Разработка и исследование программно-аппаратных комплексов автоматизированной системы промышленного учета метана

• Автор: Волошиновский, Кирилл Иванович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР АППАРАТНЫХ И АППАРАТНО-ПР ОГРАММНЫХ РЕШЕНИЙ ТОЧНОГО УЧЕТА ГАЗА
1.1 .Проблема учета газа, степень её разработанности и трудности её решения
1.2.0бзор, эволюция развития, классификация и сравнительный анализ аппаратных
средств точного учета газа
1.3.Обзор и сравнительный анализ электронных корректоров учета газа
1.4.Сравнительный анализ программных продуктов, средств их разработки и систем сотовой связи в сфере промышленного учета газа
1.5.Постановка задач диссертации и направлений исследования
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СБОРА, НАКОПЛЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ УЧЕТА ГАЗА
2.1 .Формализация реляционных и некоторых нереляционных баз данных на основе схем данных и запросных схем
2.2.Повышение качества передачи учетных данных по каналам связи и длинным кабельным линиям
2.3.Тестирование ПО и надежность программной продукции в области учета газа
2.4.Детектирование байтов CRC
2.5.Преемственность процесса разработки, декомпиляция и защита
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕРНИЗАЦИЯ
АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ «SEVC-91» И «ПРИЗ»
3.1.Модернизация электронного корректора SEVC
3.2.Обеспечение архивации данных в модернизированном корректоре
3.3.Работа мембранных перепадомеров вблизи нижнего предела измерения
3.4.Разработка программного комплекса «Приз-DOS»
3.5.Разработка программного продукта «ПРИЗ-WIN» и сервисного набора утилит ..71 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ВНЕДРЕНИЯ СРЕДСТВ УЧЕТА ГАЗА
4.1.Результаты внедрения и экспериментальных исследований узла учета с электронным корректором МПВ ПРИЗ
Волошиновский К.И.
29.01.2012 15:42:13

4.2.Результаты внедрения и экспериментальных исследований узлов учета с корректорами ЕК-260 и ЕК-88 результаты внедрения приборов учета
4.3.Результаты внедрения и экспериментальных исследований узлов учета с датчиками перепада Сапфир и корректором СПГ
4.4.Результаты внедрения приборов учета семейства Actaris и модернизированного
корректора SEVC
4.5.Общие и экономические результаты внедрения узлов учета газа
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПРИБОРОВ ПРОМЫШЛЕННОГО УЧЕТА ПРИРОДНОГО ГАЗА
5.1.Универсальная модульная структура прибора нового поколения для коммерческого и технического учета газа
5.2.Конструктивное решение и компоновка аппаратной части комплекса учета
5.3.Принципиальная схема электронного корректора нового образца
5.4.Первичные преобразователи параметров газа и датчики
5.5.Программное обеспечение: внутреннее, внешнее и комбинированное
ВЫВОДЫ И
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Исходный текст процедуры расчета CRC кода на языке VBА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Выдержки из проектов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Побайтные графики информационных сообщений
Приложение 4. Исходные тексты модулей SEVCCON.MDB НА ЯЗЫКЕ vba
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Исходные тексты программы опроса SEVC-91 для контроллера I7188XB на языке C++
Волошиновский К.И. 29.01.2012 15:42:13
ВВЕДЕНИЕ
Диссертация рассматривает задачи информатизации объектов промышленного газопотребления в теоретическом и практическом ключе, предлагает подходы к их решению. Задача информатизации промышленного учета газа затрагивает довольно широкий комплекс технических мероприятий: установку первичных преобразователей и датчиков, для которых должны быть предусмотрены специальные метрологические участки трубопроводов, установку электронных приборов учета газа с возможностью подключения компьютеров и средств телеметрии. С целью решения задач информатизации объектов газодобычи и потребеления проводятся экспериментальные исследования на промышленных объектах, а также проводятся экспериментальные и лабораторные исследования выявляемых подзадач. Газ — взрывоопасное рабочее тело, поэтому к оборудованию, входящему в состав измерительных комплексов учета газа, предъявляются особые требования по взрывозащите и искрозащите.
