基于嵌入式技术的矿用全液压钻机虚拟仪表系统研究

发布时间：2017-12-23 13:23

  本文关键词：基于嵌入式技术的矿用全液压钻机虚拟仪表系统研究　出处：《煤炭科学研究总院》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：常规矿用全液压钻机仪表为机械式,通常只能显示几个关键部位的压力。这些仪表信息对于钻机的状态反映十分有限,致使操作人员无法全面掌握钻机的运行状态,更无法及时发现钻机故障。同时,机械式仪表不能存储钻机运行参数信息,当钻机发生故障后,无法对故障进行历史溯源。为及时、准确、全面地掌握钻机运行状态,本文针对矿用全液压钻机研制了一套虚拟仪表系统。该系统可监测钻机压力、流量、温度、液位、转速、倾角、转矩等13项参数,以软件表盘、数字、柱状图等形式在7寸LCD液晶屏上显示,并具备数据存储和关键部件故障预警功能。系统的研制主要从以下几方面展开:第一:系统总体开发方案的确立。根据矿用全液压钻机工作特性,分析了系统的总体功能需求,确定了系统硬件与软件并行的开发思路,制定了"先开发、后调试、最终集成"的研究步骤,确保设计工作的有序开展。第二:虚拟仪表系统硬件搭建。根据煤矿安全的要求,确定了系统硬件的整体布局。然后依照监测参量的特性,选择了合适的传感器及数据采集器,实现了钻机状态数据的采集。根据系统的功能需求,设计了嵌入式显示屏的模块电路,并通过集成调试检验了硬件功能,达到了设计预期。第三:虚拟仪表系统软件开发。确定软件的整体架构,设计并编写了硬件驱动层、平台软件层、应用程序层程序,实现了系统的数据计算与存储、CAN通信、界面显示、监测诊断等功能。第四:将虚拟仪表系统在ZDY3200S上进行室内验证实验,完成了钻机结构的改造和虚拟仪表系统的集成,并通过对比实验检验了系统功能的完备性和数据采集的准确性。实验表明:虚拟仪表系统硬件选型、布置合理,安装方便;软件运行稳定,功能完善。系统参数显示的实时性、准确性达到了设计预期。相比于传统压力表,本系统提供的钻机信息更为丰富,数值显示功能更为直观,并增加了钻机故障预警与信息存储功能,实现了钻机参数监测的集成化、数字化。
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P634.31

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本文编号：1324054