油罐监控系统设计

摘要浮顶油罐的油品高度、水位高度、油品温度、环境温度、浮顶积水量等参数是浮顶油罐平安、稳定的重要指标，这些参数的变化直接影响到油库的平安，所以必须对浮顶油罐的这些参数进行严格的监测。本系统以AT89S52单片机为核心，外围电路包括各传感器接口电路、I/O扩展电路、A/D转换电路、报警电路、驱动电路等。传感器选择了AD590、应变片、JDR型油水界面分析仪、RISEN-RP物位传感器等。传感器的输出信号经过信号调理电路，再经A/D转换后由单片机处理，然后输出控制信号。控制信号控制水幕降温、声光报警、阀门以及电机等。软件采用循环扫描的方法，依次将各个传感器的数据输入单片机，能够保证监控的实时性并且及时对异常进行处理。本系统结构简单、本钱低，实现了对油品高度、水位高度、浮顶高度、浮顶积水量、油品温度、环境温度等多个被测量进行检测，并对罐体温度、油品温度进行了调节，大大提高了油罐的平安性。关键词：浮顶油罐；AT89S52；监控系统；浮顶高度调节AbstractOillevel,liquidlevel,oiltemperature,environmenttemperature,floatingroofwaterproductoffloatingrooftankarefloatingroofoiltank’sparameters,suchasanimportantindexofsecurityandstability.Changesintheseparametersdirectlyaffectthesafetyofoildepots.Sotheparametersofthefloatingrooftankmustbestrictlymonitored.ThissystemisconstructedbasedonAT89S52.Theperipheralcircuitsincludesensorinterfacecircuit,I/Oexpansioncircuit,A/Dconversioncircuit,alarmcircuit,drivingcircuitandsoon.ThesensorsconsistofAD590,straingauges,oil-waterinterfaceanalyzer,levelsensorandsoon.Thesignalsoutputbysensorsaftersignalconditioncircuits.ThenthesystemtransmitsthedatebedetectedtothesinglechipmicrocomputerafterconversionofADC0809.Afterthefinalprocessing,single-chipoutputcontrolsignal.Thecontrolsignaldrivepump,alarmofsoundandlight,valveandsteppermotor.Tosoftware,adoptthemethodofcircularscanning.Inturneachsensordatainputmicrocontrollerandthendeterminewhetherabnormalities.Ensurereal-timemonitoringandtimelytodealwithexception.Thestructureofthissystemissimpleandcostlow.Implementstheoilheight,heightofwaterleverandfloatingroofandfloatingroofandtheoiltemperature,ambienttemperatureoftheproducteaterismeasuredmultipletesting.Andcontrolthetemperatureoftankandoil.Greatlyimprovethesafetyofoiltank.Keywords：Floating-roofoiltank；AT89S52；Monitoringsystem；Heightadjustmentoffloatingrooftank目录TOC\o"1-3"\f\h\z第1章绪论1课题背景1油库监控系统国内外现状1设计目标和任务2第2章系统总体设计4整体设计方案4硬件设计方案论证5单片机的选择5温度传感器的选择6压力传感器的选择7液位传感器的选择82.2.5A/D转换芯片的选择9第3章硬件电路的设计10单片机最小系统设计103.2I/O扩展电路的设计113.3A/D转换电路的设计12显示电路的设计14键盘电路的设计15压力检测电路的设计17浮顶高度检测电路的设计18浮顶高度控制电路设计19液位检测电路的设计19水位控制电路21温度检测电路的设计21水泵驱动电路的设计243.13CAN总线接口电路的设计24声光报警电路的设计25电源电路的设计26第4章控制算法284.1PID算法28标度变换29第5章程序框图设计31主程序流程图31检测油品温度子程序35检测环境温度子程序36检测浮顶积水量子程序37检测油品高度子程序37检测水面高度子程序39检测浮顶高度子程序40键盘输入子程序41第6章总结42参考文献43致谢44附录Ⅰ45附录Ⅱ54附录Ⅲ73绪论课题背景石油被称为是“工业的血液”、“黑色的黄金”。在现代社会，如果没有了石油，经济结构和社会结构将会发生重大改变，运行机制也将被迫调整，特别是经历了三次“石油危机”后，保障本国石油供给渠道的稳定成为世界各国普遍关注的问题，目前石油已成为许多国家能源平安战略的核心目标之一，表达在国家军事、外交、内政等各个方面。因此，近年来战略石油储藏得到了世界各国的普遍重视，充足的石油储藏可以有效制衡国际石油市场的波动，是应对石油风险的首道防线。我国于2001年明确提出建立石油储藏体系，以扩大我国石油储运能力。石油工业的“十五”规划中明确提出：“加快建设国家石油储藏体系〔包括战略和民用〕，到2005年储藏能力到达80万立方米的目标”，在新近出台的“十一五”规划中又强调了要继续“增强石油战略储藏能力”。可见我国战略石油储藏将是一个长期而坚决不移的工程。目前，我国石油储藏体系的四大储藏基地主要采取地上储油罐的储藏方式，储油罐成为主要的油气储存器，通过大量大型储罐的设计、建造和使用发现，在总库容相同的情况下，有大型油罐组成的罐组比小型油罐组成的罐组节省投资，采用大容量油罐储油具有节省钢材、减少占地面积、方便操作管理、减少油罐及管线长度和节省投资等优点。我国现在已经建成并正在使用超大型油罐，因此我国油罐建造的大型化将成为开展的必然趋势。油罐在全国范围内大量兴起的同时，油罐的平安与环保问题也提上了议程。大量的科学研究和生产实践证明，油罐的平安与否与罐内温度、环境温度等参数息息相关。随着近些年越来越多的工程技术人员从事油罐的设计、研究工作，浮顶设计也广泛运用于大型油罐的设计上。与固定顶相比，因为没有气相的存在，几乎没有蒸汽损耗，火灾的危险性小且不易被腐蚀。同时浮顶油罐上的各种传感器可以对油罐状况进行实时监控，大大提高了油罐的平安性。油库监控系统国内外现状国外的油库管理中已经引入了先进的工业控制技术、网络技术、数据库技术等，对油库日常的收发油品作业、储油管理、油库监控系统等进行全方位的综合管理。