В последнее время наблюдается устойчивый рост тарифов на энергоресурсы, в т.ч. природный газ. Дефицит и наличие прогнозов об ограниченных запасах месторождений природного газа только повышают актуальность решения проблемы учета газа на различных уровнях учета, в том числе у потребителя, газопоставляющих, газораспределяющих и газотранспортирующих организаций, а также в целом на федеральном уровне. Основной акцент службами ОАО «ГАЗПРОМ» делается именно на сведении баланса потребления между всеми уровнями использования газа: газодобычи, газотранспортирования, газораспределения и газопотребления.
Рост тарифов на использование природного газа привел к повышению требований к точности учета и его оперативности. Рост этих требований произошел, как со стороны потребителей газа, так и со стороны газотранспортирующих организаций. В советское время заниженные тарифы на энергоресурсы привели к отставанию страны в области массового выпуска приборов для точных измерений. Ориентация страны на применение двух массовых инженерно-конструкторских решений привела к отставанию и в области удобных конструктивных решений для соответствующих промышленных применений, обеспечивающих удобство монтажа и эксплуатации, не говоря уже о научном подходе к конструктивному исполнению датчиков и преобразователей. В то время как на западе уже имеется широкая гамма усовершенствованного оборудования, предлагаемая как на внутренний, так и на внешний рынки. В нашей стране впервые за последние 30 лет, потребители в лице энергетиков-руководителей предприятий оказались объективно заинтересованы в установке оборудования для существенного повышения точности учета энергоресурсов. До автоматизации учета в этой области, оплата производилась
Волошиновский К.И. 29.01.2012 15
колодку кросса. Синтезируемые фильтры и устройства сопряжения должны учитывать наложение узловых токов от сигнальных и заземляющих шин.
Кроссы с защитой от грозовых перенапряжений с применением терморезисторов представляют собой набор элементов, сопротивление которых резко возрастает с ростом электрического тока. Такое сопротивление не оказывает особенного влияния на форму импульса при прохождении через кросс, однако вызывает большое падение мощности на кроссе, особенно по цепям удаленного питания. Поэтому при построении фильтров необходимо рассматривать все возможные виды входных сигналов. Терморезисторы могут также вызывать падение амплитуды импульсов. Ещё одним вариантом защиты является, матричная гальваническая емкостная развязка. В случае пробоя при прохождении грозового импульсного тока через кросс сгорает последовательно включенный конденсатор. Для защиты от грозовых перенапряжений можно использовать разрядники.
В ряде ситуаций одна и та же схема, одно и тоже устройство сопряжения, одно и тоже виртуальное помехообразующее звено, может вести себя по разному в зависимости от сигнала на входе.
В соответствии с наблюдениями на практике следует дать следующие определения. Емкостной фильтр — электрическая схема, позволяющая получить исходный сигнал в виде импульсов прямоугольной формы без существенных искажений после емкостной апериодической нагрузки (рис. 7). Индуктивный фильтр позволяет получить на выходе огибающую колебательного процесса сверху, снизу или среднюю колебательного процесса в виде исходных импульсов без существенных искажений. Полосовой фильтр позволяет получить на выходе огибающую полосового процесса сверху, снизу или среднюю без существенных искажений. Следует иметь ввиду, что нижняя или верхняя огибающая полосового процесса может плыть, тогда нужно выделить ту огибающую которая остается стабильной. Все фильтры рассматриваются для случая, когда сигнал на входе стабилен, т.е. не плывет. Плывущие сигналы также могут подвергаться фильтрации, если на осциллограмме их переходного процесса наблюдается периодичность, но прежде чем разрабатывать схему фильтра сначала требуется так видоизменить или дополнить схему, чтобы она не плыла или имела хотя бы одну стабильную огибающую. Когда нижняя или верхняя огибающая полосового процесса имеет значительное отличие одна от другой фильтрации необходимо подвергать ту, которая ближе к целевому процессу.
Характерной особенностью электронных звеньев является наличие характерных нелинейностей, проявляющихся по боковым фронтам импульсов, по бокам искаженных импульсов или полуволн синусоидальных процессов. Для построения фильтров и устройств сопряжения достаточно решать одну единственную общую задачу управления формой сигнала. Неоходимо проводить синтез устройств управления формой сигнала. В простейших случаях передаточная функция линии связи, вносящая искажения формы импульса, представляет из себя обычное апериодическое звено. В общем случае, когда характер
Волошиновский К.И. 29.01.2012 15:42:13