煤氣儲(chǔ)氣柜活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測控系統(tǒng)的研究

【摘要】：柜位(容)、活塞平臺(tái)傾斜度和活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度是評(píng)價(jià)煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)行安全性的重要指標(biāo)和關(guān)鍵因素。在實(shí)際工業(yè)運(yùn)行中,若煤氣儲(chǔ)氣柜活塞平臺(tái)傾斜度超限,則會(huì)發(fā)生煤氣泄漏事故,將會(huì)造成人員傷亡和較大的經(jīng)濟(jì)損失,并對(duì)周邊大氣環(huán)境造成污染。現(xiàn)階段,煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)行狀態(tài)檢測一般是將柜位(容)和活塞平臺(tái)傾斜度分別檢測,而少有采用將兩者結(jié)合檢測的方法。本文在分析現(xiàn)有煤氣儲(chǔ)氣柜柜容柜位、活塞平臺(tái)傾斜度、活塞運(yùn)動(dòng)趨勢的基礎(chǔ)上,建立了煤氣儲(chǔ)氣柜活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)模型,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多傳感器在線復(fù)合測量的檢測系統(tǒng)和基于檢測系統(tǒng)的煤氣儲(chǔ)氣柜活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)。首先,介紹了本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、課題研究背景與意義,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究了課題主要研究內(nèi)容。其次,建立了活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)模型,通過最小二乘法擬合處理,獲得連續(xù)變化的空間平面,以此解析活塞平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)變化情況,分析該平面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),獲得活塞平臺(tái)運(yùn)行中的傾斜度、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)加速度以及柜位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí),進(jìn)行基于LabVIEW平臺(tái)的煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),搭建可實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)采集、測量數(shù)據(jù)處理、測量數(shù)據(jù)分析、三維圖像動(dòng)態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、超限聲、光報(bào)警等多項(xiàng)功能的多傳感器測量系統(tǒng)平臺(tái)。然后,通過多傳感器復(fù)合測量和閥門狀態(tài)采集與控制,利用LabVIEW軟件調(diào)用PRODAVE工具包提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件,解決PLC與工控機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理問題,實(shí)現(xiàn)S7-300 PLC與工控機(jī)的通訊,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于LabVIEW和PLC的煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng),完成煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)的構(gòu)建。最后,對(duì)多傳感器進(jìn)行靜態(tài)誤差標(biāo)定,在此基礎(chǔ)上分析系統(tǒng)測量不確定度。對(duì)課題研究工作做出總結(jié)與展望,并對(duì)進(jìn)一步工作提出了努力的方向。 【關(guān)鍵詞】：煤氣儲(chǔ)氣柜 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài) 多傳感器復(fù)合測量 最小二乘法
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ547.91
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測控的意義10
• 1.2 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的危險(xiǎn)狀況分類10-11
• 1.3 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測方法11-12
• 1.3.1 傳統(tǒng)測量方法11-12
• 1.3.2 現(xiàn)代測量方法12
• 1.4 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 論文主要工作14-16
• 第2章 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)建模及數(shù)據(jù)分析16-24
• 2.1 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測原理概述16
• 2.2 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)建模16-18
• 2.2.1 測量點(diǎn)的選取16-17
• 2.2.2 坐標(biāo)系的建立17-18
• 2.3 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測模型數(shù)據(jù)分析18-22
• 2.3.1 最小二乘法擬合活塞平臺(tái)18-19
• 2.3.2 活塞平臺(tái)傾斜度19-20
• 2.3.3 柜位和柜容20-21
• 2.3.4 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度21-22
• 2.4 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)加速度22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 第3章 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)24-44
• 3.1 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測系統(tǒng)構(gòu)成24-27
• 3.1.1 激光測距傳感器24-26
• 3.1.2 激光測距傳感器供電電源26
• 3.1.3 Moxa多串口卡26-27
• 3.1.4 裝有LabVIEW活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測控軟件的工控機(jī)27
• 3.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境介紹27-28
• 3.2.1 LabVIEW軟件介紹27
• 3.2.2 檢測系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成27-28
• 3.3 串口通訊模塊28-33
• 3.3.1 串口通訊程序設(shè)計(jì)28-31
• 3.3.2 緩沖跟蹤-開始子模塊31-32
• 3.3.3 緩沖跟蹤-讀數(shù)子模塊32
• 3.3.4 串口通訊模塊的實(shí)現(xiàn)32-33
• 3.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊33-34
• 3.5 數(shù)據(jù)處理模塊34-37
• 3.5.1 活塞平面最小二乘擬合34
• 3.5.2 活塞平面傾斜度計(jì)算及報(bào)警34-35
• 3.5.3 煤氣柜柜位柜容計(jì)算及報(bào)警35-36
• 3.5.4 活塞平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度、加速度計(jì)算及報(bào)警36-37
• 3.6 三維圖像顯示模塊37-39
• 3.7 歷史數(shù)據(jù)查詢模塊39-41
• 3.7.1 LabVIEW數(shù)據(jù)庫工具包39
• 3.7.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)39-41
• 3.8 檢測系統(tǒng)界面圖41-42
• 3.9 本章小結(jié)42-44
• 第4章 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)44-56
• 4.1 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)概述44-47
• 4.1.1 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制內(nèi)容44-45
• 4.1.2 柜位(容)控制子系統(tǒng)45-46
• 4.1.3 活塞平臺(tái)傾斜度控制子系統(tǒng)46
• 4.1.4 活塞運(yùn)動(dòng)速度控制子系統(tǒng)46
• 4.1.5 活塞上部CO濃度控制子系統(tǒng)46
• 4.1.6 活塞進(jìn)、出口溫度控制子系統(tǒng)46
• 4.1.7 活塞進(jìn)、出口壓力控制子系統(tǒng)46-47
• 4.2 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)構(gòu)成47-52
• 4.2.1 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)測控點(diǎn)分布48-49
• 4.2.2 關(guān)鍵控制設(shè)備49-52
• 4.3 煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)的通訊實(shí)現(xiàn)52-55
• 4.3.1 動(dòng)態(tài)鏈接庫52
• 4.3.2 工控機(jī)與PLC的硬件連接52-53
• 4.3.3 工控機(jī)與PLC的通信軟件實(shí)現(xiàn)53
• 4.3.4 LabVIEW與PLC的通信實(shí)現(xiàn)53-54
• 4.3.5 煤氣柜活塞平臺(tái)測控系統(tǒng)界面圖54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 傳感器誤差標(biāo)定和系統(tǒng)測量不確定度分析56-60
• 5.1 傳感器誤差標(biāo)定56-57
• 5.1.1 激光測距傳感器靜態(tài)誤差標(biāo)定56-57
• 5.1.2 其他傳感器的靜態(tài)誤差標(biāo)定57
• 5.2 系統(tǒng)測量不確定度分析57-59
• 5.2.1 系統(tǒng)測量不確定度的定義57-58
• 5.2.2 系統(tǒng)測量不確定度的來源58
• 5.2.3 合成系統(tǒng)測量不確定58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況65

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