而我国的油库自动化与国际先进水平相比还是有一定差距的。各种计量仪表的精确度较低，稳定性较差，控制系统的控制精度比较低，信息化水平不够健全。我国的油库自动化控制和管理系统曾经历了一个较长的开展时期，各种系统操作方式各异，水平也参差不齐，其中还存在着许多人工开票、开阀、手动控泵的原始发油手段。这些系统一方面是可靠性不高，影响油库的经济效益；另一方面没有运用现代化信息技术使有关人员能够方便及时的了解现场的实时运行情况以及历史生产信息，不能为生产调度决策提供可靠的数据，同时也不利于提高整个企业的科学化管理水平。在油罐自动计量技术方面。由于目前采用的储罐容量较大，因此有油罐的计量精度要求非常高，因为很小的液位高度测量误差都会带来很大的容量误差。一些兴旺国家从八十年代开始，就借助于微电子、计算机、光纤、超声波、传感器等高科技的迅猛开展，将各种新技术、新方法应用到储罐计量领域，使储罐自动计量呈现出集功能、精度、现场一体化的新局面。〔1〕国外油库自动化计量系统国外的自动化计量方法主要采用：检尺法、静压法和液位法。检尺法是全球通用的测量方法；静压法是利用压力传感器测量罐内液体的静压力，根据储罐几何参数计算出容量和重量；液位法是通过测量罐内液体的液位高度及密度参数，来获得罐内储夜的容量及重量。欧美油罐储蓄测量仪表不但品种齐全、方法多、技术领先而且性能优良。他们在开展高精度。多功能测量仪表的同时，着重考虑性能可靠、价格廉价，使用不同目的和用途；尤其强调使用周期长，减少维护费用以及时间浪费；重视尖端技术、先进技术和工艺的应用，即使引入各种现代化技术，推出各种新型测量仪表。〔2〕国内油库自动化计量系统目前国内计量仪表的开展主要采用引进加仿制等手段，还有许多合资企业代理国外相应产品。我国在该领域的开展相对国外还有很大差距，普遍存在产品性能指标低、仪表可靠性差、企业技术力量及装备差等问题。近年来，由于商业同仁的不断努力，某些高新技术产品也已经到达了国际先进水平，但在市场占有据上还远远不及国外仪表的市场份额。设计目标和任务根据课题的相关背景和技术开展现状，结合工程实践，本文设计了一套浮顶油罐监控系统。这套系统不仅适用单片机完成了油库日常的监控，还增加了对油罐的降温以及对浮顶高度和水位高度的控制，并将处理后的数据通过CAN总线进行通信，使得这套系统的功能更加完备。该系统应完成以下功能：对油品温度进行监控，当温度超过30℃时，应采取措施降温。对环境温度进行监控，当温度超过28℃时，应采取措施降温。对水位高度进行检测，并且时刻控制水位，使其在2.5～3.5范围内。对浮顶高度进行检测，并能够控制浮顶上升和下降使其与油品高度一致。对浮顶积水量进行检测，当积水量超过75mm时发出警报。系统要对温度、液位高度、浮顶高度等参数进行显示。温度精度要求±℃，高度精度为0.5级。要能通过键盘来设定系统参数。系统总体设计整体设计方案本系统是基于单片机的浮顶油罐监控系统，由单片机控制整个系统的运行。操作人员通过键盘设定温度等参数，以便系统进行判断比较。传感器输出的模拟信号经过处理后，经A/D转换后传送到单片机。单片机将收到的信号与设定值进行比较，一旦超过预定范围，系统自动产生响应。由于需要控制的局部较多，这里采用两个单片机对系统进行控制。第一个单片机主要用于检测油品温度、环境温度、浮顶积水量等参数，并做出相应的处理；第二个单片机主要用于油品高度、水位高度、浮顶高度的检测，并做出相应的处理。环境温度或罐内温度过高时，系统启动水幕降温装置进行降温；而当浮顶高度、油面高度、浮顶积水量等参数超标时，系统将发出声光报警，提醒操作人员及时处理。系统的整体框图如图2.1和图2.2所示。温度传感器一温度传感器一报警电路驱动电路A/D转换电路显示电路键盘电路温度传感器二信号调理电路关单片机电源CAN总线接口电路压力传感器显示电路I/O扩展图2.1系统的整体框图〔一〕液位传感器液位传感器报警电路驱动电路A/D转换电路显示电路键盘电路物位传感器信号调理电路关单片机电源CAN总线接口电路显示电路I/O扩展图2.2系统整体框图〔二〕硬件设计方案论证单片机的选择方案一：选择AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。方案二：选择AT89S52单片机。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flach存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。偏上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。综上所述，鉴于本系统需要测量罐内温度、油面高度、水面高度、浮顶高度、环境温度等参数，同时还有I/O扩展、键盘输入、数码管显示、通信等，考虑到程序写入空间、芯片性能等问题，所以选用AT89S52单片机作为系统CPU。其实物图如图2.3所示。图2.3AT89S52实物图温度传感器的选择方案一：用热电偶测温。热电偶广泛用于测量100℃～1000℃范围的温度，具有结构简单、使用方便、精度高、热惯性小的优点；但电动势低，对运放的要求高，重要的是热电偶测温需要冷端温度补偿，来消除冷端温度变化所产生的影响，对于本电路补偿温度要求精度很高，且准确，否那么会给系统带来反所用，而且本钱高，操作复杂。方案二：利用热敏电阻作为温度传感器。NTC热敏电阻阻值随温度的变化符合指数规律,其最大的缺点也在于它的非线性阻值分散性大复现性差,一般需要经过线性化处理,使输出电压与温度之间根本上成线性关系。NTC热敏电阻温度传感器的一致性和互换性较差。其次是老化较快。方案三：数字温度传感器DS18B20。DS18B20的测量温度范围为-55℃～+125℃,在-10℃～+85℃范围内,精度为±℃。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装后可应用与多种场合，如管道式、螺纹式、磁铁吸附式、不锈钢式等。型号多种多样，有LTM8877、LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变外观。封装后的DS18B20可用于电缆测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。但其价格昂贵，用起来不划算。方案四：利用集成温度传感器，其典型工作温度范围为-50℃～+150℃，具有直接输出电压，且输出阻抗低的优点。当电源电压在5~15V之间变化时，其输出电流的变化小于1uA，当被测温度一定时流过AD590的电流与热力学温度成正比，其灵敏度为1uA/k。在其适用温区范围内具有灵敏度高、线性好、功能全和使用简单方便。无论电压输出、电流输出还是频率输出都适合于微机。综上所述，鉴于系统需求，考虑到经济实惠的原那么，方案四最符合本设计的要求，所以在温度采集模块我们选择方案四，即选用温度传感器AD590来对温度进行采集。其实物图如图2.4所示。图2.4AD590实物图压力传感器的选择方案一：应变式压力传感器。应变计中应用最多的是粘贴式应变计〔即应变片〕。它的主要缺点是输出信号小，线性范围窄，而且动态相应较差。但由于应变片的体积小，商品化的应变片有多种规格可供选择，而且以灵活设计弹性敏感元件的形式以适应各种应用场合，所以用应变片制造的应变式压力传感器仍有广泛的应用。