
    3.4.1 蓄电池容量的计算  43-44
    3.4.2 太阳电池板的选择  44-45
    3.4.3 太阳能控制器的选择  45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 温度监测系统应用软件的开发  46-54
  4.1 系统软件的功能要求  46-48
    4.1.1 系统管理功能  46
    4.1.2 系统设置功能  46-47
    4.1.3 查询功能  47
    4.1.4 维护功能  47-48
  4.2 系统软件的性能要求  48
  4.3 组态开发平台简介  48-49
  4.4 监测系统应用软件结构  49-50
  4.5 OPC 技术规范及接口  50-52
  4.6 监测系统应用软件部分界面  52-53
  4.7 本章小结  53-54
第5章 系统调试及运行  54-59
  5.1 系统干扰源的产生与抑制  54-55
    5.1.1 来自空间的辐射干扰  54
    5.1.2 来自系统外引线的干扰  54-55
  5.2 软件运行过程中存在的问题及解决办法  55-57
    5.2.1 调整数据刷新周期  55-56
    5.2.2 调整曲线取值时间间隔  56
    5.2.3 详细明确管线名称  56-57
    5.2.4 按照不同条件对测温点进行排序  57
  5.3 系统传感器的添加与删改  57-58
  5.4 故障查找与排除  58
  5.5 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-64
附录1 传感器数据采集程序  64-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工机械与仪器、设备 > 化工仪器、仪表及自动化装备 > 化工仪器、仪表
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