基于DSP的凝析气两相流量计量单元优化设计

发布时间：2017-03-20 17:02

  本文关键词：基于DSP的凝析气两相流量计量单元优化设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在对凝析天然气两相流量计量系统功能需求分析的基础上,提出了基于DSP的两相流量计量单元软硬件设计方案,完成了两相流量计量单元的优化设计和仪表成型,实现了凝析天然气两相流量的计量、存储和传输。硬件设计遵循模块化设计原则,将计量单元的电路划分为DSP核心板、输入板、通信板和显示板4个PCB电路板进行设计。选择了TMS320VC5509A作为核心处理器,外围电路主要由ADS8344E模数转换器、microSD卡、TMP20环境温度传感器、Wi-Fi无线通信模块和RS-485收发器等器件组成。软件设计中引入了DSP/BIOS嵌入式实时操作系统,完成了其参数配置及应用程序编写,移植了FAT文件系统和RS9110-N-11-22工业级Wi-Fi无线模块驱动程序。最后对计量单元的嵌入式软件进行了代码级的优化和DSP/BIOS操作系统的优化。在对计量单元的各个软硬件模块进行整合后,实现了8通道4~20mA标准电流信号的快速采集,高速数据处理,海量数据的长时间安全存储,流量数据实时就地显示,RS-485有线通信和Wi-Fi无线通信等功能。
【关键词】：凝析天然气 数据采集 流量计量 DSP/BIOS Wi-Fi通信
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH814
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 研究现状9-11
• 1.2.1 国内油气田天然气计量现状9
• 1.2.2 数字信号处理器应用现状9-10
• 1.2.3 国内天然气井口数据采集传输系统现状10-11
• 1.3 课题研究的主要内容11-16
• 1.3.1 研究目的11
• 1.3.2 主要工作11-16
• 第2章 凝析天然气计量单元整体方案设计16-23
• 2.1 计量单元的需求分析16
• 2.2 计量单元总体设计方案16-20
• 2.2.1 计量单元硬件设计17-19
• 2.2.2 计量单元软件设计19-20
• 2.3 计量单优化设计目标20-23
• 第3章 凝析天然气计量单元硬件设计23-45
• 3.1 DSP核心板电路设计23-30
• 3.1.1 DSP最小系统23-28
• 3.1.2 SD存储卡接口28-29
• 3.1.3 环境温度传感器29-30
• 3.2 输入板电路设计30-35
• 3.2.1 电源输入保护电路31-32
• 3.2.2 模拟信号输入保护电路32-33
• 3.2.3 A/D采样与信号隔离电路33-35
• 3.3 通信板模块电路设计35-40
• 3.3.1 Wi-Fi通信模块应用36-37
• 3.3.2 RS-485通信电路设计37-40
• 3.4 显示板模块电路设计40-43
• 3.4.1 液晶显示电路设计41-42
• 3.4.2 按键与LED指示灯电路设计42-43
• 3.5 计量单元硬件抗干扰设计43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 凝析天然气计量单元软件设计45-56
• 4.1 DSP/BIOS嵌入式操作系统45-48
• 4.2 SD卡与文件系统48-50
• 4.3 Wi-Fi无线通信程序50-53
• 4.4 计量单元软件的优化设计53-55
• 4.4.1 程序代码的优化53-54
• 4.4.2 DSP/BIOS系统的优化54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 系统测试56-60
• 5.1 电源系统测试56-57
• 5.1.1 输入电压范围测试56-57
• 5.1.2 输出能力测试57
• 5.2 存储器性能测试57-58
• 5.3 无线通信模块测试58-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

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