平台远程监控系统的设计毕业设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

传感器电容膜盒作为压力敏感元件，如图所示。

第四章监控系统硬件设计图电容室上图中，和是高低容室压力。

侧固定极板和敏感膜片之间的电容，侧固定极板和敏感膜片之间的电容，和固定极板间距离，差压，引起的敏感膜片的偏移。

压力变送器的电容室是由两个电容器组成的压力敏感部件，它的电容值随所加差压而变化。

再由电子线路测量出极板之间的电容变化，并产生的信号，该信号正比于所加差压或与其成定的函数关系平方根或特殊函数，来实现对压力的测量。

如图所示图硬件方框图温度变送器的选择工程要求就地温度测量选用万向型双金属温度计集中温度测量的检测元件选用热电阻，体化智能温度变送器，二线制叠加协议信号信号输出至控制系统。

在海上石油平台现场常伴有各种易燃易爆等化学气体蒸气，如果使用普通的铂电阻非常不安全，极易引起环境气体爆炸。

因此，在这些场合必须使用隔爆热电偶作温度传感器，我们选用德国公司生产型体化温度变送器，它符合本项目温度监测应用要求。

型体化温度变送器应用范围广泛，适用于所有行业如电力化工石油与天然气造纸金属冶炼制药和能源等行业。

型体化温度变送器测量系统如广东石油化工学院本科毕业设计海上石油平台远程监控系统的设计图所示图中是体化温度变送器是现场显示单元。

可测量并显示测量到的模拟信号值。

串入闭环回路中，并由回路对其供电。

的最大电压降为，可忽略不计。

内部动态电阻设计确保了数显表的电路独立性，同时也限定了它的最大电压降。

输入的模拟信号经过数模转化微处理器计算和分析，将测量结果显示出来，同时显示模块带背光，便于显示读数。

现场显示单元的详细信息请参考相关技术资料是有源安全栅，有源安全栅，是种隔离式安全栅，用于电源端和两线制回路间的隔离。

可接入的电源。

图体化温度变送器测量系统液位变送器的选择工程要求球罐的液位检测选用伺服液位计，四线制信号输出至控制系统。

根据工程需要我们选用高精度的恩拉福伺服液位计实现对罐区液位的测量。

伺服液位计的测量系统如图所示。

图伺服液位计测量系统伺服液位计测量过程如下伺服液位计的测量基于阿基米德原理。

测量浮子处于被测液体的表面，测量浮子的底部浸没液面。

此时，测量浮子除受到其本身的重力和液体的浮力外，还受到个钢丝拉力，其大小等于测量浮子所受重力和浮力之差。

当液位静止时，测量浮子处于相对静止状态。

此时，测量钢丝测量鼓及力传感器以杠杆滑轮原理构成力平衡，工厂给定静止状态下测量钢丝上的拉力为，高精第四章监控系统硬件设计度力传感器不断地检测钢丝拉力是否为。

当液面下降时，测量浮子所受浮力减小，则测量钢丝上的拉力增加，力传感器立即检测到这变化，控制器随即发出命令，伺服电机带动测量磁鼓转动，每旋转周大约使浮子上下移动每旋转周被分成步，因此每步相当于。

伺服电机以的步幅放下测量钢丝，测量浮子不断地跟踪液位下降的同时，计数器记录了伺服电机的转动步数，并自动地计算出测量浮子的位移量，即液位的变化量。

当液面上升时，这个过程相反。

涡轮流量计涡轮流量计是种精密流量测量仪表，与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。

液体涡轮流量计广泛用于石油化工冶金科研等领域的计量控制系统。

配备有卫生接头的液体涡轮流量计可以应用于制药行业。

涡轮变送器的工作原理当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有与流量流速和流体密度乘积成比例的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。

在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。

根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。

涡轮变送器输出的脉冲信号，经前置放大器放大，再经整形电路整形成为有规则的具有定幅值的矩形电脉冲信号，再经过频率电流转换电路，将频率信号变为相应的电流信号再转换能瞬时流量值，总量由转换及积算电路得到，最后将信号输出至控制系统。

本章小结本章主要介绍监控系统的硬件设计，详细的介绍了工控机无线设备远程以及传感器的选型。

同时，对工作原理和各传感器的原理也都做了详细的介绍。

广东石油化工学院本科毕业设计海上石油平台远程监控系统的设计第五章控制算法设计与研究本系统涉及到液位温度控制，而这些系统往往都是非线性大滞后的复杂控制系统，很难建立准确的数学模型。

