煤气储气柜活塞平台运动姿态测控系统的研究
发布时间：2021-08-03 22:44
柜位（容）、活塞平台倾斜度和活塞平台运动速度是评价煤气储气柜运行安全性的重要指标和关键因素。在实际工业运行中,若煤气储气柜活塞平台倾斜度超限,则会发生煤气泄漏事故,将会造成人员伤亡和较大的经济损失,并对周边大气环境造成污染。现阶段,煤气储气柜运行状态检测一般是将柜位（容）和活塞平台倾斜度分别检测,而少有采用将两者结合检测的方法。本文在分析现有煤气储气柜柜容柜位、活塞平台倾斜度、活塞运动趋势的基础上,建立了煤气储气柜活塞平台运动姿态模型,设计实现了多传感器在线复合测量的检测系统和基于检测系统的煤气储气柜活塞平台运动姿态控制系统。首先,介绍了本课题国内外研究现状与发展趋势、课题研究背景与意义,在此基础上进一步探究了课题主要研究内容。其次,建立了活塞平台运动姿态模型,通过最小二乘法拟合处理,获得连续变化的空间平面,以此解析活塞平台的运动变化情况,分析该平面的运动状态,获得活塞平台运行中的倾斜度、运动速度、运动加速度以及柜位的实时数据。同时,进行基于LabVIEW平台的煤气储气柜运动姿态检测系统软件设计,搭建可实现测量数据采集、测量数据处理、测量数据分析、三维图像动态显示、历史数据查询、超限声...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．丨威金斯型干式煤气储气柜剖面图??如果能及时发现活塞平台倾斜度过大等危险情况，并做出及时有效的制动和报警，??
１．３．１传统测量方法??传统测量方法中，使用范围最广泛、时间最长的是环形水管测量方法，此方法专门??用于活塞平台倾斜度的测量。该测量方法原理示意图如下图１．２所示：将环形水管水平??安装在柜内，并将多根水管竖立均匀安装在环形水管周围，使各竖立水管与环形水管直??接联通。将透明玻璃管和钢板直尺固定在同一槽钢板上，其中，豫胶软管向下与整立水??管相连接，向上与透明玻璃管相连接［３］。正常情况下一般每隔一周值班人员会爬上几十??米高的煤气柜顶，从检查孔钻入气柜内部，这期间气柜会停止运行４？５小时，值班人员??需要用肉眼观察每根竖立水管的水位高度，并进行记录，从而掌握活塞平台的倾斜度。??“环形水管??水、—??活塞平台??煤气＼了＿＿?Ｔ＂??ｙ－?‘?￣?－丄、Ｌ??ｌＵ＾??图１．２传统测量方法示意图??环形水管测量方法的局限性主要有如下四点：??（１）运行和维护值班人员需频繁进入柜内查看，对其人身健康和安全来说具有一定??危害和威胁。??－２－??
３．３．２缓冲跟踪－开始子模块??本系统选用的５台激光测距传感器为同一型号，所以串口通讯模块的设计也相同，??下面以Ｌａｓｅｒ?１为例介绍缓冲跟踪－开始子模块的软件设计，其程序图如下图３．９所示。??［?ＱＰｈ?钱冲跟综ｒｆｆ始Ｉ??Ｉ?ｍｍｍ?口?Ｗｌ?；??ｊ?Ｖ５Ａ?ｒｅｓｏｕｒｃｅ?Ｌａｊｇｒｌ??Ｉ?：??ｉ?［嫩０）?ｐ?ｉＢｙｔｅｓ?ａｔ?Ｐｏｒ＾Ｈ??Ｉ??１?Ｉ??Ｉ?奇?ｄ〔０「。，ｅ〕??Ｉ?Ｉ??＼?停止位（１０：?１?ＯＫ）??Ｍ?Ｈ￣Ｉ?Ｌ—ｊｆｉｎ－ｉ??ｊ?■?ｉＬｒ＾?｜Ｑ？ｎＤ［＾?Ｉ??ｉｌｎｆｌＢａａａＢＢａｆｌｎＢＤｎＢＢａｎｎｎａａＤＢｎｎｎｎＢＢＢｎＢｎＢＢａＢａａＢｏｎｕａａｎｎｎｉｉ??图３．９缓冲跟踪－斤始程序图??按照表３．３缓冲跟踪－开始指令的配置指令，触发传感器内部缓冲区进行连续测量。??取样时间的设定决定了测量频率。若将取样时间设定为０，那么就会达到最快测试频率。??指令中参数Ｎ为模块地址（０￣９）（下同），代表激光测距传感器编号，可通过传感器的??地址开关进行设定，本系统５台传感器分别编号为１￣５，即模块地址Ｎ分别为１￣５。其??中，ＸＸＸＸＸＸＸＸ为采样频率，ＺＺＺ为错误代码（下同）。??表３．３缓冲跟踪－开始指令??配置命令?获取命令??命令?ｓＮｆ＋ｘｘｘｘｘｘｘｘ＜ｔｒｍ＞?ｓＮｆ＜ｔｒｆ＞??返回成功?ｇＮｆ？＜ｔｒｆ＞?ｓＮｆ＋ｘｘｘｘｘｘｘｘ＜ｔｒｍ＞??返回错误?ｇＮ＠Ｅｚｚｚ＜ｔｎｎ＞?ｇＮ＠Ｅｚｚｚ??－２２－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]手持测距仪快速定位测量装置的研制[J]. 彭龙龙,禹东强,刘明慧. 测绘与空间地理信息. 2013(10)
