鉆井工程參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁

　

【正文】 模數(shù)據(jù)。 測井儀與通信接口電路設(shè)計(jì)由于管理計(jì)算機(jī)無特殊要求，測井儀與管理計(jì)算機(jī)的通信選用了RS232標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)直接選用了MAX232接口芯片。10V 電壓, 所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的+5V 電源就可以。MAX232的引腳T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT 為接TTL/ CMOS電平的引腳。 R1IN、R2IN應(yīng)PC 機(jī)的發(fā)送端 TD。 大鉤懸重傳感器由于在鉆井的過程中，由于要用到很多根鉆桿，尤其是在提升鉆桿的過程中，大鉤要吊起地下所有鉆桿的重量，因此懸重傳感器的量程需要很大，但另外一方面當(dāng)鉆桿數(shù)量很少時(shí)，增加或減少一根鉆桿可能會引起很小的變化，這就需要懸重傳感器有很高的精度，而且由于前面介紹，統(tǒng)計(jì)鉆桿數(shù)量關(guān)鍵是檢測到當(dāng)前是在增加或是在減少鉆桿，而增加或減少鉆桿又是由大鉤的位置和懸重確定的，若大鉤的載荷為零，說明鉆桿被卡座卡住，要進(jìn)行增加、減少鉆桿的操作。該系列傳感器采用空心圓柱體應(yīng)變筒和剪切式結(jié)構(gòu)作為彈性敏感元件，具有結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)變測量可靠等特點(diǎn)，有一定的抗沖擊振動穩(wěn)定性，有優(yōu)良的靜態(tài)性能和良好的動態(tài)性能，廣泛應(yīng)用于石油鉆井場合。1181。 懸重傳感器信號放大電路圖 A/D轉(zhuǎn)換在綜合井深測量系統(tǒng)中，深度系統(tǒng)是最重要的部分，離開了深度系統(tǒng)儀器大部分參數(shù)都將失去意義，而在深度系統(tǒng)中，大鉤高度的測量是最基本、最關(guān)鍵的。送到井深的懸重信號為05V，可直接接人A/D轉(zhuǎn)換器信號輸入端。5V雙電源供電，可接收單極性或雙極性信號。在這種方式下，以達(dá)到最大的轉(zhuǎn)換速度和最小的轉(zhuǎn)換噪聲。根據(jù)鉆井實(shí)際情況，絞盤尺寸D0 =1000mm，絞繩直徑d=300mm。當(dāng)編碼器軸正轉(zhuǎn)時(shí)，A相信號比B相信號超前90176。 編碼器接口示意圖光耦選擇了6N137光耦合器，它是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)850 nm波長AlGaAs LED和一個(gè)集成檢測器組成，其檢測器由一個(gè)光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個(gè)肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。將該應(yīng)變信號放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，編程與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。不需要反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測量正反扭矩。 S、＜177。 S。 鉆壓扭矩傳感器電路圖正常鉆井情況下，鉆壓扭矩測量值相對平穩(wěn)，由單片機(jī)記錄存儲鉆井過程中的鉆壓扭矩值，用于起鉆回放后的鉆井過程分析當(dāng)鉆壓扭矩測量值異常時(shí)，通過井下水力脈沖發(fā)生器將實(shí)時(shí)測量值傳送到地面監(jiān)控系統(tǒng)，供鉆井人員來決策參考。在基極驅(qū)動信號Ub1=Ub4，Ub2=Ub3=—Ub1的作用下，同一組中的兩個(gè)晶體管同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)斷開，兩組晶體管之間交替地輪流導(dǎo)通和截止。 PWM控制電路第4章 軟件設(shè)計(jì) 測量CPU 程序入口地址：0000H外部中斷0入口：0003H定時(shí)器0中斷入口：000BH外部中斷1入口地址：0013H定時(shí)器中斷入口地址：001BH串行口中斷入口地址：0023H8255A口：（cs==0，A1A0==00）0000H~5FFCHB口：（cs==0，A1A0= =01）0001H~5FFDHC口：（cs==0，A1A0= =10）0002H~5FFEH控制口：（cs==0，A1A0= =11）0003H~5FFFHW29C040地址：6000H78FFHAD轉(zhuǎn)換地址：78FFH7FFFH 事物處理CPU 程序入口地址：0000H外部中斷0入口：0003H定時(shí)器0中斷入口：000BH外部中斷1入口地址：0013H定時(shí)器中斷入口地址：001BH串行口中斷入口地址：0023H打印機(jī)：6000H65FFHDS12887：65FFH72FFHLCD240128：文本區(qū)0000H2000H圖形區(qū)2000H6000H自定義字符區(qū)7800H7FFFH 