油气分析仪监控系统的设计和开发

发布时间：2020-05-09 19:36

【摘要】：石油是非常重要的能源和资源。提高企业的产品质量、经济效益和社会效益,需要采用先进的监测和优化控制技术,而油气组成及其性质分析仪是实现上述目标的关键性仪表。目前,国内外的油气分析仪表存在着较多的不足,如:可靠性不高、适应性差、性价比低等。开发高性能和高性价比油气分析仪表,对于石油石化行业的发展具有重要意义。本文在深入分析自行设计的油气分析仪的工作原理与特点、技术指标和功能的基础上,研究了该仪表对监控系统软件的功能需求和技术要求,进行了该仪表监控系统软件的设计和开发,主要内容如下。首先,深入分析和归纳了自行设计的油气分析仪的功能、技术指标及工作特点。在此基础上,完成了该仪表对监控系统软件功能的需求分析。基于STM32芯片和需求分析,给出了油气分析仪的监控系统软件整体方案设计、软件子模块的详细设计,包括:中断优先级、时钟频率、工作周期、模块接口参数等。其次,根据设计,完成了对油气性质分析仪监控系统软件的研发,主要包括:运行监控主模块、数据采集模块、USB和串口通讯模块、内存和外存扩展模块、电源管理模块、应用功能模块、上位机开发平台监控界面等。最后,对油气组分及性质分析仪的监控系统进行了测试。包括模块测试,如:数据采集模块、USB和串口等通信模块、STM32内存和外存扩展及电源管理模块、人机界面的测试,以及样机的整体初步运行的测试。测试结果初步表明了所设计的油气分析仪监控系统软件有效性。
【图文】：

结构图,油气性质,分析仪,结构图

图 2-1 油气性质分析仪结构图Fig2-1 Oil-gas analysis meter block diagram1.光学系统光学系统主要由发光光源、分光装置、探测器、和光路四个部分构成，光学系统主要是为油气分析仪提供可靠的近红外光。2.光电转换系统光电转换系统主要是 CCD(Charge Coupled Device)模块，其功能是将接收到的近红外光转换成可以进行数据处理的电信号，CCD(Charge Coupled Device)是光电转换系统的核心模块。3.数据采集处理系统数据采集处理系统是油气性质分析仪设计的核心内容，数据采集的对象是将 CCD光信号转换后的电信号，微处理器是无法处理光信号的，因为微处理器无法识别光信号，必须将光信号转换成电信号以后，并进行模数转换，将转换后的数字信号送入数据处理

油气性质,分析仪,硬件框图

图 2-2 油气性质分析仪硬件框图Fig2-2 Oil-gas analysis meter hardware block diagram气分析仪的技术指标企业、炼化企业等石油行业对于油气分析仪要求越来越高，本文的目的就可以应用于实际生产的高性能、高精度、适应性强、模块化、便携性高、以在线检测的智能分析仪表，当然油气分析仪还应具有丰富的功能，不能测一种物质，，可以根据实际的需要，选择相应的工作模块来完成对不同物。下面，将本文所设计的油气性质分析仪的指标规定如下：光谱范围 870~940 nm光谱分辨率 0.2nm重复性 <1%通信接口 USB、232、485标准信号 4~20mA、1~5V DC
【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】：2015
【分类号】：TE622;TP277

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