天然氣門站計量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

【摘要】：隨著我國天然氣工業(yè)的發(fā)展,熱值大且無污染的天然氣已經(jīng)成為城市燃?xì)獾闹匾M成部分。天然氣門站作為城市天然氣供氣的入口,肩負(fù)著保障城市天然氣安全穩(wěn)定供應(yīng)以及天然氣流量計量等職能。天然氣門站計量監(jiān)控系統(tǒng)配合著門站現(xiàn)場的設(shè)備能夠高效的完成上述工作,其對于天然氣門站的日常生產(chǎn)運營有著重大的意義。本文以西南某天然氣公司的門站計量控制系統(tǒng)軟硬件升級改造項目為依托,基于可編程邏輯控制器、OPC技術(shù)以及功能強大的WinCC組態(tài)軟件,設(shè)計實現(xiàn)了一款上下位機協(xié)同工作的自動化程度較高的天然氣門站計量監(jiān)控系統(tǒng)。 本論文根據(jù)天然氣門站的實際需求分析,結(jié)合門站工藝流程進(jìn)行了深入的研究和調(diào)查,給出了天然門站計量監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,并完成了系統(tǒng)相應(yīng)軟硬件的設(shè)計與實現(xiàn)。本論文首先研究了天然氣流量計量的原理和方法,并對基于PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和流量計量的程序進(jìn)行編制,完成天然氣門站現(xiàn)場級數(shù)據(jù)存儲,數(shù)據(jù)報警以及球閥控制等任務(wù),同時對下位機軟冗余方案進(jìn)行了介紹。門站監(jiān)控系統(tǒng)的上位機采用西門子公司的WinCC組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā),可以實現(xiàn)門站工藝流程、現(xiàn)場變送器數(shù)據(jù)、實時及歷史數(shù)據(jù)趨勢以及球閥狀態(tài)等的動態(tài)顯示,并完成對門站的數(shù)據(jù)和工作人員權(quán)限的管理。為了滿足天然氣門站實時遠(yuǎn)程報警的功能需求,本論文設(shè)計并實現(xiàn)了基于OPC技術(shù)的短消息報警功能。 本論文的門站計量監(jiān)控系統(tǒng)通過對天然氣門站現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和計量,完成球閥控制、數(shù)據(jù)采集、流量計量、狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及短消息報警等功能,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)域的計量監(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】：天然氣門站 流量計量 WinCC組態(tài)軟件 OPC技術(shù) 短消息報警
【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】：2013
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目錄8-10
• 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)狀及發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 本文研究內(nèi)容11-12
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)12-13
• 第2章 門站計量監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計13-18
• 2.1 門站工藝流程介紹13
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案13-16
• 2.2.1 功能需求分析13-14
• 2.2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計14-16
• 2.3 軟硬件集成方案16-17
• 2.3.1 軟硬件平臺選擇16
• 2.3.2 軟硬件設(shè)備配置16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第3章 下位機流量計量程序設(shè)計與實現(xiàn)18-39
• 3.1 計量控制單元的結(jié)構(gòu)組成18-20
• 3.1.1 下位機的基本組成18-19
• 3.1.2 下位機程序組織結(jié)構(gòu)19-20
• 3.2 下位機軟件功能分析20-21
• 3.3 計量監(jiān)控程序的設(shè)計與實現(xiàn)21-35
• 3.3.1 計量監(jiān)控程序總體設(shè)計21-22
• 3.3.2 下位機的I/O分配及采樣22
• 3.3.3 流量計算單元的實現(xiàn)22-29
• 3.3.4 流量補償模塊的實現(xiàn)29-32
• 3.3.5 下位機數(shù)據(jù)存儲的實現(xiàn)32-33
• 3.3.6 下位機報錯處理的實現(xiàn)33-35
• 3.4 下位機軟冗余設(shè)計35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 上位機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計與實現(xiàn)39-59
• 4.1 上位機監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計39-40
• 4.1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計39-40
• 4.1.2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)40
• 4.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)40-54
• 4.2.1 系統(tǒng)總體功能實現(xiàn)40-45
• 4.2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計45-47
• 4.2.3 用戶分類管理47-49
• 4.2.4 系統(tǒng)報警功能的實現(xiàn)49-50
• 4.2.5 數(shù)據(jù)訪問模塊的實現(xiàn)50-53
• 4.2.6 流量補算的實現(xiàn)53-54
• 4.3 系統(tǒng)冗余設(shè)計與實現(xiàn)54-56
• 4.4 基于Web遠(yuǎn)程瀏覽56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 基于OPC中間件的短消息報警模塊的開發(fā)59-72
• 5.1 短消息報警方案設(shè)計59
• 5.2 基于OPC技術(shù)的中間件實現(xiàn)59-64
• 5.2.1 中間件運行管理的實現(xiàn)59-61
• 5.2.2 中間件與WinCC的數(shù)據(jù)交互61-63
• 5.2.3 OPC客戶端接收器的實現(xiàn)63-64
• 5.3 基于GSM短消息報警模塊的實現(xiàn)64-71
• 5.3.1 軟件功能結(jié)構(gòu)分析64-65
• 5.3.2 告警分類與通信協(xié)議設(shè)計65-67
• 5.3.3 短消息協(xié)議分析67-69
• 5.3.4 報警模塊的實現(xiàn)69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 總結(jié)與展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77

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