[2]15万m3焦炉煤气柜的并网实践与运行分析[J]. 郝彦光,刘继云,高强. 冶金能源. 2013(03)
[3]基于LabVIEW的力学实验数据采集系统软件设计[J]. 吴忠锴,梁志剑,马铁华. 制造业自动化. 2012(22)
[4]基于高精度倾角传感器的活塞倾斜度在线监测[J]. 潘莉,熊禾根. 冶金动力. 2012(05)
[5]一种新型的智能重构柔性电机驱动控制器设计[J]. 朱正伟,顾颢,何宝祥,储开斌. 常州大学学报(自然科学版). 2012(01)
[6]基于LabVIEW的高压无功补偿上位机监控系统[J]. 齐红超,王国强. 变频器世界. 2011(12)
[7]基于Prodave技术的西门子PLC监控调试软件开发[J]. 赵军,时良平,黄春阳. 自动化应用. 2011(10)
[8]基于Moxa多串口卡的多串口通信的VC++实现[J]. 赵素娟. 计算机与现代化. 2011(08)
[9]基于LabVIEW的输油站运销系统[J]. 吴宏斌. 国外电子测量技术. 2011(01)
[10]在Labview环境下利用PRODAVE实现PC与PLC数据通信[J]. 杨艳霞. 中国高新技术企业. 2010(25)
博士论文
[1]测量系统分析与动态不确定度及其应用研究[D]. 谢少锋.合肥工业大学 2003
[2]激光干涉表面形貌测量系统及3D-MOTIF评定研究[D]. 郭军.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于PLC和LabVIEW的阀门控制器研究[D]. 徐柳滨.哈尔滨工程大学 2013
[2]电容塑膜厚度传感器及其在线检测系统研究[D]. 李玉明.山东建筑大学 2012
[3]面向离心泵的运行状态远程在线监测系统研究[D]. 梅碎彬.浙江工业大学 2010
[4]动态不确定度原理及其评定方法的研究[D]. 罗云.合肥工业大学 2009
[5]基于PLC的油田污水处理监控系统设计与实现[D]. 李菲.华中科技大学 2008
[6]测量不确定度的理论与实践研究[D]. 赵春生.长春理工大学 2007
[7]测量系统不确定度评定[D]. 唐燕杰.合肥工业大学 2003
本文编号：3320470
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．丨威金斯型干式煤气储气柜剖面图??如果能及时发现活塞平台倾斜度过大等危险情况，并做出及时有效的制动和报警，??
１．３．１传统测量方法??传统测量方法中，使用范围最广泛、时间最长的是环形水管测量方法，此方法专门??用于活塞平台倾斜度的测量。该测量方法原理示意图如下图１．２所示：将环形水管水平??安装在柜内，并将多根水管竖立均匀安装在环形水管周围，使各竖立水管与环形水管直??接联通。将透明玻璃管和钢板直尺固定在同一槽钢板上，其中，豫胶软管向下与整立水??管相连接，向上与透明玻璃管相连接［３］。正常情况下一般每隔一周值班人员会爬上几十??米高的煤气柜顶，从检查孔钻入气柜内部，这期间气柜会停止运行４？５小时，值班人员??需要用肉眼观察每根竖立水管的水位高度，并进行记录，从而掌握活塞平台的倾斜度。??“环形水管??水、—??活塞平台??煤气＼了＿＿?Ｔ＂??ｙ－?‘?￣?－丄、Ｌ??ｌＵ＾??图１．２传统测量方法示意图??环形水管测量方法的局限性主要有如下四点：??（１）运行和维护值班人员需频繁进入柜内查看，对其人身健康和安全来说具有一定??危害和威胁。??－２－??