開始各模塊初始化開中斷參數(shù)實(shí)時(shí)檢測讀取A/D轉(zhuǎn)換懸重是否為0當(dāng)前大鉤在頂端嗎鉆桿數(shù)量加1 計(jì)算井的深度 顯示鉆井狀態(tài)給事務(wù)處理CPU通信在底端嗎鉆桿數(shù)量減1鉆壓扭矩值是否超限PWM電機(jī)調(diào)控計(jì)算鉆壓扭矩值YYNNYYN 流程圖程序開始對所有模塊進(jìn)行初始化并定義變量，設(shè)定鉆壓和扭矩上下限值，開中斷，實(shí)時(shí)監(jiān)測所測量的3個(gè)參數(shù)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)處理并判斷大鉤狀態(tài)和鉆壓扭矩是否超限，如果鉆桿數(shù)量增加1，就開始計(jì)算井的深度，如果鉆壓扭矩值超過上限，PWM控制電機(jī)轉(zhuǎn)速減緩，如果超過下限，PWM控制電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，并實(shí)時(shí)顯示這三個(gè)參數(shù)的狀態(tài)，將測量的結(jié)果送給處理CPU。對于信號一般來說是緩變的，可采用一階滯后濾波或中值均勻?yàn)V波等。DS12887初始化 調(diào)用函數(shù)獲取時(shí)鐘信息 送數(shù)據(jù)顯示 開始 DS12887流程圖顯示程序首先判斷信息是否已被采集；若無則等待或處理其它程序；然后判斷行號是否大于8，若大于8則清28行，保留第一行，設(shè)置行號等于2；然后根據(jù)狀態(tài)信號判斷采集到的數(shù)據(jù)是對應(yīng)于哪一種狀態(tài)做相應(yīng)處理，各種工作狀態(tài)時(shí)對應(yīng)的文字信息如“正向運(yùn)行”等應(yīng)在編程時(shí)就存入其對應(yīng)的區(qū)位碼，程序運(yùn)行通過查表得具體工作狀況時(shí)的文字信息對應(yīng)的區(qū)位碼。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合及斷開瞬間均有抖動過程，會出現(xiàn)一系列負(fù)脈沖。通常去除抖動影響的措施有硬、軟件兩種，這里所采用的是軟件措施，采用軟件去除抖動影響的辦法是：檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵點(diǎn)評是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則可確認(rèn)確實(shí)有鍵按下，從而消除了抖動的影響。主從式多機(jī)通信中，一臺是主機(jī)，其余為從機(jī)，從機(jī)要服從主機(jī)的調(diào)度和支配．多機(jī)通信協(xié)議：1)所有從機(jī)的SM2=1，處于只接收地址幀的狀態(tài)。主機(jī)首先發(fā)送一幀地址數(shù)據(jù)，中斷所有從機(jī)。5)通信的各機(jī)之間必須以相同的幀格式及波特率進(jìn)行通信W29C040為32腳DIP封裝芯片，工作電壓為5V，內(nèi)部512K8位的快速閃存，它的結(jié)構(gòu)為256字節(jié)為一頁，沒頁的擦寫時(shí)間為5ms，整片擦除時(shí)間為50ms。根據(jù)在石油的開采過程中需要實(shí)時(shí)掌握鉆井的狀態(tài)，本文深入研究了測量井深的儀器。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是準(zhǔn)確測量大鉤的高度和換鉆桿的過程，不僅及時(shí)顯示還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)CPU相應(yīng)其他工作請求時(shí)，就有可能漏掉信號的監(jiān)測，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要選用了兩個(gè)CPU，事物處理CPU和測量CPU都采用了AT89S52系列單片機(jī)為核心，完全實(shí)現(xiàn)了智能化工作。雖然技術(shù)和工藝的發(fā)展，使組成的智能儀器系統(tǒng)的每一個(gè)器件具有高度的可靠性和穩(wěn)定性，由于井深測量系統(tǒng)運(yùn)作環(huán)境的多樣性，不可避免有干擾問題的存在。由于在測量系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，需要對信號進(jìn)行輸入處理。 參考文獻(xiàn)[1][M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2006.[2] [M].華中科技大學(xué)出版社,2007.[3] [M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[4] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.[5] (1)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2009.[6][M].機(jī)械工業(yè)出版,2006.[7][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[8] [M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2008.[9] [M].電子工業(yè)出版社,2006.