论文总字数：15393字

摘 要

炼油塔水力切焦是炼油厂常用的关键技术, 炼油塔水力切焦过程控制的研究对炼油相关产业有着巨大的意义。水力切焦是在切焦水经过高压水泵压缩达到 20Mpa 压力时进行除焦，人工控制存在高压的危险性并且包含一定的不稳定性，对于操作人员的安全存在一定隐患，对设备安全性也有较高的要求。此次课题是通过C8051Fxxx系列单片机技术来完成对炼油塔水力切焦时产生的振动数据采集，波形作图以及频谱分析并将其显示在液晶屏上的任务。本文将把此次课题中上述内容所涉及到的原理方法以及应用到的设备进行详细描述。

关键词：水力切焦；原理方法；应用

Refining tower hydraulic coke cutting process control

Abstract

Hydraulic cutting coke refining tower is the key technology of commonly used oil refinery, oil refining tower hydraulic coke cutting process control research in oil refining industry is of great significance. Hydraulic coke cutting is cut in the coke after high pressure water pump compression reaches 20 mpa pressure on decoking, manual control exists the risk of high pressure and contains a certain instability, there is a hidden danger to the security of operating personnel, also have higher requirements on the safety of equipment. The subject was done through C8051FXXX series microcontroller technology in refining tower vibration of hydraulic coke cutting data collection, drawing and frequency spectrum analysis and waveform displayed on the LCD screen. This paper will put the principle of this subject relating to the above content method, and applied to the device are described in details.

Key words: hydraulic coke cutting; Principle of the method; application

目录

摘 要 II

第一章 引言 1

1.1水力切焦背景与意义 1

1.2水力切焦工作原理简述 1

1.3水力切焦主要结构 1

第二章 具体器件选择 2

2.1微处理器 2

2.1.1 SoC ( System on Chip) 2

2.1.2 C8051F005芯片 2

2.2 LCD屏幕 5

第三章 软件设计流程 6

3.1 FFT(傅里叶)变换 6

3.2扫频仪 7

3.3频谱仪 8

3.4 示波器 8

第四章 软件编程 9

4.1 常用函数 9

4.1.1 数据传送函数 9

4.1.2 LCD显示函数 9

4.2初始化 9

4.3中断 10

4.3.1 SMBus中断 10

4.3.2 SPI和UART中断 10

4.3.3 ADC中断 10

4.3.4 键盘中断 11

4.4数据传输协议 11

4.5 调试 12

第五章 总结 13

致 谢 14

参考文献 15

附录 部分程序 16

引言

1.1水力切焦背景与意义

水力切焦是炼油工业中的一种方法，而炼油顾名思义即是石油炼制，就是将石油根据沸点的不同而通过蒸馏的方法分离出煤油、汽油、柴油等燃料油，这些都是不同内燃机所需的，而炼油通常也伴随着副产石油气和渣油的副产物。水力切焦是炼油过程最后用高压水枪切割炼油塔中剩余的残渣焦炭，是炼油收尾的一步。一直以来石油产业都是国家经济发展离不开的一个行业，因此炼油行业也一直维持了较快发展态势。现在世界整体的石油市场正在发生着变化，中国炼油行业也也因此或多或少发生着一些改变，石油方面的研究也越来越得到重视。在整个对石油需求非常高的大环境下，对炼油方面的发展的促进作用也是非常大的。水力切焦技术是现今已经发展成熟并且广泛应用的炼油技术，所以对水力切焦的研究也是非常具有意义的。

1.2水力切焦工作原理简述

水力切焦的原理就是用高压水进行除焦作业，具体情况是通过高压水泵将储水罐中的水在压力达到除焦要求的情况下，通过高压水泵的出口泵阀，然后再经过除焦阀的满流位置，将除焦水打到焦炭塔的平台，再而通过相应的塔阀，除焦水会通过传输最后到达水力钻孔除焦器，接下来就是通过对应塔的卷扬机升降，除焦器喷出除焦水对焦炭进行切割即除焦作业。

1.3水力切焦主要结构

一般情况下水力除焦系统主要有储水罐（提供切焦水），高压水泵（使切焦水达到切焦的高压标准），除焦器（喷射切焦水进行切焦的装置），焦炭塔（切焦的目标）等，还有一些输送切焦水的装置泵阀、除焦阀（三位阀）、塔阀、卷扬机、钻杆、风动水龙头。

具体器件选择

2.1微处理器

2.1.1 SoC ( System on Chip)

SoC通常被称为系统级芯片,也有片上系统的说法。SoC设计技术早在20世纪90年代中期便出现了，将更加复杂的功能集成到单硅片上促成SoC的产生，它算是集成电路向集成系统转变这个大背景下产生的一个有包含完整系统的集成电路。换句话说，它是将整个系统还包括软件集成在了一块芯片上。System on Chip直译是“芯片级系统”，通常简称“片上系统”。因为涉及到“Chip”，SoC身上也会体现出“集成电路”与“芯片”之间的联系和区别，其相关内容包括集成电路的设计、系统集成、芯片设计、生产、封装、测试等等。跟“芯片”的定义类似，SoC更强调的是一个整体，在集成电路领域，给它的定义为：由多个具有特定功能的集成电路组合在一个芯片上形成的系统或产品，其中包含完整的硬件系统及其承载的嵌入式软件。

SoC的定义比较广泛，不仅它是一个集成电路同时它又是一种技术，它可以确定系统功能还可以确定软硬件的划分，穿插在整个系统中。从狭义的方向出发，它是将信息系统核心集成在了一块芯片上；从广义的方向出发，SoC本身就是一个微小型系统，它是一个包含有CPU的系统集成。一般将SoC定义为一个包含有微处理器等功能部件的芯片，具体还包括有数字IP核和模拟IP核，存储器或者片外存储控制接口，通常情况下都是面向特定用途而设计的产品。

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