３．３．２缓冲跟踪－开始子模块??本系统选用的５台激光测距传感器为同一型号，所以串口通讯模块的设计也相同，??下面以Ｌａｓｅｒ?１为例介绍缓冲跟踪－开始子模块的软件设计，其程序图如下图３．９所示。??［?ＱＰｈ?钱冲跟综ｒｆｆ始Ｉ??Ｉ?ｍｍｍ?口?Ｗｌ?；??ｊ?Ｖ５Ａ?ｒｅｓｏｕｒｃｅ?Ｌａｊｇｒｌ??Ｉ?：??ｉ?［嫩０）?ｐ?ｉＢｙｔｅｓ?ａｔ?Ｐｏｒ＾Ｈ??Ｉ??１?Ｉ??Ｉ?奇?ｄ〔０「。，ｅ〕??Ｉ?Ｉ??＼?停止位（１０：?１?ＯＫ）??Ｍ?Ｈ￣Ｉ?Ｌ—ｊｆｉｎ－ｉ??ｊ?■?ｉＬｒ＾?｜Ｑ？ｎＤ［＾?Ｉ??ｉｌｎｆｌＢａａａＢＢａｆｌｎＢＤｎＢＢａｎｎｎａａＤＢｎｎｎｎＢＢＢｎＢｎＢＢａＢａａＢｏｎｕａａｎｎｎｉｉ??图３．９缓冲跟踪－斤始程序图??按照表３．３缓冲跟踪－开始指令的配置指令，触发传感器内部缓冲区进行连续测量。??取样时间的设定决定了测量频率。若将取样时间设定为０，那么就会达到最快测试频率。??指令中参数Ｎ为模块地址（０￣９）（下同），代表激光测距传感器编号，可通过传感器的??地址开关进行设定，本系统５台传感器分别编号为１￣５，即模块地址Ｎ分别为１￣５。其??中，ＸＸＸＸＸＸＸＸ为采样频率，ＺＺＺ为错误代码（下同）。??表３．３缓冲跟踪－开始指令??配置命令?获取命令??命令?ｓＮｆ＋ｘｘｘｘｘｘｘｘ＜ｔｒｍ＞?ｓＮｆ＜ｔｒｆ＞??返回成功?ｇＮｆ？＜ｔｒｆ＞?ｓＮｆ＋ｘｘｘｘｘｘｘｘ＜ｔｒｍ＞??返回错误?ｇＮ＠Ｅｚｚｚ＜ｔｎｎ＞?ｇＮ＠Ｅｚｚｚ??－２２－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]手持测距仪快速定位测量装置的研制[J]. 彭龙龙,禹东强,刘明慧. 测绘与空间地理信息. 2013(10)
[2]15万m3焦炉煤气柜的并网实践与运行分析[J]. 郝彦光,刘继云,高强. 冶金能源. 2013(03)
[3]基于LabVIEW的力学实验数据采集系统软件设计[J]. 吴忠锴,梁志剑,马铁华. 制造业自动化. 2012(22)
[4]基于高精度倾角传感器的活塞倾斜度在线监测[J]. 潘莉,熊禾根. 冶金动力. 2012(05)
[5]一种新型的智能重构柔性电机驱动控制器设计[J]. 朱正伟,顾颢,何宝祥,储开斌. 常州大学学报(自然科学版). 2012(01)
[6]基于LabVIEW的高压无功补偿上位机监控系统[J]. 齐红超,王国强. 变频器世界. 2011(12)
[7]基于Prodave技术的西门子PLC监控调试软件开发[J]. 赵军,时良平,黄春阳. 自动化应用. 2011(10)
[8]基于Moxa多串口卡的多串口通信的VC++实现[J]. 赵素娟. 计算机与现代化. 2011(08)
[9]基于LabVIEW的输油站运销系统[J]. 吴宏斌. 国外电子测量技术. 2011(01)
[10]在Labview环境下利用PRODAVE实现PC与PLC数据通信[J]. 杨艳霞. 中国高新技术企业. 2010(25)
博士论文
[1]测量系统分析与动态不确定度及其应用研究[D]. 谢少锋.合肥工业大学 2003
[2]激光干涉表面形貌测量系统及3D-MOTIF评定研究[D]. 郭军.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于PLC和LabVIEW的阀门控制器研究[D]. 徐柳滨.哈尔滨工程大学 2013
[2]电容塑膜厚度传感器及其在线检测系统研究[D]. 李玉明.山东建筑大学 2012
[3]面向离心泵的运行状态远程在线监测系统研究[D]. 梅碎彬.浙江工业大学 2010
[4]动态不确定度原理及其评定方法的研究[D]. 罗云.合肥工业大学 2009
[5]基于PLC的油田污水处理监控系统设计与实现[D]. 李菲.华中科技大学 2008
[6]测量不确定度的理论与实践研究[D]. 赵春生.长春理工大学 2007
[7]测量系统不确定度评定[D]. 唐燕杰.合肥工业大学 2003
本文编号：3320470
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