储油罐油量液位测量与控制研究

发布时间：2020-10-30 23:17

　　 储油罐作为一种最普遍的储油方式被广泛应用于石油化工行业。为保证储油罐安全问题,储油罐内的储油量必须被限制在一定的范围内,因此储油罐内油量液位的测量与控制就显得尤为重要。针对这一问题,本课题对储油罐油量液位的测量与控制分别展开研究,在提高液位测量精度和控制的鲁棒性等方面均具有一定的应用价值。针对储油罐油量液位测量的问题,设计了一种基于冲击反射波法的超声波油量测量方式,并对测量装置的软/硬件进行了综合设计,实现其对原油液位的连续测量、液位数据的实时显示。在提高测量精度方面,采取引入实时声速作为参考和温度补偿的声速校正共同结合的方法以减小测量误差。为了验证所设计装置的有效性,进行了实验验证和调试。实验结果表明,在1500mm范围内相对误差控制在1%以内,精度高于传统的液位计。针对储油罐油量液位控制的问题,结合模糊控制和传统PID控制理论,设计了一种模糊PID控制器,通过计算系统当前误差和系统当前的误差变化率,运用模糊推理系统进行参数调整,达到对PID控制器3个参数的实时在线调整;在MATLAB/Simulink环境下,搭建了油量液位控制系统仿真模型,结果表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制更具优势,它在超调量、响应速度和鲁棒性方面有更好的控制品质。
【学位单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE972;TP273
【部分图文】：

图 2-6 T/R40-16 超声波传感器实物图Fig. 2-6 T/R40-16 ultrasonic sensor physical pictu法超声测量与理论分析发射探头 接收探头RS液面

AT89S52控制核心SPI下载接口晶振时钟电路电源电路复位电路显示电路波发射模块波接受模块 温度检测模显示模块图 3-1 数字控制系统总框图Fig. 3-1 Digital control system block diagram9S52 控制核心52 为一类功率消耗低、高性能的微型处理器，具备 8K 在体系储器，片上 Flash 容许在系统程序存储器件编程，同样也适合T89S52 实物图和引脚图如图 3-2、3-3 所示：

图 3-3 AT89S52 引脚图Fig. 3-3 AT89S52 pin diagram89S52 的关键功能S52 主要功能有与 MCS-52 产品序列相容、8KB 的 Flash Memory、工间为 2.7V 到 6V、全静态工作即可由 0Hz 到 16MHz、128 × 8位内部2 条可编程 I/O 线、轮回写擦次数 1000 左右、储存数据年数为 10 年。89S52 单片机内部构造及功能功能寄存器件：占用部分片内存储空间，存储 AT89S52 各功能模块的、状态及数据。通过对特殊功能寄存器的正确操作可以有效地控制 I/O断模块、定时器模块和串口通信模块。电源：在特殊功能寄存器件中第 4 位打开电源开关时置为 1。存储器：AT89S52 单片机内部的 128 字节 RAM 可以使用间接寻址模式作，通过直接或间接访问寻址模式，可以对 128 个字节的堆栈空间进行
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本文编号：2863134