[10] 童詩白，華成英. 模擬電子技術(shù)[M].(第三版).清華大學(xué)出版社,2007.[11] William Stallings. DATA amp。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！附錄Ⅰ includeinclude //NULL 的引用includeinclude //XBYTE[]的引用define uc unsigned chardefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine lcm XBYTE[0x3fff] /*T6963C 寫命令口的地址，讀數(shù)據(jù)口的地址*/define lcmdata XBYTE[0x3eff] /*T6963C 寫數(shù)據(jù)口的地址*/define SCLK P1．1 ／／MAX191時(shí)鐘define SDOUT P1，2 ／／MAX191數(shù)據(jù)輸出defiRe CS P1．3 ／／MAX191片選xdata uchar seconds _at_ 0x0000。 //星期寄存器地址 xdata uchar date _at_ 0x0007。 //A寄存器地址 xdata uchar _b _at_ 0x000B。//順時(shí)針uc widdershins。uc code seg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。uchar code picture0[]。uchar i=0。sbit ch451_dclk=P1^6。sbit dat=P1^0。 //,c為74HC138的輸入引腳，輸出為DS12887的片選引腳 sbit b=P1^3。sbit text1=P3^5；uchar sec,min,hour。} }//*******************************************//A/D 轉(zhuǎn)換部分／／采用P1口作控制／／11．0592MHz的晶體／／MAX191 1 2位AD操作程序unsigned int max191(void){Char I。 static uint8 s_u8KeyTimeCount = 0 。 //保存按鍵釋放時(shí)候的鍵值 uint8 KeyTemp = KEY_NULL 。 case KEY_STATE_WOBBLE : case KEY_STATE_PRESS : { if(KEY_NULL != (KeyTemp)) { s_u8LastKey = KeyTemp 。 //按鍵按下 s_u8KeyState = KEY_STATE_LONG 。 KeyTemp |= KEY_LONG 。 } } else { s_u8KeyState = KEY_STATE_RELEASE 。 } } else { s_u8KeyState = KEY_STATE_RELEASE 。 s_u8KeyState = KEY_STATE_INIT 。 //返回鍵值 } //*******************************************//LCD顯示void busy_lcm(uchar flag){uchar i。}/*******************************************************************函數(shù)功能：寫數(shù)據(jù)、寫指令參數(shù)說明：數(shù)據(jù)(data1,data2)、指令(lcm)判別(count),count=0x1,只寫指令()；count=0x2,寫數(shù)據(jù)1 和指令(data1，lcm)；count=0x3,寫數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2 和指令(data1，data2,lcm)；/*******************************************************************/void write_lcm(uchar count,uchar ,uchar data1,uchar data2){switch(count){case 1: busy_lcm(0x3)。 lcmdata=data1。case 3: busy_lcm(0x3)。 busy_lcm(0x3)。}}/**************************************************************函數(shù)功能：圖形方式單個(gè)漢字顯示void display_1c(uchar caddr,uchar x,uchar y){uchar i,j,*p。for(i=0。j16。p++。p=table+caddr*32。write_lcm(0x3,0x24,w%256,w8)。write_lcm(0x3,0x24,0x0,0x0)。i++){busy_lcm(0x0c)。 /*設(shè)置自動寫結(jié)束*/}/***************************************************************函數(shù)功能：圖形方式初始化參數(shù)說明：自動寫模式/**************************************************************/void init_lcm(){write_lcm(0x1,0xa1,NULL,NULL)。write_lcm(0x3,0x42,32,0x0