基于WINCE的天然氣流量計算機系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

【摘要】：天然氣流量計量是一項重要技術基礎工作,是影響天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。流量計算機是負責天然氣管道流量的測量設備,肩負著流量計量系統(tǒng)最基礎的測量管理職責。因此保證流量計算機的運行穩(wěn)定、計量準確十分重要。為了滿足天然氣流量計量的實時性和可靠性要求,開發(fā)一款穩(wěn)定性高且性能優(yōu)的流量計算機具有重要的現(xiàn)實意義。本課題以成都國光電子儀表有限責任公司天然氣流量計算機系統(tǒng)開發(fā)升級項目為背景,設計并開發(fā)了一款高實時性、運行可靠的流量計算機。本文所設計與開發(fā)流量計算機應用于標準孔板流量計的天然氣測量工作。在對孔板流量計流量計算方法的分析與研究基礎上,優(yōu)化了壓縮因子計算流程,極大地縮減了流量計算耗時,使實時流量計算在本文所選硬件平臺上得以實現(xiàn)。根據(jù)天然氣計量系統(tǒng)技術要求,結合實際應用情況,確立了系統(tǒng)的總體架構。分析了硬件平臺VP-25W1和WINCE系統(tǒng)特點,完成了軟件架構的分析與設計,為系統(tǒng)設計了多線程工作體系與線性化的業(yè)務邏輯。針對業(yè)務需求,設計并開發(fā)了高效的內部寄存器系統(tǒng),優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理流程并提高了系統(tǒng)性能。流量計算機軟件使用C#語言編寫,運行于.NET CF環(huán)境。軟件以主工作線程為主體,主工作線程周期性地執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、流量計算、數(shù)據(jù)存儲、顯示刷新等任務。實時且高精度的流量計算確保了計量的準確性,采用前補償算法完成流量補償工作。開發(fā)了基于SQLite的數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng),高效可靠地管理系統(tǒng)運行參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)和系統(tǒng)事件。Modbus TCP服務器和TCP服務器分別為監(jiān)控中心提供實時流量數(shù)據(jù)和歷史流量數(shù)據(jù)。設計并開發(fā)了RTU端監(jiān)控軟件,能夠查看各路流量計實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),且具備參數(shù)設置、流量計狀態(tài)更改等功能。系統(tǒng)具備良好可擴展性和二次開發(fā)能力。本文設計并開發(fā)的流量計算機能夠實時完成數(shù)據(jù)采集、流量計算、動態(tài)顯示、參數(shù)設置、系統(tǒng)校時、實時數(shù)據(jù)上傳和歷史數(shù)據(jù)存儲管理等功能,滿足天然氣流量計量的自動化、智能化和網(wǎng)絡化需求,為定制性強、實時性要求高且穩(wěn)定可靠的天然氣流量計量設備設計與開發(fā)提供了方法和思路。 【關鍵詞】：天然氣 孔板流量計 流量計算機 WINCE 流量計算
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH814
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-14
• 1.1 課題背景及研究意義11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-12
• 1.3 本文研究內容12-13
• 1.4 本文組織結構13-14
• 第2章 天然氣流量計量原理與壓縮因子計算優(yōu)化14-28
• 2.1 孔板流量計14-17
• 2.1.1 孔板流量計安裝示意圖14-15
• 2.1.2 孔板結構分析與測量原理15-16
• 2.1.3 孔板流量計取壓方式16-17
• 2.2 天然氣流量計量17-22
• 2.2.1 天然氣標準參比條件下體積流量計量17-21
• 2.2.2 天然氣體積發(fā)熱量計量21
• 2.2.3 流出系數(shù)C修正21-22
• 2.3 天然氣壓縮因子計算與優(yōu)化22-27
• 2.3.1 AGA NX-19算法23-24
• 2.3.2 AGA8-92DC算法24-25
• 2.3.3 壓縮因子計算優(yōu)化25-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第3章 天然氣流量計算機的分析與設計28-41
• 3.1 天然氣流量計算機系統(tǒng)基本技術要求28-29
• 3.1.1 硬件基本技術要求28
• 3.1.2 軟件基本技術要求28-29
• 3.2 流量計算機功能需求分析及總體設計29-32
• 3.2.1 系統(tǒng)功能需求分析29
• 3.2.2 系統(tǒng)整體設計框圖29-32
• 3.3 流量計算機軟件架構設計32-36
• 3.3.1 流量計算機軟件框架設計32-34
• 3.3.2 軟件工作邏輯34-35
• 3.3.3 系統(tǒng)初始化35-36
• 3.4 寄存器系統(tǒng)36-40
• 3.4.1 原始數(shù)據(jù)隊列37
• 3.4.2 工作寄存器37-38
• 3.4.3 中間寄存器38-39
• 3.4.4 Modbus寄存器39-40
• 3.4.5 數(shù)據(jù)庫存儲寄存器和TCP服務器寄存器40
• 3.5 本章小結40-41
• 第4章 天然氣流量計算機軟件實現(xiàn)41-66
• 4.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺與開發(fā)環(huán)境41-43
• 4.1.1 .NET Compact framework簡介41-42
• 4.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境與PACSDK42-43
• 4.2 系統(tǒng)主工作線程43-48
• 4.2.1 工作線程運行流程43-44
• 4.2.2 原始數(shù)據(jù)提取44-45
• 4.2.3 流量計算與補償45-46
• 4.2.4 歷史數(shù)據(jù)存儲46-47
• 4.2.5 系統(tǒng)校時47-48
• 4.3 數(shù)據(jù)采集與存儲管理48-53
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集48-49
• 4.3.2 數(shù)據(jù)存儲管理49-53
• 4.4 流量計量與補償53-57
• 4.4.1 流量計算54-55
• 4.4.2 壓縮因子計算55-56
• 4.4.3 流量補償計算56-57
• 4.5 通信系統(tǒng)57-63
• 4.5.1 Modbus TCP服務器57-60
• 4.5.2 TCP服務器60-63
• 4.6 系統(tǒng)開發(fā)與擴展63-65
• 4.6.1 Log系統(tǒng)63-64
• 4.6.2 系統(tǒng)接口與二次開發(fā)64-65
• 4.7 本章小結65-66
• 第5章 流量計算機系統(tǒng)配置與測試66-75
• 5.1 流量計參數(shù)66-67
• 5.2 流量計算機參數(shù)上位機配置67
• 5.3 流量計歷史流量數(shù)據(jù)上傳67-69
• 5.4 系統(tǒng)測試69-74
• 5.4.1 軟件正確性測試69-71
• 5.4.2 軟件性能測試71-72
• 5.4.3 流量計參數(shù)設置與數(shù)據(jù)上傳測試72-74
• 5.5 本章小結74-75
• 總結與展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80

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