基于光纤柜位计的多参数气柜监测方法和技术研究

论文摘要

煤气柜在能源工业和钢铁工业中应用很广,保证煤气柜的安全运行对安全生产具有重要意义,但目前尚未见到完善的气柜安全运行系统。为了解决这个问题,本文从监控系统用户需求与功能分析入手,结合当前飞速发展的光纤传感技术、计算机软件、硬件技术、智能仪表技术、自动控制技术和通讯技术,开发了一套使用光纤柜位计的气柜监测系统。本系统由于采用了本质安全的光纤传感器技术,现场完全避免了电信号的引入,在安全上有可靠的保障。 针对干式气柜实际情况,基于工业自动化组态技术和计算机监测技术,我们构建了现代化监测系统。它在结构上采用集散控制型系统结构,单片机构成系统底层控制站,光纤传感器和智能化仪表完成对煤气柜现场的各种数据采集和过程控制,工业控制计算机构成系统的操作站。上位机采用组态功能强大、操作简便的“组态王”软件进行过程组态,完成数据显示、人机界面操作和对整个工艺、控制系统的管理和报表打印等功能;上位机与下位机之间的通讯系统采用DDE(动态数据交换)通讯技术和VB串口数据采集技术。 整个系统实现了自动监测、显示、报警、打印等功能,且具有较好的扩展性和可维护性,可以稳定、可靠地运行,使操作人员能实时掌握活塞的倾斜情况,并能及时控制进出气速度,防止出现较大幅度的活塞倾斜,从而避免事故发生。该系统降低了工人的劳动强度,提高了管理水平,具有很好的工程推广性。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出和研究意义
• 1.2 本论文的主要工作
• 第2章 光纤传感器技术研究
• 2.1 光纤传感器测量原理
• 2.1.1 光纤的传光原理——全反射
• 2.1.2 光纤的组成及光波的传播特性
• 2.1.3 光纤传感器的基本原理
• 2.1.4 光纤传感器的特点
• 2.1.5 光纤传感器的基本组成
• 2.1.6 光纤传感器的分类
• 2.2 常见的几种光纤传感器的工作原理
• 2.2.1 光纤液位计测量原理
• 2.2.2 光纤柜位计测量原理
• 2.2.3 光纤温度传感器原理
• 2.3 本系统传感器的选用
• 第3章 工业自动控制系统
• 3.1 计算机自动测量控制系统概述
• 3.2 计算机测控系统分类
• 3.2.1 数据处理系统（DPS—Data Processing System）
• 3.2.2 直接数字测控系统（DDC—Direct Digital Control）
• 3.2.3 计算机监督测控系统（SCC—Supervisory Computer Control）
• 3.2.4 集散型测控系统（DCS—Distributed Control System）
• 3.3 本系统的体系结构
• 第4章 冶金行业气柜监测系统的总体分析
• 4.1 气柜及其结构介绍
• 4.2 系统功能要求
• 4.3 系统分析与设计
• 第5章 监测系统的软件设计与实现
• 5.1 系统软件平台
• 5.2 系统组态软件设计
• 5.2.1 组态软件特点及结构
• 5.2.2 组态软件产品介绍及选取
• 5.2.3 组态王（Kingview）软件功能
• 5.2.4 系统组态设计
• 5.3 数据通讯机制研究
• 5.3.1 动态数据交换（DDE）概述
• 5.3.2 上下位机RS232串行通讯协议
• 5.3.3 通讯方案的设计
• 5.4 数据通讯程序的实现
• 5.4.1 RS232串口通讯VB程序开发
• 5.4.2 VB通讯程序与组态王的DDE链接
• 第6章 二次仪表与上位机的系统联调
• 第7章 总结
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录