天然氣中心站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與軟件實現(xiàn)

【摘要】：天然氣是一種清潔能源。其高效,環(huán)保等特點使其成為了城市燃氣的重要組成。其對于天然氣中心站的日常生產(chǎn)有著重大意本監(jiān)控系統(tǒng)配合現(xiàn)場采集氣設(shè)備完成保障天然氣的安全開采和管道運輸?shù)墓ぷ髁x。本文基于PLC技術(shù)、無線通信技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)、以及功能強大的WinCC組態(tài)軟件,設(shè)計并實現(xiàn)了一款上下位機協(xié)同工作的天然氣中心站監(jiān)控系統(tǒng)。 本論文根據(jù)天然氣中心站的實際功能需求分析,結(jié)合天然氣的采集氣工藝流程,給出了監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,緊接著對由中心站控制的遠程井站監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)進行了分析,并設(shè)計了通信協(xié)議。中心站的集氣單元以PLC為控制核心,采用硬冗余方案完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)報警和球閥控制等任務(wù)。使用模糊PID控制對天然氣集氣過程中二相分離液體管道電動球閥進行控制,從而保證液位恒定。采用網(wǎng)絡(luò)攝像機對集氣現(xiàn)場進行視頻監(jiān)視,分析了視頻攝像機的工作原理,然后對視頻壓縮算法進行了介紹,最后對視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸方案進行了分析。監(jiān)控系統(tǒng)的上位機采用WinCC軟件進行開發(fā),對現(xiàn)場工藝流程、實時及歷史數(shù)據(jù)趨勢以及球閥開關(guān)狀態(tài)進行了動態(tài)顯示并提供了報警機制。通過數(shù)據(jù)和消息歸檔功能可以方便的查詢需要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。并完成對中心站的數(shù)據(jù)和工作人員的權(quán)限管理。 本論文的天然氣中心站監(jiān)控系統(tǒng)通過對天然氣采集氣現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控,完成球閥控制、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能,實現(xiàn)天然氣供應(yīng)的合理調(diào)度及管理的自動化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化,為今后天然氣工業(yè)控制領(lǐng)域的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)提供了方法和思路。 【關(guān)鍵詞】：天然氣中心站 WinCC組態(tài)軟件 模糊PID控制 通信規(guī)約 硬件冗余
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 課題背景及研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)11-13
• 第2章 監(jiān)控系統(tǒng)需求分析與總體方案設(shè)計13-19
• 2.1 系統(tǒng)需求分析13-15
• 2.1.1 天然氣集氣工藝介紹13
• 2.1.2 系統(tǒng)總體需求分析13-15
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計15-16
• 2.3 軟硬件集成方案16-18
• 2.3.1 軟硬件平臺選擇16
• 2.3.2 軟硬件設(shè)備配置16-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第3章 井站監(jiān)控單元的分析與設(shè)計19-32
• 3.1 井站監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)分析19-21
• 3.2 通訊規(guī)約分析與設(shè)計21-28
• 3.2.1 RTU與監(jiān)控模塊數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議分析21-24
• 3.2.2 RTU與中心站數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議分析24-26
• 3.2.3 循環(huán)冗余校驗CRC分析26-28
• 3.3 遠程井站RTU的軟件設(shè)計28-31
• 3.3.1 RTU程序總體設(shè)計28-29
• 3.3.2 數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送29-30
• 3.3.3 命令接收及輸出執(zhí)行30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 中心站集氣監(jiān)控單元分析與設(shè)計32-49
• 4.1 監(jiān)控單元硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-36
• 4.1.1 冗余方式介紹32-33
• 4.1.2 S7-400H PLC33-34
• 4.1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計34-36
• 4.2 控制系統(tǒng)分析與設(shè)計36-42
• 4.2.1 下位機控制系統(tǒng)功能分析36-37
• 4.2.2 PLC I/O分配及采樣37-38
• 4.2.3 模糊PID控制單元設(shè)計38-42
• 4.3 視頻監(jiān)控單元的分析42-48
• 4.3.1 網(wǎng)絡(luò)攝像機結(jié)構(gòu)分析43
• 4.3.2 H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)43-44
• 4.3.3 基于RTP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸分析44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 上位機組態(tài)設(shè)計與開發(fā)49-70
• 5.1 上位機功能需求分析和總體設(shè)計49-52
• 5.1.1 上位機功能需求分析49-51
• 5.1.2 上位機軟件功能設(shè)計51-52
• 5.2 上位機組態(tài)開發(fā)52-68
• 5.2.1 系統(tǒng)總體功能實現(xiàn)52-58
• 5.2.2 報警消息功能的實現(xiàn)58-61
• 5.2.3 數(shù)據(jù)管理功能的實現(xiàn)61-68
• 5.3 基于Web遠程瀏覽的實現(xiàn)68-69
• 5.4 本章小節(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

西門子S7-300及工控組態(tài)軟件WinCC的應(yīng)用    展在宏

16位CRC校驗原理與基于PLC的算法程序設(shè)計    胡惠玉;