按弹性敏感元件结构的不同，应变式压力传感器大致可分为应变管式、膜片式、应变梁式和组合式4种。方案二：光导纤维压力传感器与传统压力传感器相比，有其独特的优点：利用光波传导压力信息，不受电磁干扰，电气绝缘好，耐腐蚀，无电火花，可以在高压、易燃易爆的环境中测量压力、流量、液位等。它灵敏高度，体积小，可挠性好，可插入狭窄的空间进行测量，因此而得到重视，并且得到迅速开展。综上所述，鉴于本设计中，压力不起决定性作用，只是辅助性作用，对其进行简单的测量即可。光导纤维压力传感器固然好，但从本设计来讲似乎有些大材小用，且其价格要比应变式压力传感器要高。应变式压力传感器可在介质温度为-20～+150℃范围内工作，适用于本系统。所以选择应变式压力传感器。应变片实物图如图2.5所示。图2.5应变片实物图液位传感器的选择方案一：静压式液位计。静压式液位计是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离性扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的也为测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地提供了方便。4～20mA、0～5V、0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。方案二：浮子式液位计。浮子式水位计的原理是利用水面浮子及其相应装置感应水位变化，将水位参数进行记录或显示的水位观测仪器。它一般包括浮子式水位传感器和显示记录器，还包括水位编码器和电源，其传感器具有电量输出接口，能将水位参数远传至远离观测现场进行观测、显示和处理。方案三：电容式液位计。电容式液位计是根据电容感应原理，当被测介质浸汲测量电极的高度变化时，引起其电容变化。它可将各种物位、液位、液位介质高度的变换转换成标准信号，远传至操作控制室二次仪表或计算机装置进行集中显示、报警或自动控制。其良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐蚀，易结晶，防堵塞，防冷冻及固体粉状、粒状物料。它可测量强腐蚀型介质的液位，测量高温介质的液位，测量密封容器的液位，与介质的粘度、密度、工作压力无关。综上所述，鉴于系统测量的是密封油罐内的液位，且测量须测量油、水两种液体的液位，应选用方案三，即电容式液位计。这里选用的是JDR型油水界面分析仪，它可同时测量油、水液位，应用于本系统十分方便。A/D转换芯片的选择方案一：选择ADC0832。ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0～5V之间。芯片转换时间近卫32μS，具有双数据输出可作为数据校验，以减小数据误差，数据转换速度快且稳定性强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变得更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。方案二：选择ADC0809。ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，他可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。其模拟电压输入范围0～5V，不需零点和满刻度校准。响应时间为100μS工作温度范围-40～+85℃。低功耗，约15mW。综上所述，鉴于本系统需要测量罐内温度、环境温度、液位〔油面和水面〕高度、浮顶高度及雨水压力，故需要转换多路模拟量，所以ADC0809符合系统要求，选用方案二。ADC0809实物图如图2.6所示。图2.6ADC0809实物图硬件电路的设计单片机最小系统设计AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单片机上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。所谓最小系统，即指使单片机能正常工作的所需的最少的电路，即应包含CPU及辅助电路、ROM、RAM及I/O端口等电路。在AT89S52的根底上，加复位电路、时钟电路、EA引脚信号及电源即可。XTAL1：接外部晶体的一端，振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2：接外部晶体的另一端，振荡器反相放大器的输出端。在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷谐振器〔本设计选用晶体谐振器〕，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟发生器，如图3.1所示。外接晶振时，C1、C2值通常选择为30pF左右〔本设计两个选用22pF〕。C1、C2对频率有微调作用，振荡频率范围是1.2～12MHz〔本设计选用11.0952MHz〕。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定可靠地工作，谐振器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近。内部时钟发生器实质上是一个二分频的触发器，其输出是单片机工作所需的时钟信号。RESET：复位输入。当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期以上的高电平，将使单片机复位；VCC掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部RAM的数据不丧失。本设计采用按键式复位电路，上电复位可利用电容充电来实现，也可通过按键来实现。当按键按下后，RESET端产生高电平。按键时间决定了复位时间。单片机AT89S52的引脚及最小系统电路如图3.1所示。图3.1单片机最小系统电路I/O扩展电路的设计根据系统要求，单片机本身提供的I/O接口数量不能满足实际需求，所以要对单片机的I/O接口进行扩展，这里选用的是8155芯片进行扩展。8155芯片内具有256个字节的RAM，两个8位、一个16位的可编程I/O口和一个14位计数器。它与单片机AT89S52接口简单，是单片机应用系统中广泛使用的芯片。8155用作键盘/LED显示器接口电路，当IO/为低电平时，8155片内RAM工作；当IO/为高电平时，8155选通片内的I/O端口。A,B,C三个口可以作为扩展的I/O口使用，8155的AD0～AD7与AT89S52的P0口相连。AT89S52可以和8155直接连接，不需要任何外加电路，连接之后，给系统增加了256个字节的RAM、22位I/O线和一个计数器。AT89S52与8155的接口电路如图3.2所示。图3.2I/O扩展电路图由图3.2可知：当P2.0=0和P2.1=0时，IO/为低电平并选通8155，那么8155选中它内部的RAM工作；当P2.0=0和P2.1=1时，8155选中片内的三个I/O端口。