基于嵌入式技術(shù)的礦用全液壓鉆機(jī)虛擬儀表系統(tǒng)研究.pdf

1、常規(guī)礦用全液壓鉆機(jī)儀表為機(jī)械式，通常只能顯示幾個(gè)關(guān)鍵部位的壓力。這些儀表信息對(duì)于鉆機(jī)的狀態(tài)反映十分有限，致使操作人員無(wú)法全面掌握鉆機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，更無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)故障。同時(shí)，機(jī)械式儀表不能存儲(chǔ)鉆機(jī)運(yùn)行參數(shù)信息，當(dāng)鉆機(jī)發(fā)生故障后，無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行歷史溯源。為及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地掌握鉆機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，本文針對(duì)礦用全液壓鉆機(jī)研制了一套虛擬儀表系統(tǒng)。該系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)鉆機(jī)壓力、流量、溫度、液位、轉(zhuǎn)速、傾角、轉(zhuǎn)矩等13項(xiàng)參數(shù)，以軟件表盤(pán)、數(shù)字、柱狀圖等形式在7

2、寸LCD液晶屏上顯示，并具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和關(guān)鍵部件故障預(yù)警功能。系統(tǒng)的研制主要從以下幾方面展開(kāi):
　　第一:系統(tǒng)總體開(kāi)發(fā)方案的確立。根據(jù)礦用全液壓鉆機(jī)工作特性，分析了系統(tǒng)的總體功能需求，確定了系統(tǒng)硬件與軟件并行的開(kāi)發(fā)思路，制定了“先開(kāi)發(fā)、后調(diào)試、最終集成”的研究步驟，確保設(shè)計(jì)工作的有序開(kāi)展。
　　第二:虛擬儀表系統(tǒng)硬件搭建。根據(jù)煤礦安全的要求，確定了系統(tǒng)硬件的整體布局。然后依照監(jiān)測(cè)參量的特性，選擇了合適的傳感器及數(shù)據(jù)采集器，實(shí)現(xiàn)

3、了鉆機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)了嵌入式顯示屏的模塊電路，并通過(guò)集成調(diào)試檢驗(yàn)了硬件功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。
　　第三:虛擬儀表系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。確定軟件的整體架構(gòu)，設(shè)計(jì)并編寫(xiě)了硬件驅(qū)動(dòng)層、平臺(tái)軟件層、應(yīng)用程序?qū)映绦?，?shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算與存儲(chǔ)、CAN通信、界面顯示、監(jiān)測(cè)診斷等功能。
　　第四:將虛擬儀表系統(tǒng)在ZDY3200S上進(jìn)行室內(nèi)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，完成了鉆機(jī)結(jié)構(gòu)的改造和虛擬儀表系統(tǒng)的集成，并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了系統(tǒng)功能的完