基于光纤通讯的远程温度监测系统研制

【摘要】：油田中开采的石油呈粘稠状,在低温下极易冻结从而堵塞油管,因此在其输送过程中必须对输油管线采取伴热措施。本文中所研究的大庆石化输油管道伴热线位于我国东北严寒地区,该地区冬季气温极低且持续出现-30℃的低温天气的情况时常发生,因而在这种气候条件下管线能否及时伴热是保证管道正常输送的关键因素,目前通常采用的伴热方式主要是高温蒸汽与高温燃气水套炉伴热,而考核该伴热设备是否正常工作的重要指标是温度。 目前对于伴热线管道检测所采用的方法主要是人工现场检测各管线温度,然而由于现场工作条件恶劣,工作量庞大等因素的影响,造成工作效率低下难以及时发现问题,因此在冬季温度极低的情况下,势必会成为很大的安全隐患。在这种条件下安装一套通信可靠、运行稳定、采集速度快、自动化程度高的实时温度监测系统,为工作人员提供直观可靠的数据,从而保障系统的安全运行是非常必要的。 本文主要针对大庆石化炼油厂内输油管道伴热线研制的一套远程温度监测系统。根据炼油厂内的实际情况,在比较了现有的几种典型的通讯方式和通讯协议的基础上,确定了基于太阳能供电的光纤网络通讯方案。对于系统的下位机部分,通过温度传感器与研华智能采集模块完成信号的采集与处理,研究了ZigBee通讯技术和网络拓扑结构的特点,分析了其各层协议结构及帧结构的工作原理,通过对S02系列ZigBee通讯模块的设置与调试,实现了基于ZigBee通讯技术的远端数据采集与传输。确定了光纤通讯网络的架构以及网络通讯所必须的硬件设备,并完成了对硬件设备的设计与选用以及设备间通讯的调试,采用基于WEB的工业组态软件实现了该温度监测系统远程监测的目的。对于系统的上位机监测部分,通过对软件的需求及功能分析,在基于Advantech WebAccess的基础上开发了中心监测软件。实现了温湿度等参数实时监测、远程摄像监测、越限报警、数据记录和查询以及用户管理等功能,并设计了另客户满意的监控界面。经过一段时间的试运行表明,系统通信稳定,传输速度快,操作简便,数据可靠,运行正常,可以满足伴热线管道温度监测的需求。