储油罐实时监测系统的设计与实现

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1、长治学院学士学位论文长治学院2012届学士学位毕业论文储油罐实时监测系统的设计与实现学号：08405433姓名：张国雁指导教师：张毅专业：电子信息科学与技术系别：电子信息与物理系完成时间：2012年5月长治学院学士学位论文储油罐实时监测系统的设计与实现专业：电子信息科学与技术姓名：张国雁学号：08405433指导教师：张毅摘要:我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。但国内许多反应罐、大型储油罐、加油站的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没

2、有实行实时动态测量,这样易引发安全事故，无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。本系统针对上述问题，采用相应的传感器采集储油罐内的温度和压力，并通过单片机将储油量、温度值显示出来；同时利用串口将各项数据发送给上位机，从而进行更精确的计算与统计。关键词：储油罐、液位监测、QT、ARM、嵌入式长治学院学士学位论文目录1系统概述11.1题目分析11.1.1选题意义11.1.2需求分析11.2功能分析22方案论证32.1硬件方案32.1.1、硬件方案132.1.2、硬件方案232.1.3、两种硬件方案论证32.2软件方案32.2.1、软件开发工具论

3、证42.2.2、方案比较43系统设计之下位机部分63.1．液面测量模块:63.2.温度检测模块123.3串口数据发送模块143.4显示模块164系统设计之上位机部分184.1PC端软件184.2ARM嵌入式设备端软件215系统调试235.1调试计划235.2程序运行中的错误235.3调试结果236总结分析28附录31长治学院学士学位论文1系统概述1.1题目分析1.1.1选题意义随着科技的发展，特别是计算机技术的广泛应用和迅猛发展，由传统的人工测量开始逐步向计算机智能监测方向发展。相比较而言，国外的油罐区安全监测系统性能好，但其价格过高，远远

4、超出了我国广大用户的承受能力。而国内研制的系统大多计算精度低、稳定性和可靠性差。因此，研发出符合我国国情的油罐区安全监测系统，不仅可以保障石油库区的安全生产，而且将加快石油行业的现代化管理进程。 针对油库储油罐地理位置分布广，信号传送距离远的特点，采用“功能分散、负荷分散、危险分散、管理集中”的分布式控制系统设计思想，“硬件模块化、软件组合化、通信网络化”的设计方法。1.1.2需求分析在设计储油罐管理系统时，首先确定系统设计目标和功能要求，从技术和经济角度上进行可行性分析，然后进行方案选择和总体设计，考虑下位机硬件电路的结构是否合理，性价比

5、等问题，探讨上位机的功能框架，采用的数据结构等细节，再进行详细设计和调试，最终完成设计任务。在设计初期，主要考虑了以下因素：（1）可靠性。系统运行安全可靠，性能稳定，可以在恶劣环境长期连续工作。（2）通用性。在设计时，应充分考虑其应用对象的共性，使系统具有较强的通用性，可以在油库推广应用。（3）兼容性。系统应能携挂不同类型的传感器，能够测量多种参数。（4）经济性。系统的造价经济合理，性能价格比高。（5）操作维护方便性。在软件方面，要求人机界面友好，操作简便；在硬件方面，要求维护检修方便。1.2功能分析根据对储油罐液位监测及计量管理任务的深入

6、分析，系统应实现以下几大功能：50长治学院学士学位论文1.系统参数的设定与修改储油罐区参数设定和修改：储油罐数量、标号设定、通讯参数设置，储油罐分区管理定义等。储油罐参数设定与修改：储油罐的安全高度、液位的高低报警值等设定和修改。2.储油罐实时监测与计量储油罐状态实时监测：储油罐液位等参数的实时监测。储油罐实时计量：依据压力值，计算出液位的高度和剩余百分比。3.可视信息服务显示系统总貌及构成、各个油罐的温度，液位，压力数据。50长治学院学士学位论文2方案论证2.1硬件方案2.1.1硬件方案1硬件方案1的系统主要由现场仪表和储油罐实时监测与计

7、量的管理主机或服务器等组。系统主机和现场仪表之间通过RS-485总线连接，储油罐实时监测和采集液位的核心是两个压力传感器。整个系统的工作流程大致如下：压力传感器从储油罐终端采集到数据，经单片机处理（A/D转换）后显示到现场端的数码管上，同时通过串口传输给上位机，实现远端监测，连入计算机，计算机显示并保存上传的液位数据，并可以通过管理软件对数据来进行后续处理。2.1.2硬件方案2硬件方案2是光用单片机设计一个液位监控系统。其硬件的组成是：单片机，A/D转换部分，液位显示部分，将采集到的数据经过单片机处理，显示到数码管上，管理人员可以定时查看各

8、个储油罐的信息。2.1.3两种硬件方案论证结合两种硬件方案，采用的硬件结构有所不同，方案2用单片机作为硬件系统，显然电路复杂，可靠性较低，而且无法向上位机发送数据，实现远端监测。