相应的地址分配为：0000H-00FFH8155内部RAM0100H命令/状态口0101HA口0102HB口0103HC口0104H定时器低八位口0105H定时器高八位口A/D转换电路的设计因为传感器输出的信号为模拟信号，而单片机只能处理数字信号，所以需要一个模块将模拟信号转换成数字信号，这就是A/D转换电路。本设计选用的A/D转换器是ADC0809。ADC0809内部结构：ADC0809是CMOS的8位模/数转换器，采用逐次逼近原理进行A/D转换，芯片内有模拟多路转换开关和A/D转换两大局部，可对8路0～5V的输入模拟电压信号分时进行转换。模拟多路开关由8路模拟开关和3位地址锁存译码器组成，可选通8路模拟输入中的任何一路，地址锁存信号ALE将3位地址信号ADDA、ADDB、ADDC进行锁存，然后由译码电路选通其中的一路，被选中的通道进行A/D转换。A/D转换局部包括比较器、逐次逼近存放器〔SAR〕、256R电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等。另外ADC0809输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到CPU数据总线上。ADC0809的多路转换：在实时控制与实时检测系统中，被控制与被测量的电路往往是几路或几十路，对这些电路的参数进行模/数、数/模转换时，常采用公共的模数、数模转换电路。因此，对各路进行转换是分时进行的。此时，必须轮流切换各被测电路与模数、数模转换电路之间的通道，以到达分时切换的功能。ADC0809转换时序：ADC0809的IN0上输入的0V～+5V范围的模拟电压经A/D转换后可由AT89S52通过程序从P1口输入到它的内部RAM单元。首先输入地址选择信号，在ALE信号作用下，地址信号被锁存，产生译码信号，选中一路模拟量输入。然后输入启动转换控制信号START〔不小于100ns〕，启动A/D转换。转换结束，数据送三态门锁存，同时发出EOC信号，在允许输出信号控制下，再将转换结果输出到外部数据总线。如前所述，AT89S52是可以和ADC0809直接相连的，其连接如图3.3所示。图3.3A/D转换电路图显示电路的设计在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示控制过程和运算结果，由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长、结构简单、价格廉价等优点，因此使用非常广泛。它由假设干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。LED数码管显示器有共阳极和共阴极两种接法，共阴极LED显示器的发光二极管阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示；同样，共阳极LED显示器的发光二极管阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。八段LED数码显示管原理很简单，是通过同名管脚上所加电平的上下来控制发光二极管是否点亮从而显示不同的字形的。例如，假设在共阳LED管的dp,g,f,e,d,c,b,a管脚上分别加上99H控制电平，那么LED显示管显示字形“4”。99H是按dp,g,f,e,d,c,b,a顺序排列后的十六进制编码〔0为TTL低电平，1为TTL高电平〕，常称为字形码。因此，LED上所显示的字形不同，相应的字形码也不一样。八段共阳能显示的字形及相应字形码如表3-1所示。表3-1八段共阳LED数码管字形码表显示字符共阳极字形码显示字符共阳极字形码00C0H5092H10F9H6082H20A4H70F8H30B0H8080H4099H9090HA088HB083HC0C6Hd0A1HE086HF08EH空格0FFHP0CHH089H07FH—0BFHAT89S52对LED管的显示可以分为静态显示和动态显示两种。静态显示的特点是各LED管能稳定地显示各自字形；动态显示是指各LED轮流地一遍一遍显示各自字符，人们由于视觉器官惰性，从而看到的是各LED似乎在同时显示不同字形。为了减少硬件开销，提高系统可靠性并降低本钱，本控制系统采用的是动态扫描显示。如图3.6示出了4只共阳LED的动态扫描电路图，其与8155的接口电路图详见附录Ⅰ。图中，8155的B口和所有的dp〔sp〕，g，f，e，d，c，b，a引线相连，各LED控制端G〔即图中所示各个数码管内部的Ⅰ，Ⅱ，Ⅱ，Ⅳ〕和8155的C口相连，故B口为字形口，C口为字位口，因为CPU可以通过C口控制各LED是否点亮。在本系统中，我们用到的是八段共阳数码管，其原理和结构图如图3.4所示。图3.4数码管显示电路图键盘电路的设计在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口就可以构成4×4=16个按键，比直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多区别越明显，比方再多加一条就可以构成20键的键盘，而直接用端口线那么只能多出一键。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。键盘电路采用的是矩阵式按键键盘，键盘共设置16个按键，其对应功能如图3.5所示。432143217865786590确定重置90确定重置图3.5矩阵键盘对应按键功能图该矩阵键盘能实现对罐内温度、环境温度、罐内液位等参数的预设值，重置按钮可以对之前的设定值进行清空，使用起来更方便。矩阵键盘短路图如图3.6所示。S2～S17对应上面功能图的按键。以S2为例，当S2按下时，PA0和PA7输入高电平。每个按键按下都会有不同的两个接口出现高电平，这样单片机可以识别不同按键的按下。压力检测电路的设计由于浮顶的机械结果原因，当下雨时浮顶会积累雨水，浮顶积水过多会导致浮顶发生沉盘。所以浮顶的积水量是一项重要的物理量。积水的重量要通过压力检测电路来检测。这里采用电阻应变片作为压力检测元件。电阻应变片也成电阻应变计，简称应变片或应变计，它能将机械构件上的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由φ=0.02～0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕城栅状夹在两层绝缘薄片中制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻引线。将金属丝粘贴在构件上，当构件受压力形变时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化QUOTE(3-1)式中：QUOTE——材料的灵敏系数；QUOTE——测点处应变。压力检测电路图如图3.7所示。该电路由四个应变片组成惠斯顿电桥，将应变引起的电阻变化换成电压变化。在传感信号的处理中，由于信号十分微弱〔mV级〕，所以电路的设计对整个变送器的性能十分重要，如图采用单片集成电路、两线制、DC24V供电、4～20mA输出方式。放大器要有低功耗、低漂移、低失调、增益线性好的特点，才能对传感器的微弱信号进行不失真的放大，保证测量数据的精确因此选用了XTR106作为该变送器的直流放大器。