組態(tài)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)方法    鹿玲杰,田燕燕,陳東方,盧愛平

ModBus通信協(xié)議及編程    朱小襄

應(yīng)用軟件系統(tǒng)人機界面設(shè)計的探討    溫希祝

WinCC組態(tài)軟件的編程技巧    鄒彤

以人為本的人機界面設(shè)計思想    李天科

WinCC V6歸檔數(shù)據(jù)處理    甄立東,魏瑾,牛文勇,李建平

Modbus協(xié)議在溫濕度環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)集成中的應(yīng)用    高運廣;劉順波;何相勇;

基于ControlNet網(wǎng)絡(luò)的CPU冗余熱備系統(tǒng)    李秋明,楊琳娟,顧德英

基于RS232-RS422/485通信接口的遠程稱重數(shù)據(jù)采集方法的研究    馬戰(zhàn)寶;孫書詠;付永平;

基于兩級網(wǎng)絡(luò)的遠程設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)    丁鵬;周國榮;蔣復(fù)岱;

基于PLC和組態(tài)軟件的汽車安全性能檢測系統(tǒng)    王寶庫;

基于數(shù)據(jù)采集卡和組態(tài)軟件的PLC控制系統(tǒng)仿真    馬婧;馬茜;

縫制設(shè)備人機界面技術(shù)    袁敏娟;雷珂;

ModBus通信協(xié)議在舞臺吊桿控制系統(tǒng)的應(yīng)用    任慧;馬慧博;蔣偉;許沛然;

MCGS在中小型自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    張惠生

通過工控組態(tài)軟件實現(xiàn)高壓變頻器監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用    王國強;

基于MCGS組態(tài)軟件的人機界面在高壓變頻器監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用    王國強;趙曉順;

數(shù)據(jù)采集卡及在組態(tài)軟件環(huán)境中的應(yīng)用    張智杰,李瑩

焦?fàn)t四大車可視化編程技術(shù)    王海強;袁明;孫雪軍;

基于Profibus總線的軋鋼廠水處理自動控制系統(tǒng)    劉瑋琳;

Simatic WinCC在十八萬噸推拉式酸洗生產(chǎn)線的應(yīng)用    宮迎輝;楊書評;

系統(tǒng)集成在智能大廈中的應(yīng)用研究    李偉;

工控網(wǎng)絡(luò)在智能控制中的應(yīng)用研究    王粟;王雪波;

分段式永磁直線同步電動機垂直提升控制系統(tǒng)設(shè)計    潘萍;付子義;劉輝;宗群龍;

基于ARM的溫濕度自動監(jiān)控系統(tǒng)    冀紅舉;段朝偉;張孟超;

EventLog系統(tǒng)在重慶彭水電站中的開發(fā)應(yīng)用    鄭宇;何明進;

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)信息集成的研究與設(shè)計    劉曉東;華鋼;

首鋼中厚板廠控制軋制和控制冷卻系統(tǒng)的開發(fā)    何純玉;王君;矯志杰;孫承兵;吳迪;王國棟;

絞吸式挖泥船疏浚作業(yè)過程的建模與仿真    張翔

河工模型相似理論和自動測控技術(shù)的研究及其應(yīng)用    虞邦義

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的流程工業(yè)性能監(jiān)控與故障診斷研究    郭明

基于HMM的統(tǒng)計過程監(jiān)控研究    周韶園

現(xiàn)代生產(chǎn)物流成套設(shè)備系統(tǒng)管理與監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)研究    徐菱

盾構(gòu)模擬試驗平臺電液控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    胡國良

內(nèi)河航運系統(tǒng)體系框架設(shè)計的關(guān)鍵問題研究    何新華

印鐵烘房生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)的控制技術(shù)研究    王勝紅

鋼鐵一體化生產(chǎn)計劃與調(diào)度優(yōu)化問題研究    於春月

輸油管道泄漏檢測新方法與關(guān)鍵技術(shù)研究    張宇

基于組態(tài)技術(shù)和VVVF的驅(qū)動控制的連鑄機監(jiān)控系統(tǒng)的研究    李斌

太陽能輔助熱泵多功能復(fù)合機的電氣化改進及其控制    馬秋環(huán)

基于RS485總線的污水處理自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究    房傳禮

柔性制造系統(tǒng)實時監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)    劉巧紅

客運索道運行與安全智能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計    施國英

基于OPC技術(shù)的柴油機網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)研究    孫宏敏

基于PAC的EPA組態(tài)運行系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)    梁秀杰

油田聚合物配制站監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與研究    付世財

基于PLC與組態(tài)王的煤倉煤位監(jiān)控系統(tǒng)    朱昌志

基于組態(tài)技術(shù)的煤氣生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計    王麗艷

