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管道杂散电流智能排流装置的研究与设计

作　者: 孔琦
导　师: 史秀敏
学　校: 中国石油大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 交流杂散电流 排流 单片机MSP430F149
分类号: U173
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着我国管道工业的发展和电气化铁路、高压输电系统的大量建设,杂散电流对管道腐蚀越来越严重,其防护问题日益引起人们的重视。本文针对这一的现状,进行管道杂散电流智能排流装置的研究,目的是通过排流,尽量减小杂散电流对管道的腐蚀,从而延长管道的使用寿命。本文综述了交流杂散电流的产生原因、对管道带来的危害以及目前采用的防护措施,提出了交流杂散电流防护存在的问题,着重介绍了排流装置的基本原理和排流装置的核心硬件单片机MSP430F149的相关知识。详细阐述了装置各部分的组成电路的设计,包括电压采集电路、控制电路、键盘和显示电路、RS232通信电路、复位电路和电源电路以及PCB电路板的设计与制作,最后介绍排流装置的主要程序。本文设计了一套智能排流装置,并在实验室进行了室内试验,通过试验证明本装置对受交流杂散电流干扰的管道具有较好的防护功能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 本文的研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文的主要研究内容  11-12
第二章 管道交流杂散电流的产生与防护  12-25
  2.1 管道交流杂散电流的产生与危害  12-16
    2.1.1 交流杂散电流的产生  12-13
    2.1.2 交流干扰的分类  13-14
    2.1.3 交流腐蚀与自然腐蚀的区别  14-15
    2.1.4 交流干扰的判定  15-16
  2.2 管道交流杂散电流的防护  16-20
    2.2.1 杂散电流的防护原则  16
    2.2.2 交流杂散电流的防护  16-20
  2.3 管道交流杂散电流的排流防护  20-25
    2.3.1 排流方法  20-23
    2.3.2 排流点的确定  23-24
    2.3.3 排流量的确定  24-25
第三章 排流装置与单片机MSP430F149  25-36
  3.1 排流装置的设计  25-26
    3.1.1 排流装置的基本原理  25
    3.1.2 排流装置的结构框架  25-26
  3.2 单片机MSP430F149  26-36
    3.2.1 MSP430F149 的特点  26-27
    3.2.2 存储器结构  27-28
    3.2.3 RAM和外围模块组织  28-29
    3.2.4 FLASH存储器  29-33
    3.2.5 FET开发方法  33
    3.2.6 中断系统  33-35
    3.2.7 比较器Comparator-A  35-36
第四章 排流装置硬件电路的设计  36-47
  4.1 排流装置硬件电路  36-43
    4.1.1 管道电压的采集  36-37
    4.1.2 排流控制和工作电路  37-38
    4.1.3 RS-232 接口电路  38-40
    4.1.4 键盘与LCD接口电路  40-42
    4.1.5 复位电路  42-43
    4.1.6 电源电路  43
  4.2 PCB板的设计与制作  43-47
    4.2.1 创建PCB板网络表  43-44
    4.2.2 PCB板的布局设计  44-45
    4.2.3 PCB板的布线设计  45-46
    4.2.4 PCB板图  46-47
第五章 智能排流装置程序设计  47-54
  5.1 程序的总体框架  47-48
  5.2 LCD液晶显示和键盘控制程序设计  48-52
    5.2.1 键盘和显示设计  48-50
    5.2.2 键盘控制程序  50-51
    5.2.3 液晶显示程序  51-52
  5.3 串口通信程序设计  52-54
第六章 排流效果试验  54-70
  6.1 排流试验  54-57
    6.1.1 试验准备  54-55
    6.1.2 试验内容  55-57
  6.2 试验结果分析  57-70
    6.2.1 试验一的试验结果记录与分析  57-61
    6.2.2 实验二的试验结果记录与分析  61-65
    6.2.3 试验三的实验结果记录与分析  65-69
    6.2.4 结论  69-70
结论与建议  70-71
参考文献  71-73
附录  73-80
致谢  80

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中图分类: > 交通运输 > 综合运输 > 管道运输 > 管道结构与设计
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