传感器的输出电压很小，所以设计调零电阻R62使零负荷时输出为4mA。R64为满度度可调电阻，使满负荷时输出为20mA。浮顶高度检测电路的设计在系统中，需要对浮顶高度进行实时监控。这里采用的是RISEN-RP型物位传感器。RISEN-RP物位传感器是上海仪华生产的超声波物位计，适用工业生产中物位、液位的测量。原理：超声波物位计安装于容器上部，在电子单元的控制下，探头向被测物体发一束超声波脉冲，声波被物体或液体外表反射，局部反射回波由探头接收并转换为电信号，从超声波发射倒重新接收，其时间与探头至被测物体或液体的距离成正比，电子单元检测时间，并根据的声速计算出被测距离，通过减去运算就可得出物位或液位数值。这种传感器使用寿命长达20年以上。电路采用日本工业、民用超声波测距电路以及国外技术结合的电路。现场调零与调满电位器，使用简单，无需进入菜单设定量程。测量精度高，温度稳定性好。全密封防暴结构设计。集成符合传感器和微片封装电路技术。应用范围广，可用于石油、化工、电力、冶金、制药、轻工、污水处理、造纸等行业应用场所储罐、水箱、水塔、化学品罐、尺子料槽、山渠等多种环境。其电气参数如下：测量范围：0～20米环境最高温度：100℃工作频率：50Hz工作电压：24V输出信号：4～20mA有传感器输出的电流信号，经过I/V转换电路，变成0～5V电压信号，以便ADC0809芯片进行A/D转换。其电路图如图3.8所示。浮顶高度控制电路设计除了对浮顶高度的测量之外，还需要对浮顶的高度进行控制。当油罐内的油品及水面的高度变化时，浮顶的高度也需要随着液面高度变化而变化。这里采用130系列步进电机来控制浮顶的高度。单片机经过达林顿管功率放大后驱动步进电机，当单片机的P1.0输出低电平时，达林顿管导通，线圈得电产生磁场，X轴开始旋转。反之，当单片机P1.0输出高电平时，达林顿管断开，线圈失电，X轴停止旋转。同理P1.1和P1.2也可以分别控制Y轴和Z轴的转动与停止。从而通过这三个端口开控制步进电机的转动。如图3.9所示为其电路图。图3.9浮顶高度控制电路图液位检测电路的设计油罐中的底部水垫层高度以及油面的高度是极其重要的物理量，所以需要对这些物理量进行实时监控，所以需要设计液位检测电路。这里采用的液位传感器是JDR型油水界面分析仪。JDR型油水界面分析仪应用分段电容式物位检测的原理，结合独特微电容检测传送技术及大规模高速单片机数字处理技术，研制而成的智能化自校正多物位检测分析仪，其在油田原油罐中对原油油位与水位的测量量具有其他传感器无可比较的优越性。其主要用于油田及石油化工行业油水双界面的高精度测量。JDR型油水界面分析仪是采用微电容串组合，断层扫面检测技术研制的一种检测容器中油、水、空气多相界面的液位计。由多段检测高度为100mm的微电容串组合而成的检测探极〔传感器〕与装在探极顶部的在线自校正式双界面液位变送器共同组成液位计。工作温度为-40～80℃。其检测的水面与油面高度由两组4～20mA或485信号输出。其中I1输出油面高度信号，I2输出水面高度信号。其供电采用24VDC±10％的工业标准供电，使用起来十分方便。在实际应用中，油和水之间界面不是一个清晰的界面，油水之间在不同情况下是不同状态的油水混合层，其介电常数在水合油之间变化，其大小与这一层面中油水混合比例有关，含水越多，ε越大。因此，判断有谁界面的ε阀值是一个相对值。使用中通过调整放大倍数，即可改变这个阀值。由传感器输出的电流信号，经过I/V转换电路，变成0～5V电压信号，以便ADC0809芯片进行A/D转换。其电路图如图3.10所示。图3.10液位检测电路图水位控制电路根据要求需要对水位进行调节，当有底部水位较低时，需要对罐内的水进行补充当，而当水位超过一定限度时，要及时放掉一局部水，从而保证罐内的水量维持在一定的范围内。本系统控制水量是通过单片机控制电磁阀的方法来实现的。当P1.3输出低电平时达林顿管导通，这时电磁阀线圈得电，开关吸合，从而进水阀翻开。排水阀的控制与进水阀原理相同，如图3.11为进/出水控制电路。图3.11进/出水控制电路图温度检测电路的设计温度检测元件的类型选择与被控温度及精度等级有关。本设计选择集成温度传感器AD590作为温度检测元件。集成温度传感器AD590是一种典型的电流输出型集成温度传感器，其实质上是一种半导体集成电路[2]。它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：〔3-2〕式中：K——波尔兹曼常数；Q——电子电荷绝对值；U——pn结正向压降；——pn结反向饱和电流。由上式可知，只要pn结上的正向电流I恒定，那么pn结的正向压降U与温度的线性关系只受反向饱和电流的影响。是温度的缓变函数，只要选择适宜的掺杂浓度，就可以认为在不太宽的温度范围内，近似为常数，因此，正向压降U与温度T成线性关系，也就是说〔3-3〕AD590分为I、J、K、L、M几档，其温度校正误差随分档的不同而大小不同，表3-1给出了AD590的主要电气参数。表3-2AD590主要电气参数AD590IAD590JAD590KAD590LAD590M单位工作电压+4~+30V25电流输出A温度系数1A/K25可校正误差10℃非线性误差℃长期漂移℃输出阻抗>10M电源电压抑制比+4V~+5VA/V+5V~+15VA/V+15V~+30VA/V极限参数最大正向电压44V最大反向电压-20V由表3-2知，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃℃。所以，我们在本课题中用到的是AD590的M档。AD590与ADC0809连接的根本温度检测电路如下图。图3.12温度检测电路图图中AD590的输出电流是以绝对零度为基准的，被测温度每增加1K，它就会增加1μA的输出电流，因此其输出电流QUOTE(3-4)式中：QUOTE——被测的摄氏温度。经过10K电阻对AD590输出的电流进行采样，转化为电压信号QUOTE(3-5)此电压经过运放进行差分放大QUOTE(3-6)式中：QUOTE——运算放大器U9的负端电压；QUOTE——运算放大器U9的正端电压。经过转换，AD590的输出信号转换为0～5V的，即温度的测量范围对应0～5V的标准信号送入ADC0809进行模数转换。水泵驱动电路的设计在系统中，如果罐内液体的温度过高，会造成平安隐患。另外环境的温度也会影响油罐的稳定。所以当温度过高时，要启动水幕降温为油罐冷却。水幕降温由水泵控制，当温度超过一定界限〔不同油品的界限不同，如汽油为30℃〕时，P2.2输出高电平，Q5导通，经过光耦隔离，有晶闸管驱动水泵运转，从而到达控制水幕降温开启的目的。如图3.13所示为水泵驱动电路图。图3.13水泵驱动电路图CAN总线接口电路的设计系统还有CAN总线接口，使本系统可接入到CAN总线系统中。CAN是控制器局域网络〔ControllerAreaNetwork,CAN〕的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准。在北美和欧洲，CAN总线协议已成为汽车计算机控制和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境恶劣、电磁辐射强和震动大的工业环境。