为此，本文选择了模糊自适应控制算法，与传统控制方法相比，模糊自适应控制具有不建立数学模型，响应快超调小，较好的动态响应品质和鲁棒性较好的特点。

本文将模糊算法应用于，通过中用梯形图及语言编程，实现对温度液位的控制。

控制策略研究石油处理中的温度液位的控制是个典型的大时滞非线性复杂控制问题，精确数学模型很难建立，以往在该领域比较成熟的控制算法是算法，但由于过程控制系统执行机构的复杂性，变量间的关联性和非线性等原因，找到组适合整个系统大范围控制的合适的参数相当困难，这对要求控制范围宽响应速度快且连续可调系统就显得力不从心了。

模糊控制的特点是不需要考虑控制对象的数学模型和复杂情况，而仅依据由操作人员经验所制订的控制规则就可构成。

凡是可用手动方式控制的系统，般都可通过模糊控制方法设计出由计算机执行的模糊控制器。

模糊控制所依据的控制规律不是精确定量的。

其模糊关系的运算法则各模糊集的隶属度函数，以及从输出量模糊集到实际的控制量的转换方法等，都带有相当大的任意性。

模糊控制的突出特点在于控制系统的设计不要求知道被控对象的精确数学模型，只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据。

第五章控制算法设计与研究控制系统的鲁棒性强，适应于解决常规控制难以解决的非线性时变及大滞后等问题。

以语言变量代替常规的数学变量，易于形成专家的知识。

控制推理采用不精确推理。

推理过程模仿人的思维过程。

由于引入了人类的经验，因而能够处理更复杂甚至病态系统。

因此模糊控制是解决不确定性系统控制的种有效途径，将模糊控制与传统的控制相结合则显示了巨大的优越性。

控制理论控制器种比例积分微分并联的控制器，它结构简单且稳定鲁棒性强，控制效果不错，可以用下式表示式中为积分时间常数为微分时间常数称为比例系数称为积分系数称为微分系数。

和是控制器输出和误差。

控制系统原理如图所示。

图控制系统原理框图数字控制器在计算机系统中经常用到，它分为位置式和增量式两种算法。

位置式控制算法在计算机控制系统中使用的是数字控制器，就是上述连续系统控制规律的离散化数字实现。

为了用计算机软件程序实现控制规律，当采样周期足够小时，可用求和代替积分用向后差分代替微分，即对如下近似并对式离散化。

离散化时，令广东石油化工学院本科毕业设计海上石油平台远程监控系统的设计式中，为采样周期，为采样序号。

由式及式可得或式中，采样序列第次采样时刻的计算机输出值第次采样时刻输入的偏差值第次采样时刻输入的偏差值积分系数，微分系数，。

这种算法的缺点是，由于采用了全量输出，所以每次输出均与过去的状态有关，计算时要对量进行累加，计算机运算工作量大。

而且，因为计算机输出的控制量对应的是执行机构的实际位置，如计算机出现故障，可能会出现大幅度的变化，会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的，在些场合，还可能造成重大的生产事故，因而产生了增量式控制的控制算法。

增量式算法当执行机构需要的是控制量的增量时，可由式推导出来提供增量的控制算式根据递推原理可得由式减去式，可得式中增量式控制虽然只是算法上作了点改进，却带来了不少的优点由于计算机输出增量，所以误动作时影响小，必要时可用逻辑判断的方法去掉。

手动自动切换时冲击小，便于实现无扰动切换。

此外，当计算机发生故障时，由于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用，故仍能保持原值。

算式中不需要累加。

控制增量的确定，仅与最近次的采样值有关，所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。

第五章控制算法设计与研究但是增量式控制也有其不足之处，比如积分截断效应大，有静态误差，溢出的影响大。

因此，在选择时不可概而论，般认为在以晶闸管作为执行器或在控制精度要求高的系统中，可采用位置式控制算法，而在以步进电动机或电动阀门作为执行器的系统中，则可采用增量式控制算法。

考虑到消除系统的静差，本文采用的控制算法是位置式。

模糊自适应控制算法模糊控制介绍年，在模糊控制理论中证明了模糊或型控制器是具有变增益的非线性控制器。

这些工作为模糊控制理论与传统控制理论相结合建立了桥梁。

根据模糊推理机输出量的直接物理含义，模糊控制器可进步分成直接控制型，增益调整型和混合型。

本文设计的模糊控制器是属于增益调整型，下面对增益调整型模糊控制器进行下介绍。

增益调整型控制器输出的物理量直接对应增益参数，通过应用模糊规则实现对三个增益参数的调整。

种是基于性能监督的增益调整型模糊控制器，如有关性能指标印可以是超调量稳态误差或其它静动态特性。

由于这些性能指标需要个完整控制过程得到，因此，该类控制器可以用于自整定或自适应方式对增益进行动态调整。

增益调整型的另种形式是基于误差驱动的模