基于認(rèn)知規(guī)律的CAI課件人機界面設(shè)計    李巖芳

CRC校驗及其軟件實現(xiàn)    常曉明,潘衛(wèi)華,王建東

工業(yè)控制組態(tài)集成軟件的開發(fā)    肖攸安,田忠和

如何使計算機更友好──談人機界面設(shè)計    柴喬林,陳承文,朱紅

人機交互技術(shù)研究新進展    方志剛,吳曉波,馬衛(wèi)娟

軟件人機界面設(shè)計的認(rèn)知基礎(chǔ)    蘭哲

雙機熱備系統(tǒng)的技術(shù)研究和具體實現(xiàn)    姜堅華

分布式控制系統(tǒng)可視化組態(tài)仿真軟件開發(fā)    楊晨，鐘晶亮，常濤

基于MODBUS協(xié)議的泵站自動化勵磁通訊系統(tǒng)的實現(xiàn)    喻勁松,歐陽爾超,肖文華,倪效勇

冗余控制系統(tǒng)的原理及性能優(yōu)化    馮立,王良勇,錢曉龍

基于提高監(jiān)控系統(tǒng)信號調(diào)理精度的應(yīng)用研究    王青葉;麥繼平;

SSJ-3060計算機監(jiān)控系統(tǒng)在寶珠寺電廠的應(yīng)用    何虎;

基于Linux的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)    李瑞維;葉利春;

CAN總線技術(shù)在工程機械監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用    張琴琴;孫勇;楊建宏;

基于CAN總線的電子負(fù)載監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)    于學(xué)濤;湯鈺鵬;

基站動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的雷電防護    石華功;常天海;

PLC在自動化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)改造工程中的應(yīng)用    王永軍;

定西市調(diào)頻廣播電視轉(zhuǎn)播臺廣播電視監(jiān)控系統(tǒng)使用經(jīng)驗談    張黎晨;邊強;

計算機在心電圖監(jiān)視中的應(yīng)用    宋文斌;

基于網(wǎng)絡(luò)的磨削溫度紅外監(jiān)測系統(tǒng)研究    董智勇;

220kV總降站自動控制及保護系統(tǒng)    周若媛;趙如娟;

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)信息通信接入技術(shù)研究    靳洋;徐其春;李煒;張禹;樊建宇;馬樂;

基于DSP技術(shù)的新一代變電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究和應(yīng)用    周長莒;劉勇波;賀飛;楊明;

廣播電視衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用    

一種實時生成閉鎖畫面的方法    文正國;

H9000監(jiān)控系統(tǒng)在烏溪江電廠的應(yīng)用及改進探索    金林正;

包鋼煉鐵廠生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)    黃麗英;蔣黎;

貨輪監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用    楊佳;華鋼;

船舶機艙綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究    王宏智;張均東;

車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)研究    王亞軍;俞兆城;

航標(biāo)遙測監(jiān)控系統(tǒng)提供更可靠航行保障    張旭巍

山西開工建設(shè)企業(yè)須安裝污染源監(jiān)控系統(tǒng)    記者 楊麗英 張春亮

我國首個安全生產(chǎn)聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)落戶淮北桃園礦    任兆勁

撫松縣招生辦保密室監(jiān)控系統(tǒng)與國家聯(lián)網(wǎng)    全東鑫

湖南常德通過監(jiān)控系統(tǒng)抓現(xiàn)行    吳林芳毛忠明

北斗電力全網(wǎng)時間同步、監(jiān)控系統(tǒng)掛網(wǎng)運行    記者 蘇偉

石家莊鐵道學(xué)院研制成功鐵路大型養(yǎng)護機械監(jiān)控系統(tǒng)    記者 顧曉萍　通訊員 張建新

推進城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)工作會議召開    記者 李娜

全市數(shù)字化城市建設(shè)暨城市報警 與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)工作會議召開    記者 于蕾

警力不足技防補    蘇景

大型能耗監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)及控制策略研究    王彥

基于WSN的嵌入式溫室監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)控制問題的研究    程文鋒

基坑支護系統(tǒng)控制及三維可視化研究    薛飛

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)研究    高峰

國際地球化學(xué)填圖所使用的分析方案和標(biāo)準(zhǔn)樣的對比    劉紅艷

數(shù)控加工三維場景遠程重現(xiàn)技術(shù)的研究與實現(xiàn)    周敬東

基于生物網(wǎng)絡(luò)的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)容錯研究    邵清

電力系統(tǒng)遠程監(jiān)控的若干問題研究    余臻

基于ARM9嵌入式和工業(yè)以太網(wǎng)的礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究    徐竟天

路燈、景觀燈照明控制系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究    張軍朝

基于PLC現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的絞吸式挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)    史中權(quán)

多媒體數(shù)字錄像監(jiān)控系統(tǒng)幾大關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)    魯珂

文南油田注水泵站節(jié)能優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計    王淑超

基于組態(tài)技術(shù)和VVVF的驅(qū)動控制的連鑄機監(jiān)控系統(tǒng)的研究    李斌

現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用    段柏林

基于GPRS技術(shù)的起重機械監(jiān)控系統(tǒng)    郭風(fēng)雷

電力電纜隧道計算機綜合監(jiān)控系統(tǒng)研究    林勇鋒

戶式中央空調(diào)信息集成系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)    靳煒

船舶信息監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建    葉洲

高性能光電陰極工藝監(jiān)控技術(shù)研究    劉如彪