在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线闲置时，所有与总线相连的单元都可以开始发送消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符先决定优先级。仲裁获胜的单元格可继续发送消息，仲裁失利的单元格那么立即停止发送而进行接收工作。如图3.14所示为CAN总线接口电路。图3.14通信接口电路声光报警电路的设计系统要实时测量浮顶高度、油品高度和水位高度，一旦发现异常立即开启声光报警装置，提醒工作人员进行进一步处理。当浮顶高度、油品高度或者水位高度有一个或几个出现异常时，P2.3端口输出高电平，经过光电耦合、三极管等驱动声光报警电路。555定时器产生脉冲信号，使扬声器发出声音报警。如图3.15所示为声光报警电路图。图3.15声光报警电路图电源电路的设计对于整个系统而言，每个芯片和传感器都需要电源提供电源，不同的器件有其各自的额定工作电压，鉴于此，制作了±5V、±12V、±24V的电源。其电路图如图3.16～3.18所示。图3.16±24V电源电路图图3.17±5V、±12V电源电路图〔一〕图3.18±5V、12V电源电路图〔二〕控制算法PID算法PID〔比例-积分-微分〕控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID简单易懂，使用中不需精确的控制模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。PID控制器由比例单元〔P〕、积分单元〔I〕和微分单元〔D〕组成。其输入e(t)与输出u(t)的关系为u(t)=kp(e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt)(4-1)式中积分的上下限分别是0和t因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)(4-2)其中：Kp——为比例系数；TI——为积分时间常数；TD——为微分时间常数。本系统中,偏差e=SV-PV。系统采用数字PID离散化算法,根本原理基于如下的增量式算法表达式:u(k)=u*(k-1)+Kp[e(k)-e(k-1)]+KI*e(k)+KD*[e(k)-2e*(k-1)+e*(k-2)](4-3)本系统采取别离积分的改良PID算法,其思路是设置E0作为积分别离值；在偏差e绝对值\E0时,别离(丢弃)PID的积分项,仅用PD控制；当e的绝对值<E0时,恢复积分项,采用PID控制。与标准PID相比,别离积分PID算法既能保证系统的稳态精度,又能明显削弱系统的动态超调。模拟PID控制系统原理框图如图4.1所示。比例比例++++u(t)e(t)r(t)被控对象积分u(t)e(t)r(t)被控对象积分-+-+微分微分图4.1PID控制原理框图标度变换单片机只能接收和处理数字量，而以AT89S52为主控部件的系统所测量的各个参数却有着不同的量纲和数值，因此，这些参数值都必须经过传感器变换成模/数转换器〔A/D〕能够接受的信号电平0~5V，再有A/D转换成00~FFH的数字量，然后才能进入单片机进行相应的处理，当显示或打印测量结果时，那么需要把这些数字量复原成实际值。对于线性输出的传感器，其被测参数的变化与送入单片机的数字值变化成正比，这种关系可用图4.1表示。AAXAAmAA0NNXNmNmN0图4.2线性函数标度转换曲线由图可知QUOTE(4-1)式中：QUOTE——被测参数的实际值QUOTE——仪表能够测量的最大值〔测量上限〕QUOTE——仪表能够测量的最小值〔测量下限〕QUOTE——被测参数的实际值对应的数字量QUOTE——仪表测量上限对应的数字量QUOTE——仪表测量下限对应的数字量把上面公式进行适当的整理，就可以变成公式〔4-2〕的形式：QUOTE(4-2)对于给定的被测参数，式中的QUOTE，QUOTE，QUOTE，QUOTE均为常数。例如，AD590的量程为-50~150℃，那么在某一时刻计算机采样得到的二进制值=CDH，那么相应的温度值为：程序框图设计主程序流程图开始开始系统初始化系统初始化翻开中断翻开中断检测油品温度检测油品温度Y油品温度是否过高Y油品温度是否过高NN启动水幕降温启动水幕降温检测环境温度检测环境温度ABABBABAY环境温度是否过高Y环境温度是否过高N启动声光报警启动水幕降温积水量是否过多N启动声光报警启动水幕降温积水量是否过多检测浮顶积水量检测浮顶积水量YYNN图5.1主程序流程图〔一〕如图5.1为第一个单片机的系统主程序流程图。系统启动后，首先进行程序初始化，设定程序的初始状态。然后翻开中断。此系统的功能是检测油品温度、环境温度、浮顶积水量，并根据测量结果进行相应的处理。这些采集来的信息信息经过信号调理电路及A/D转换器之后传送给单片机。单片机运算处理后，系统自动重新检测这物理量，如此循环往复，从而到达对油罐状态实时监控的目的。翻开中断系统初始化开始翻开中断系统初始化开始检测油品高度温度检测油品高度温度检测浮顶高度温度检测浮顶高度温度浮顶高度是否异常浮顶高度是否异常YYN调节浮顶高度N调节浮顶高度检测水面高度温度检测水面高度温度DCDCDCDCY翻开进/出水阀水位高度是否越限Y翻开进/出水阀水位高度是否越限NN图5.2主程序流程图〔二〕如图5.2为第二个单片机的系统主程序流程图。系统启动后，首先进行程序初始化，设定程序的初始状态。然后翻开中断。此系统的功能是检测油品高度、水面高度、浮顶高度，并根据测量结果进行相应的处理。这些采集来的信息信息经过信号调理电路及A/D转换器之后传送给单片机。单片机运算处理后，系统自动重新检测这物理量，如此循环往复，从而到达对油罐状态实时监控的目的。另外，与检测浮顶高度相对应的是控制浮顶高度，系统通过检测的油面高度和浮顶高度的数据计算出浮顶与油面的间距，在实际工作中浮顶高度与油面之间应该保持一个相对固定的距离。如果间距过大会使夹层空气过多容易引发爆炸，如果间距过小那么会发生沉盘。当油面上升或者下降时，浮顶高度要进行与之对应的调节，这样才能保证有关的平安。而与检测水面高度相对应的还有水位的调节，在油罐底部有局部清水，这些清水的高度要控制在一定范围内，系统对其进行检测并判断是否越限。如果清水液面过高，那么系统开启排水阀；如果清水的液面高度过低，那么系统开启进水阀。这两局部将在浮顶高度检测子程序和水面高度检测子程序中详细表达。因为以上两个系统的工作状态相互之间没有关联，有各自的传感器、信号调理电路、驱动电路、键盘及显示等，所以这两个系统应该是相互独立的。检测油品温度子程序开始开始采集温度信息采集温度信息存储温度数据存储温度数据油品温度是否过高油品温度是否过高YY启动水幕降温启动水幕降温NN标度变换标度变换显示油品温度显示油品温度返回主程序返回主程序图5.3检测油品温度子程序框图如图5.3为检测油品温度子程序框图。油品中的温度传感器产生的输出经过信号调整电路后，转换为0~5V的电压信号再由A/D转换器转换成数字量，单片机采集这些数字量，然后存储到单片机存放器中。通过单片机的运算比较判断出油品温度是否过高。如果温度过高，系统启动水幕降温；如果温度在正常范围内，系统进行下一步。判断过后，系统要对测量的数字量进行标度变换，然后送往显示模块进行显示，之后返回主程序。