凝析天然氣流量計二次儀表的開發(fā)

【摘要】： 凝析天然氣的氣液兩相流量是監(jiān)控氣井和氣藏動態(tài)特性的重要依據(jù),目前在兩相流計量方面仍有許多問題需要解決。兩相流計量系統(tǒng)若以PC機或工控機為核心,會造成系統(tǒng)體積大,功耗高,本文利用數(shù)字信號處理和嵌入式技術(shù),研發(fā)出一種體積小、功耗低、便攜式的凝析天然氣流量計量儀表。 在對流量計量系統(tǒng)的總體設(shè)計進行分析的基礎(chǔ)上,確定了二次儀表的主要任務(wù)及各功能模塊的組成,然后對二次儀表的硬件電路進行分析和完善,編程實現(xiàn)軟件系統(tǒng)各部分的功能,并將各功能模塊進行軟件組合。主要工作有:利用DSP片內(nèi)的DMA控制器輔助數(shù)據(jù)采集,使得CPU正常工作與后臺DMA數(shù)據(jù)采集同時進行,提高整個系統(tǒng)的工作效率;設(shè)計USB嵌入式主機系統(tǒng)及FAT16文件系統(tǒng),將采集的數(shù)據(jù)通過USB接口以文件形式存儲到U盤,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移動存儲;設(shè)計LCD和鍵盤的接口和相應(yīng)軟件,使儀表具有友好的人機交互界面;研究Flash在系統(tǒng)編程技術(shù)及自舉引導(dǎo)過程,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的獨立運行。系統(tǒng)采用C語言進行模塊化設(shè)計,程序可讀性強,易于軟件的維護和升級。 該儀表實現(xiàn)了A/D采集、USB移動存儲、人機交互、獨立運行等基本功能,使用方便,易于推廣應(yīng)用,該儀表的研究為兩相流計量技術(shù)從實驗室走向現(xiàn)場應(yīng)用提供了一個良好的解決方案。 【關(guān)鍵詞】：二次儀表 數(shù)字信號處理器 數(shù)據(jù)采集 通用串行總線 自舉引導(dǎo)
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH814
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景與來源9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 兩相流計量方法概述9-10
• 1.2.2 兩相流在線計量的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 兩相流計量儀表的開發(fā)基礎(chǔ)11-13
• 1.3 本課題的主要內(nèi)容13-14
• 1.3.1 研究目的13
• 1.3.2 主要工作13-14
• 1.3.3 預(yù)期結(jié)果14
• 1.4 本課題的研究意義14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第2章 兩相流計量系統(tǒng)整體方案設(shè)計16-20
• 2.1 計量系統(tǒng)總體設(shè)計16-17
• 2.2 二次儀表功能模塊設(shè)計17-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第3章 二次儀表硬件電路設(shè)計20-29
• 3.1 串口數(shù)據(jù)采集電路20-22
• 3.1.1 SPI接口簡介20
• 3.1.2 McBSP的SPI工作模式20-21
• 3.1.3 ADS8341 與 McBSP0 的接口21-22
• 3.2 USB主機接口電路22-23
• 3.2.1 USB總線接口的電氣特性22
• 3.2.2 主機接口SL811HS的電路設(shè)計22-23
• 3.3 液晶顯示模塊接口電路23-24
• 3.3.1 HPI配置為通用I/O口23-24
• 3.3.2 C12864 與DSP的接口24
• 3.4 鍵盤接口電路24-26
• 3.4.1 McBSP配置為通用I/O口25
• 3.4.2 McBSP1 與鍵盤的接口25-26
• 3.5 存儲器的空間設(shè)計26-28
• 3.6 本章小結(jié)28-29
• 第4章 二次儀表軟件系統(tǒng)設(shè)計29-75
• 4.1 開發(fā)工具及開發(fā)環(huán)境CCS介紹29-30
• 4.2 CCS環(huán)境下C語言編程與中斷的實現(xiàn)30-32
• 4.2.1 C語言編程30
• 4.2.2 VC5402 中斷的實現(xiàn)30-32
• 4.3 McBSP結(jié)合DMA的數(shù)據(jù)采集32-38
• 4.3.1 ADS8341 工作原理簡介33
• 4.3.2 McBSP簡介及其作用33-34
• 4.3.3 DMA簡介及其作用34
• 4.3.4 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計34-37
• 4.3.5 實驗結(jié)果37-38
• 4.4 嵌入式USB主機系統(tǒng)規(guī)劃38-42
• 4.4.1 USB底層數(shù)據(jù)通信38-40
• 4.4.2 嵌入式USB主機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)40-42
• 4.5 USB通信的軟件實現(xiàn)42-61
• 4.5.1 SL811HS相關(guān)寄存器介紹42
• 4.5.2 USB主控制器驅(qū)動程序的實現(xiàn)42-43
• 4.5.3 USB核心驅(qū)動程序的實現(xiàn)43-50
• 4.5.4 Mass Storage類協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn)50-56
• 4.5.5 FAT文件系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)56-61
• 4.5.6 實驗結(jié)果61
• 4.6 人機交互軟件設(shè)計61-65
• 4.6.1 液晶顯示模塊軟件設(shè)計61-64
• 4.6.2 鍵盤模塊軟件設(shè)計64-65
• 4.6.3 運行演示65
• 4.7 在系統(tǒng)編程及自舉引導(dǎo)的實現(xiàn)65-74
• 4.7.1 SST39VF400A在系統(tǒng)編程65-66
• 4.7.2 自舉引導(dǎo)的基本原理與模式66-69
• 4.7.3 在系統(tǒng)編程和自舉引導(dǎo)的程序?qū)崿F(xiàn)69-72
• 4.7.4 大容量程序的上電引導(dǎo)設(shè)計72-74
• 4.8 本章小結(jié)74-75
• 總結(jié)與展望75-77
• 參考文獻77-80
• 附錄A 電路原理圖80-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果82-83
• 致謝83

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