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LNG气化站监控系统设计

作　者: 朱子焜
导　师: 李军
学　校: 广东工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: LNG SCADA系统 VB6.O uC/OS-Ⅱ GPRS
分类号: TE978
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

LNG(液化天然气)的主要成分为甲烷(CH4),是一种优质、清洁、高效、方便的“绿色燃料”,被认为是地球上最干净的石化能源。液化天然气的开发利用,对优化城市能源结构,促进工业生产,改善城市生态环境和投资环境有重要意义。近几年来,我国各地投资建设LNG气化站方兴未艾,且发展势头迅猛。在LNG气化站的建设项目中,站内自动监控系统是一个重要组成部分,合理设计站内监控系统,不仅能保证整个工艺系统正常工作、安全运行,同时还可以改善劳动条件、提高劳动生产效率。数据采集和监控系统(Supervisor Control And Data Acquisition)简称SCADA系统,是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统,是用于现场检测和自动化管理技术。它对现场运行的设备进行监视和控制,实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。以该技术建立的系统能够采集现场的数据并通过网络传输到调度控制中心,由控制中心根据预先设定的程序远程控制设备。SCADA系统在电力、石油化工、城市供水、供热、供气等行业得到了广泛应用。它可以实时采集现场数据,对现场实行本地或远程的自动控制,对工艺过程进行全面、实时监视,并对生产、调度和管理提供必要的参数依据。本课题来源广州某燃气公司合作项目,根据LNG气化站的控制任务及工艺要求,提出了由调度中心远控、站控、就地手动控制组成三级结构的监控系统,是典型SCADA系统。论文主要对LNG气化站站控系统进行设计。站控系统采用上下位机协作模式,采用嵌入式控制器作为下位机控制系统核心器件,主要负责工业现场的数据采集和控制；以VisualBasic6.0作为上位机监控软件开发工具,通过组态-系列典型界面、设计变量来处理数据与归档、报警监视与归档、远程操作电动球阀等方法,将站内的现场布局、生产数据和报警信息等直观地展示给用户,且站内配有GPRS模块,通过GPRS网络将生产数据实时上传至城市天然气调度控制中心,进行集中调度监管。嵌入式控制器软件采用了uC/OS-II嵌入式操作系统为开发平台,实现了软件控制的各项功能,并为以后系统功能扩展奠定了良好的开发基础。预期开发出的系统在保持原有系统功能齐全、性能稳定可靠等特点外,在灵活性上将有所改进,且大大降低了整个控制系统的生产成本,为后续投入和使用提供了有力的支持。由于写作需要,本文只针对系统软件设计与实现进行论述。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第一章绪论  12-16
  1.1 课题的研究背景及意义  12-13
  1.2 国内外SCADA系统发展状况  13-15
  1.3 论文的主要研究内容  15-16
第二章 LNG气化站监控系统总体设计  16-22
  2.1 LNG气化站工艺流程  16-17
  2.2 系统设计思想及原则  17-18
  2.3 系统的总体结构  18-19
  2.4 系统的功能要求  19-20
  2.5 测控信号汇总  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第三章站控系统上位机软件设计  22-32
  3.1 站控系统的构成  22-23
  3.2 站控系统实现的具体功能  23-24
  3.3 监控软件界面组态  24-31
    3.3.1 主界面  25
    3.3.2 登陆界面  25-27
    3.3.3 用户管理界面  27-28
    3.3.4 系统参数设置界面  28
    3.3.5 艺流程界面  28-30
    3.3.6 数据查询界面  30-31
    3.3.7 数据库备份  31
  3.4 本章小结  31-32
第四章站控系统下位机软件设计  32-48
  4.1 开发环境介绍  32
  4.2 基于uC/OS-Ⅱ的编程  32-39
    4.2.1 uC/OS-Ⅱ简介  33-35
    4.2.2 uC/OS-Ⅱ在MC9S12微控制器上的移植  35-39
  4.3 软件功能介绍  39-41
  4.4 系统任务划分及调度  41-44
  4.5 PID控制算法设计  44-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章系统通信实现  48-65
  5.1 上下位机通信实现  48-57
    5.1.1 MODBUS通信协议  48-52
    5.1.2 MSComm控件  52-54
    5.1.3 上位机Modbus通讯实现  54-55
    5.1.4 下位机Modbus通讯实现  55-57
  5.2 上位机与气体涡轮流量计通信实现  57-59
  5.3 站控侧与调度中心通信实现  59-63
    5.3.1 GPRS模块介绍  60-62
    5.3.2 DTU与调度中心通信实现  62-63
  5.4 本章小结  63-65
结论  65-67
参考文献  67-70
攻读学位期间发表论文  70-72
致谢  72

LNG气化站监控系统设计

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