检测环境温度子程序启动水幕降温环境温度是否过高标度变换开始采集温度信息存储温度数据显示环境温度返回主程序启动水幕降温环境温度是否过高标度变换开始采集温度信息存储温度数据显示环境温度返回主程序YYNN图5.4检测环境温度子程序框图如图5.4为检测环境温度子程序框图。油品中的温度传感器产生的输出经过信号调整电路后，转换为0~5V的电压信号再由A/D转换器转换成数字量，单片机采集这些数字量，然后存储到单片机存放器中。通过单片机的运算比较判断出环境温度是否过高。如果温度过高，系统启动水幕降温；如果温度在正常范围内，系统进行下一步。判断过后，系统要对测量的数字量进行标度变换，然后送往显示模块进行显示，之后返回主程序。检测浮顶积水量子程序启动声光报警浮顶积水量是否过多开始启动声光报警浮顶积水量是否过多开始采集浮顶积水重量信息采集浮顶积水重量信息存储浮顶积水重量数据存储浮顶积水重量数据YYNN返回主程序返回主程序图5.5检测浮顶积水量子程序框图如图5.5为检测浮顶积水量子程序框图。位于油罐浮顶上的重力传感器将对浮顶的积水重量进行检测。系统将检测的数据进行采集，并存到单片机的存放器中。通过单片机的运算比较判断出浮顶积水量是否超出平安范围，如果超过平安范围，那么发出声光报警；如果没超出平安范围，那么系统进行下一步操作。判断之后，系统自动返回主程序。检测油品高度子程序油品高度是否越限标度变换开始显示油品高度返回主程序油品高度是否越限标度变换开始显示油品高度返回主程序采集油品高度信息采集油品高度信息存储油品高度数据存储油品高度数据YYN启动声光报警N启动声光报警图5.6检测油品高度子程序框图如图5.6所示为检测油品高度子程序框图。系统对传感器的信息进行采集，然后将其存储到单片机的存放器中。通过单片机的运算比较判断出油品高度是否越限。如果越限，那么系统发出声光报警；如果油品高度正常，那么系统执行下一步。判断之后对测量数字量进行标度变换，然后显示油品高度的数值。之后系统自动返回主程序。检测水面高度子程序返回主程序显示水面高度存储水面高度数据采集水面高度信息开始标度变换水面高度是否越限调节水面高度返回主程序显示水面高度存储水面高度数据采集水面高度信息开始标度变换水面高度是否越限调节水面高度YYNN图5.7检测水面高度子程序框图如图5.7所示为检测水面高度子程序框图。系统对传感器的信息进行采集，然后将其存储到单片机的存放器中。通过单片机的运算比较判断出水面高度是否越限。如果越限，那么系统翻开进水阀或排水阀来控制水位；如果水面高度正常，那么系统执行下一步。判断之后对测量数字量进行标度变换，然后显示水面高度的数值。之后系统自动返回主程序。检测浮顶高度子程序返回主程序显示浮顶高度采集浮顶高度信息开始标度变换浮顶高度是否异常调节浮顶高度返回主程序显示浮顶高度采集浮顶高度信息开始标度变换浮顶高度是否异常调节浮顶高度存储浮顶高度数据存储浮顶高度数据YYNN图5.8检测浮顶高度子程序框图如图5.8所示为检测浮顶高度子程序框图。系统对传感器的信息进行采集，然后将其存储到单片机的存放器中。通过单片机的运算比较判断出浮顶高度是否异常。如果异常，那么系统驱动步进电机来调节浮顶高度；如果水面高度正常，那么系统执行下一步。判断之后对测量数字量进行标度变换，然后显示浮顶高度的数值。之后系统自动返回主程序。键盘输入子程序开始开始键扫描键扫描N有无键按下N有无键按下YY查键号查键号执行按键功能执行按键功能图5.9键盘输入子程序框图如图5.9所示为键盘输入子程序框图。系统启动后将时刻进行键扫描。判断是否有按键按下。如果没有按键按下，系统继续扫描；如果扫描到有按键按下，那么查询其键号，通过键号找到按键相应的执行功能程序，然后执行案件的功能。执行完按键功能后系统自动进行下一次扫描。总结本课题设计了一个浮顶油罐监控系统，通过对浮顶油罐油品温度、环境温度、浮顶积水量、油品高度、水面高度、浮顶高度这些参数的测量以及对浮顶高度、水位高度的控制来实现对油罐状态的监控。这里做的只是控制核心局部，使用的精度也不是很高，所以在选用传感器时，选择的规格也不是很高。本系统测量了多个物理量。其中温度的测量采用AD590集成温度传感器测得。水面高度和后面高度的测量是通过JDR型油水界面分析仪测得。浮顶积水量的测量是通过测量浮顶积水重量来实现的，其传感器为应变片传感器。浮顶高度的测量是用RISEN-RP物位传感器来完成的。测量后的信号经过信号调理电路转换后由ADC0809进行模数转换，再经单片机处理最后做出相应的响应。系统的水幕降温装置由水泵驱动。浮顶的高度调节通过步进电机来调节。而罐内水位的调节是通过电磁阀来控制进水口和排水口的方式来实现的。该系统的设计与应用，大大降低了油罐的危险系数，同时为工作人员减轻了工作量和工作压力。设备的自动化、智能化有着很大的优势，简单的操作流程便于操作，无须较高的专业水平。同时，根据系统的提示也能很快的发现故障、排除故障，极大提高了工作效率。参考文献[1]朱兆优等.智能仪器原理与设计[M].第一版..[2]张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术[M].北京：国防工业出版社．2000．[3]何立民．单片机应用系统[M].第一版．北京：北京航空航天大学出版社．1990，[4]吴金戌等.8051单片机实践与应用[M].北京：清华大学出版社.2002，9..[6]纪宗南.单片机外围器件实用手册输入通道器件分册[M].北京：北航出版社.2002，5．[7]先锋工作室．单片机程序设计实例[M].北京：清华大学出版社.2003，1．[8]梅丽凤等.单片机原理及接口技术[M].第三版.北京：清华大学出版社；北京交通大学出版社.2009，3.[9]杨学仁,杜彪.关于国内成品油库改造的一些建议.石油库与加油站.2008(95).42-43[10][J].中国市政工程华北设计研究院.2002〔6〕.534-535[11]程明远，陈慧.点阵式图形VFD与单片机的硬件接口及编程技术[J]—49.[12][J].石油工业技术监督.2001，第6期.[13][J].中国平安生产科学技术.2012，第6期.[14]张国雄.测控电路[M].北京：机械工业出版社.2007，7.第二版．[15][J].油气储运.2005，第8期.[16][J].山西建筑.2008，第25期.[17]赖泳.外浮顶油罐的液位检测仪表选型及安装[J].浙江化工.2008，第6期.[18]詹姆斯E.HELL.FireProtectionCriteria—AlaskaOilProducingPlatforms.215-219.[19]D.海德.致谢时光飞逝，转眼四年的大学生活就要结束了，回首往事，心中充满感谢之情。我要感谢我的母校，在这四年里，我的母校为我提供了良好的学习环境、功能完备的学生公寓楼、藏书丰富的图书馆、整洁卫生的食堂、设施完善的运动场等等学习的必要条件，使我能够顺利地完成学业。作为一个本科生，由于经验的匮乏，在完成毕业设计之时难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的催促指导，以及同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里我要感谢我的老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案确实定和修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正报告中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的典范，并将积极影响我今后的学习和工作。