管道泄漏监测远程终端单元设计

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管道是油气运输的主要载体,泄漏监测系统是保障管道安全运行的重要环节。随着油气储运行业的发展,监测系统对低功耗、低成本、便携性、实时性、交互性提出了更高的要求。本文以开发适用于管道泄漏监测系统的远程终端单元(Remote Terminal Unit,RTU)为目标,从软硬件开发、实验测试等方面开展研究,具体工作包括:(1)设计了应用于管道泄漏监测的低功耗、便携式RTU硬件系统。包括信号调理模块、电源模块以及数据交互模块,集成处理器和各接口模块。搭建了管道泄漏监测实验平台,对RTU的数据采集、数据交互、时间同步、网络异常通信、历史数据回填等功能进行了测试,验证了RTU数据采集和传输功能的实时性和完整性满足系统需求。(2)开发了管道泄漏监测RTU软件程序。基于Linux软件平台编写了驱动程序、应用程序和用户界面,使用多线程实现了数据采集、数据存储、数据发送等功能。提出了动态创建线程的方法,实现了多次网络异常时历史数据的回填功能。基于c JSON库设计的网页用户界面实现了用户对RTU网络、通道、时间等的设置。本文RTU具有系统配置方便、数据采集实时性好、数据传输完整等优点,满足管道泄漏监测对时间精度、数据完整性和实时性等的要求。(3)提出了基于压力下降梯度的不可压缩流体泄漏量估算模型。进行了有限元仿真和基于RTU的管道泄漏模拟实验,验证了不可压缩流体泄漏量与泄漏前后管道内的压力变化之间的关系,表明了本文开发的RTU应用于管道泄漏监测的适应性。
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