分布式原油罐含水在线检测系统的设计

论文摘要

原油含水率是石油化工行业石油采集、冶炼及运输过程中一个重要的参数,原油含水率测量是否准确对于确定原油的品质和明确原油交易时双方的利益有重要的意义。本文首先对储罐计量仪表和在线检测的理论及其关键技术进行了概括和论述,在此基础上设计了系统的总体方案并完成了单片机及其外围器件的选型;其次构建了以AVR单片机ATMega16L为核心的下位机硬件电路,其中包括了单片机最小系统、RS-485串行通信、电机正反转、A/D转换等电路的设计,在设计中充分考虑了系统的抗干扰性,附加各种抗干扰元件或电路;然后划分了软件功能模块,软件分成上、下位机两部分,其中下位机软件又分为串行通信、数据采集等模块,上位机主要包括串行通信和数据处理两部分;然后针对各功能模块进行详细设计和编码,其中对下位机软件进行了较为深入的研究,提出了两种实现系统功能的方案:前一种是直接在单片机上编程,后一种是基于嵌入式实时操作系统的,对上位机则采用DELPHI编程,使用第三方控件来设计RS-485串行通信和实时显示界面;最后,总结了本论文的工作成果,提出了进一步完善本系统的方向。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 课题的来源、研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 国外储罐计量仪表的发展动态
• 1.2.2 在线检测技术研究现状
• 1.3 本课题研究目的和内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 本文的基本结构
• 第2章 系统总体方案设计
• 2.1 系统总体架构
• 2.2 系统工作过程
• 2.3 以AVR单片机为核心的下位机系统的组成
• 2.3.1 下位机硬件的总体架构
• 2.3.2 单片机的选择
• 2.3.3 传输总线的选择
• 2.3.4 光栅尺的选择
• 2.3.5 其它元器件的选择
• 2.4 本章小结
• 第3章 下位机硬件电路设计
• 3.1 最小系统硬件电路设计
• 3.1.1 复位电路
• 3.1.2 时钟电路
• 3.1.3 电源电路
• 3.1.4 Flash在线编程
• 3.2 功能子系统的硬件电路设计
• 3.2.1 RS-485 串行通信电路
• 3.2.2 电机正反转电路
• 3.2.3 A/D转换模块
• 3.3 本章小结
• 第4章 系统的软件设计
• 4.1 串行通信协议
• 4.1.1 协议的帧结构
• 4.1.2 协议的工作流程
• 4.2 下位机软件设计准备
• 4.2.1 单片机软件开发工具
• 4.2.2 AVR-GCC编译器介绍
• 4.2.3 基于AVR-GCC的集成开发环境
• 4.2.4 ATMega16L熔丝配置
• 4.3 下位机软件设计
• 4.3.1 下位机的串行通信
• 4.3.2 含水率信号的采集
• 4.3.3 主程序
• 4.3.4 下位机软件的局限性
• 4.4 基于RTOS-AvrX的下位机软件设计
• 4.4.1 AvrX及基于RTOS的软件设计
• 4.4.2 AvrX的移植
• 4.4.3 系统任务在AvrX中的划分
• 4.5 上位机软件设计
• 4.5.1 上位机的串行通信
• 4.5.2 主体功能的设计
• 4.5.3 数据的管理、打印与查询
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论
• 6.1 本文研究的主要成果
• 6.2 本文进一步改进的设想
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果