探索基于光纤传感的现场总线监控系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于光纤传感的现场总线监控系统研究姓名：黄海申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：姜德生20040501武汉理工大学硕士学位论文中文摘要随着石油、液化石油气罐区生产工艺越来越复杂，参数控制和安全防爆的要求越来越高，对罐区储运系统安全生产自动化控制水平的要求也越来越高。近几年，随着人们对罐区灾难性事故后果的认识和提高，罐区自动化控制和管理现代化有了相当的发展。但是远远不能满足生产的安全和质量的需要。石油罐区操作一般为间歇和多流程操作，即一个罐组、甚至一座储油罐都可能有十个、数十个流程操作，有时是单流程操作，

2、有时是部分流程的组合操作，开错一个阀门，就可能发生意想不到的跑串事故。防止相互冲突的流程同时执行，就是防止灾难性事故发生。此外，防止罐介质外泄，遇火源形成灾难性事故也是罐区安全生产的基本任务。因此，多年来国内一直试图开发一种可以有效的把生产管理、过程控制，安全监控、事故预案有机结合起来的双重控制系统，来确保罐区的安全生产。本文针对石油、液化气罐区现状，对石油、液化气罐区安全生产过程进行全面分析，在基于光纤传感技术、PROFIBUS现场总线技术和计算机控制技术基础上应用网络技术、通信技术以及安全分析方法，在“ETHERNET”网络建立具有生产管

3、理、进程控制、安全控制、事故预案等功能的液化石油气罐区生产与安全双重控制系统。本论文的主要工作为：(1)对液化气罐区各种参数(罐液位、温度、压力、环境可燃气浓度、阀门回讯)通过光纤传感器(光纤液位计、光纤液位高位报警器、光纤温度计、光纤压力计等)进行采集，并进行过程组态，通过下位可编程逻辑控制器(PLC)和上位组态软件完成生产控制系统的开发。(2)使用先进的PROFIBUS总线技术取代传统的分布式集散系统和RS485总线技术。搭建一个完善的基于PROFIBUS现场总线技术的网络平台。(3)在对液化气罐区生产特点进行科学分析的基础上，引进流程管

4、理机制，对罐区生产进行全面的在线安全分析、安全监督、一旦有危及安全的操作，进行安全控制、完成安全控制系统的开发。为了达到生产控制系统和安全控制系统的快速实时通讯，利用动态数据交换技术，开发生产控制系统和安全控制系统的数据接口。关键词：光纤传感器，现场总线监控系统，生产及安全控制系统武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACT蚴themanufacturetechniqueofpetroleum、liquefiedpetroleumgastinsismoreandmorecomplex．therequireofcontrolparameteriSm

5、oreandmorehigll，血erequireofautomaticcontrol1evelofoiltinssectionstoreandcarrysystemisalsomoreandmorehigh．Theseyears，withpeoplerealizetheoilfinssectionbalesequel，theautomaticcontr01andmanagemodernizationdevelopverymuch．Butthedevelopmentcannotfilltherequireofmanufacturesafety

6、andquality．TheoperationofoiltinssectioniStheintermissionandmuchflowoperation，namelyoneoiltiIlmaybehastenormoreflowoperation．Sometimesissingleflowoperation，sometimesissomeDartsflowcombinationoperation，S0openwrongonevalveitcantakeplacebeata11accident．Besides，itiSthebasicrequi

7、reoftinsectionsafetymanufacturethatavoidtinmediumreleaseoutsideandencounterfiretoformbaleaccident．Sotheseyears．peoplea11longtrytoexploderakindofdoublecontrolsystemmatCaneffectivecombinemanufacturemanage，processcontrol，safetysuperviseandaccidentpredicttoinsurethesafetymanufa

8、cture．Thisartioleaimattheactualityofpetroleum、liquefiedpetroleumgastins，completean