我也很感谢我所在系的领导及所有任课老师。在这四年里，系领导在生活上对我们关心备至，为了我们能够顺利就业，他们四处奔波，千方百计地为我们牵线搭桥，不辞劳苦。任课老师在工作上兢兢业业，在学习方面对我们严格要求，使我们在四年的大学阶段能够学有所成，为我们以后的工作学习打下扎实的理论根底。最后感谢同学们在我遇到困难时对我无私的帮助，谢谢他们的理解支持。在这整个的学习过程中，我体会到了做设计的各种酸甜苦辣，但也稳固了所学的各种知识，提高了对各种知识融会贯穿的能力，这段经历使我获益匪浅，也十分感谢以上各位对我的帮助。请各位领导、老师、同学接受我诚挚的谢意！附录Ⅱ源程序；主程序1ORG0000HDISM0DATA78HDISM1DATA79HDISM2DATA7AHDISM3DATA7BHDISM4DATA7CHDISM5DATA7DHMOVSP,#50H；CLR5EH；CLR5FH；CLRA；MOV2FH,A；MOV30H,A；MOV3BH,A；MOV3CH,A；MOV3DH,A；MOV3EH,A；MOV44H,A；MOVDISM0,A；MOVDISM1,A；MOVDISM2,A；MOVDISM3,A；MOVDISM4,A；MOVDISM5,A；MOVTMOD,#56H；MOVTL0,#06H；MOVTH0,#06H；CLRPT0；SETBTR0；SETBET0；SETBEA；LOOP：ACALLDISPLY；ACALLSCAN；AJMPLOOP；；主程序2ORG1000HDISM0DATA78HDISM1DATA79HDISM2DATA7AHDISM3DATA7BHDISM4DATA7CHDISM5DATA7DHMOVSP,#50H；CLR5EH；CLR5FH；CLRA；MOV2FH,A；MOV30H,A；MOV3BH,A；MOV3CH,A；MOV3DH,A；MOV3EH,A；MOV44H,A；MOVDISM0,A；MOVDISM1,A；MOVDISM2,A；MOVDISM3,A；MOVDISM4,A；MOVDISM5,A；MOVTMOD,#56H；MOVTL0,#06H；MOVTH0,#06H；CLRPT0；SETBTR0；SETBET0；SETBEA；LOOP：ACALLDISPLY；ACALLSCAN；AJMPLOOP；；T0中断效劳程序ORG000BHAJMPCT0ORG0100HCT0：PUSHACC；PUSHDPL；PUSHDPH；SETBD5H；ACALLSAMP；ACALLFILTER；CJNEA,42H,TPL；WL：MOVC,5EH；MOV5FH，C；CLR5EH；MOV5FH，C；POPDPHPOPDPLPOPACCRETITPL：JNCTPL1；CLR5FH；CJNEA,43H,MTPL；HAT：SETBP1.1；ACALLPID；MOVA,CPLA；INCA；NM：SETBP1.3；MOVTL1,A；MOVTH1,#0FFH；SETBPT1；SETBTR1；SETBET1；ACALLTRAST；LOOP:ACALLDISPLY；JBD5H,LOOP；POPDPH；POPDPL；POPACC；RETI；MTPL:JNCHAT；SETBP1.0；MOVA,45H；CPLA；INCA；AJMPNM；TPL1:SETB5EH；JNB5FH,WL；INC44H；MOVA,44H；CLRCSUBBA,#N；JNZWL；SETBP1.2；CLR5EH；CLR5FH；POPDPH；POPDPL；POPACC；RETI；；T1中断效劳程序ORG001BHAJMPCT1ORG0200HCT1:CLRD5H；CLRP1.3；RETI；；采样子程序SAMP:MOVR0,#2CH；MOVR2,#03H；MOVDPTR,#03F8HSAM1:MOVX@DPTR,A；MOVR3,#20H；DLY:DJNZR3,DLY；HERE:JBP3.3,HERE；MOVXA,@DPTR；MOV@R0,A；INCR0DJNCR2,SAM1；RET；FILTER：MOVA,2CH；CJNEA,2DH,CAMP1；AJMPCMP2；CMP1：JNCCMP2；XCHA,2DH；XCHA,2CH；CMP2：MOVA,2DH；CJNEA,2EH,CMP3；MOV2AH,A；RET；CMP3:JCCMP4；MOV2QH,A；RET；CMP4:MOVA,2EH；CJNEA,2CH,CMP5；MOV2AH,A；RET；CMP5:JCCMP6；XCHA,2CH；CMP6:MOV2AH,A；RETMOVR5,31H；MOVR4,2H；MOVR3,2AH；MOVR2,#00H；ACALLCPL1；ACALLDUSM；MOV39H,R7；MOV3AH,R6；MOVR5,35H；MOVR4,36H；MOVR0,#4AH；ACALLMULT1；MOVR5,39H；MOVR4,3AH；MOVR3,3BH；MOVR2,3CH；ACALLCPL1；ACALLDSUM；MOVR5,33H；MOVR4,34H；MOVR0,#46H；ACALLMULT1；MOVR5,49H；MOVR4,48H；MOVR3,4DH；MOVR2,4CH；ACALLDSUM；MOV4AH,R7；MOV4BH,R6；MOVR5,39H；MOVR4,3AH；MOVR3,3DH；MOVR2,3EH；ACALLDSUM；MOVR5,R7；MOVR4,R6；MOVR3,3BH；MOVR2,3CH；ACALLCPL1；ACALLDSUM；MOVR5,R7；MOVR4,R6；MOVR3,3BH；MOVR2,3CH；ACALLCPL1；ACALLDSUM；ACALLDSUM；MOVR5,37H；MOVR4,38H；MOVR0,#46H；ACALLMULT1；MOVR5,49H；MOVR4,48H；MOVR3,4AH；MOVR2,4BH；ACALLDSUM；MOVR3,R7；MOVR2,R6；MOVR5,2FH；MOVR4,30HACALLDSUM；MOV2FH,R7；MOV30H,R6；MOV3DH,3BH；MOV3EH,3CH；MOV3BH,39H；MOV3CH,3AH；RET；A/D转换程序MOVR0,#0A0HMOVR2,#08HSETBIT1SETBEASETBEX1MOVDPTR,#OFEF8HLOOP:MOVX@DPTR,AHERE:SJMPHEREDJMZR2,ADENDMOVXA,@DPTRMOVX@R0,AINCDPRTINCROMOVX@DPTR,AADEND:RETIDSUM:MOVA,R4ADDA,R2MOVR6,AMOVA,R5MOVA,3MOVR7,ARETCPL1:MOVA,R2CPLAADDA,#01HMOVR2,AMOVA,R3CPLAADDCA,#00HMOVR3,ARETMULT1:MOVA,R7RLCA；MOVSIGN1,C；JNCPOS1；MOVA,R6；CPLAADDA,#01HMOVR6,AMOVA,R7；CPLA；ADDCA,#00H；MOVR7,A；POS1:MOVA,R5；RLCA；MOVSIGN2,C；JNCPO