管道泄漏監(jiān)測遠(yuǎn)程終端模塊的研制.pdf

1、管道泄漏監(jiān)測與定位，是管道運輸管理系統(tǒng)的重要組成部份，在維護(hù)管道生產(chǎn)安全，減少泄漏造成的損失方面發(fā)揮著重要作用。先進(jìn)的SCADA(supervisory control and data acquisition)系統(tǒng)作為工業(yè)監(jiān)控平臺，已廣泛應(yīng)用在電信、水利、環(huán)保、能源、油氣煉制和運輸?shù)戎T多領(lǐng)域。這兩種工業(yè)技術(shù)的結(jié)合具有重大的現(xiàn)實意義。在SCADA系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程終端模塊(RTU)作為遠(yuǎn)端設(shè)備，基本應(yīng)用是采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行封裝以傳輸給中心

2、監(jiān)控站。本文的主要工作是構(gòu)建基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端模塊，以適應(yīng)其工作在負(fù)壓波法管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)中的需要。 本文首先設(shè)計了RTU中的所必需的工業(yè)數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸?shù)冉M件，以滿足系統(tǒng)泄漏定位的基本要求： 壓力，溫度等管道運行參數(shù)信息，在經(jīng)過信號調(diào)理后，由AD轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，軟件模塊由RTU內(nèi)嵌的實時時鐘觸發(fā)以保證其實時性；為提高數(shù)據(jù)處理能力，系統(tǒng)設(shè)計了USB總線接口的數(shù)據(jù)緩存單元； 基于工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸

3、控制系統(tǒng)，在工業(yè)數(shù)據(jù)通訊中扮演重要角色。本文基于TCP/IP協(xié)議，建立了網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以完成RTU與中心控制室的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。由于以太網(wǎng)絡(luò)傳輸固有的時延不確定性，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)幀中為采樣數(shù)據(jù)打上時間標(biāo)簽，并建立交互式數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。 另外，精確得到負(fù)壓波傳到管道上下游測量地的時間差，是本泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文設(shè)計了GPS校時機(jī)制，利用GPS一體化接收機(jī)獲得精確的世界時和1PPS脈沖時標(biāo)，校正測量站RTU模塊的實時時鐘，完成對異