成品油油库自动化监控系统的研究与开发

论文摘要

油库监控系统通常使用由各种开关、指示灯及指示仪表等构成的模拟控制屏监控。此方式完全由人工操作,存在着监控功能单一、信息量小、人工抄表、统计计算的工作量大且容易出现误差、油库扩容时必须更换模拟控制屏等硬件监控设备等问题。针对这些问题,本文提出了基于KingView组态软件和PLC的油库监控系统的设计思想和实施方案。系统结合PLC技术、数据库技术及组态软件技术,采用上、下位机控制模式,上位机采用工控机+组态软件,下位机采用三菱Q系列PLC,充分发挥各自优势,实现了油库发油作业的自动监控。针对油品体积易受环境温度影响,导致LTC体积流量计计量的准确度下降的问题,提出了一种基于BP神经网络的油品体积温度误差的补偿方法,采用Levenberg-Marquardt算法进行训练,利用神经网络良好的非线性映射能力,根据实际工作参数训练网络,算法在PLC中实现,提高了油库生产的计量精度和生产效率,实现了油品流量误差的智能补偿。分析了水击产生的原因和各种影响因素,实现了控制流量的多级关闭的发油控制过程,很好地解决了提高发油效率与防“水击”问题。由于油品的流动惯性和阀门等机械机构的动作滞后性造成的过冲量将直接影响着发油的精度。在研究了发油精度控制的基础上,采用了基于流量的过冲量自动调节法,并给出了具体的计算方法和在PLC中实现的程序,达到了提高系统自适应能力和发油精度的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 油库监控系统的发展现状
• 1.2 课题背景
• 1.3 本文所做的工作
• 2 系统总体设计
• 2.1 控制系统的主要形式
• 2.2 控制系统方案确定
• 2.3 监控系统结构图
• 2.4 系统的主要功能实现
• 3 监控系统硬件开发及实现
• 3.1 上位机系统
• 3.2 PLC的选型
• 3.2.1 A/D模块
• 3.2.2 Q64RD模块
• 3.2.3 QD60P8-G模块
• 3.3 手机模块
• 3.4 多功能电液阀
• 3.5 LTC系列椭圆齿轮流量计
• 4 通信设计
• 4.1 PLC与上位机服务器的通信
• 4.1.1 外部连线
• 4.1.2 通信协议
• 4.1.3 QJ71C24模块通信配置
• 4.1.4 上位机组态王与PLC通信配置
• 4.2 上位机组态服务器与观测计算机的通信
• 4.2.1 网络配置
• 4.2.2 组态网络的访问和应用
• 4.3 组态服务器与手机模块的通信
• 4.4 组态王软件和EXCEL软件的通信
• 4.5 组态王与ACCESS数据库通信
• 5 监控系统软件开发
• 5.1 概述
• 5.2 组态软件功能图
• 5.3 组态设计与实现
• 6 油品密度的温度补偿研究
• 6.1 问题的提出
• 6.2 BP神经网络
• 6.2.1 神经网络基本概述
• 6.2.2 BP网络的基本原理
• 6.2.3 BP网络学习算法简介
• 6.3 基于BP网络的成品油温度补偿
• 6.3.1 工作描述
• 6.3.2 样本的选择和预处理
• 6.3.3 层数的确定
• 6.3.4 隐含层节点的确定
• 6.3.5 学习算法的确定
• 6.3.6 模型的建立
• 6.3.7 网络性能分析
• 6.4 温度补偿的实现
• 7 管路关断过程分析与防护
• 7.1 水击
• 7.2 过冲问题
• 7.3 多级关断过程分析与设计
• 7.4 水击压压力校验
• 7.5 过冲量校正
• 7.5.1 发油提前量
• 7.5.2 提前量控制算法
• 8 结论
• 8.1 运行效果
• 8.2 推广价值
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文
• 附录1 油库收发油系统现场照片