一種基于can總線(xiàn)設(shè)計(jì)的fet機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，包括微機(jī)控制系統(tǒng)、交流馬達(dá)變頻器、電磁閥驅(qū)動(dòng)器、位移檢測(cè)變換電路、按鍵、顯示模塊和電源系統(tǒng)，所述微機(jī)控制系統(tǒng)由交流馬達(dá)變頻器控制模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊、位移檢測(cè)模塊和人機(jī)界面模塊組成，各模塊之間采用CAN總線(xiàn)聯(lián)系在一起。本發(fā)明是一種典型的集散型分布式微機(jī)控制系統(tǒng)，各功能模塊之間通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(CAN)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信和共享，能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)和傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多CPU之間的互通互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享，檢測(cè)、控制、顯示的實(shí)時(shí)性好，可靠性高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明尤其涉及到一種基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋石油鉆井平臺(tái)要對(duì)海底石油進(jìn)行探測(cè)取樣，所用的探測(cè)器是一個(gè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米的管型探測(cè)裝置，即地層測(cè)試評(píng)價(jià)儀(Format1n Evaluat1n Tool)。在探測(cè)裝置中裝有油泵、吸油阻、取樣筒、單向電磁閥等機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及電機(jī)馬達(dá)及其驅(qū)動(dòng)器、電磁閥及其控制器、供電電源、傳感器、信號(hào)變換器等多種電氣部件，分為上電節(jié)、機(jī)械節(jié)、下電節(jié)三個(gè)部分組成。其中機(jī)械節(jié)是石油探測(cè)器的關(guān)鍵性部件，在該部件中包括三相交流電機(jī)馬達(dá)、多個(gè)電磁閥、位移傳感器等電氣部件，由該部件來(lái)完成對(duì)井下石油的抽取樣。機(jī)械節(jié)部件及其內(nèi)置各電氣部件運(yùn)行的可靠性是非常重要的，它的良好運(yùn)行是確保石油探測(cè)器裝置正常運(yùn)行的重要保證。石油勘測(cè)的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)迫切需要研制出一種針對(duì)機(jī)械節(jié)部件的功能測(cè)試系統(tǒng)，它能夠方便、快捷地對(duì)石油探測(cè)器的關(guān)鍵部件一機(jī)械節(jié)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，檢測(cè)出機(jī)械節(jié)運(yùn)行的狀態(tài)，檢測(cè)出機(jī)械節(jié)內(nèi)部各執(zhí)行部件或機(jī)構(gòu)運(yùn)行的狀態(tài)，給出相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的指示。本系統(tǒng)是基于這樣的實(shí)際應(yīng)用背景和需求而進(jìn)行立項(xiàng)開(kāi)發(fā)的，可以對(duì)機(jī)械節(jié)的檢修與維護(hù)提供便利，提高實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的檢修作業(yè)效率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本；同時(shí)作為一個(gè)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求，非常實(shí)用的功能檢測(cè)系統(tǒng)，可望在全行業(yè)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，有比較看好的市場(chǎng)前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠方便、快捷地對(duì)石油探測(cè)器的關(guān)鍵部件一機(jī)械節(jié)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，檢測(cè)出機(jī)械節(jié)運(yùn)行的狀態(tài)，檢測(cè)出機(jī)械節(jié)內(nèi)部各執(zhí)行部件或機(jī)構(gòu)運(yùn)行的狀態(tài)，給出相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的指示，即一種基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，包括微機(jī)控制系統(tǒng)、交流馬達(dá)變頻器、電磁閥驅(qū)動(dòng)器、位移檢測(cè)變換電路、按鍵、顯示模塊和電源系統(tǒng)，所述微機(jī)控制系統(tǒng)由交流馬達(dá)變頻器控制模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊、位移檢測(cè)模塊和人機(jī)界面模塊組成，各模塊之間采用CAN總線(xiàn)聯(lián)系在一起，所述交流馬達(dá)變頻器控制模塊通過(guò)人機(jī)界面以CAN通訊的形式控制交流馬達(dá)變頻器的啟動(dòng)/停止，同時(shí)檢測(cè)交流馬達(dá)變頻器及馬達(dá)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并將參數(shù)，如電壓，電流，溫度，轉(zhuǎn)速，及故障信息通過(guò)CAN通訊傳給人機(jī)界面模塊進(jìn)行顯示，所述電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊通過(guò)CAN指令控制電磁閥的開(kāi)通/關(guān)斷，并將電磁閥狀態(tài)信息通過(guò)CAN通訊傳給人機(jī)界面模塊進(jìn)行顯示，所述位移檢測(cè)模塊對(duì)位移檢測(cè)變換電路進(jìn)行信息的采樣，可以顯示機(jī)械節(jié)運(yùn)行的位移值，以及機(jī)械節(jié)運(yùn)行的狀態(tài)(正?；蚬收?，所述人機(jī)界面模塊上設(shè)有按鍵和顯示模塊，所述電源系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。
[0005]進(jìn)一步的，所述交流馬達(dá)變頻器控制模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊、位移檢測(cè)模塊和人機(jī)界面模塊均采用基于C8051F020CPU的設(shè)計(jì)而成，各CPU之間采用CAN總線(xiàn)的方式互通互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享，檢測(cè)、控制、顯示的實(shí)時(shí)性好，可靠性高。
[0006]優(yōu)選的，所述電源系統(tǒng)為開(kāi)關(guān)電源模塊。
[0007]進(jìn)一步的，還包括DC濾波耦合板，所述DC濾波耦合板通過(guò)連接在開(kāi)關(guān)電源模塊兩端對(duì)系統(tǒng)其進(jìn)行濾波降噪處理。
[0008]進(jìn)一步的，還包括霍爾開(kāi)關(guān)與PT100溫度傳感器，所述交流馬達(dá)變頻器通過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)與PT100溫度傳感器控制馬達(dá)的運(yùn)行速度并實(shí)時(shí)記錄溫度。
[0009]優(yōu)選的，所述顯示模塊為IXD顯示器，所述IXD顯示器通過(guò)PLC模塊與微機(jī)控制系統(tǒng)相連。
[0010]優(yōu)選的，所述位移檢測(cè)模塊包括兩個(gè)磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器，所述磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器主要由測(cè)桿、電子倉(cāng)和套在測(cè)桿上的非接觸的磁環(huán)組成，測(cè)桿內(nèi)裝有磁致伸縮線(xiàn)(波導(dǎo)絲)。工作時(shí)，由電子倉(cāng)內(nèi)的電子電路產(chǎn)生一起始脈沖，此起始脈沖在波導(dǎo)絲中傳輸時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生了一沿波導(dǎo)絲方向前進(jìn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)這個(gè)磁場(chǎng)與磁環(huán)中的永久磁場(chǎng)相遇時(shí)，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動(dòng)，產(chǎn)生扭動(dòng)脈沖(或稱(chēng)“返回”脈沖)。這一扭動(dòng)脈沖被安裝在電子倉(cāng)內(nèi)的拾取機(jī)構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流脈沖，通過(guò)電子電路計(jì)算出兩脈沖起始和返回之間的時(shí)間差，即可精確測(cè)出被測(cè)的位置和位移。
[0011]優(yōu)選的，所述電磁閥為15只。
[0012]本發(fā)明的有益效果:(1)測(cè)試系統(tǒng)采用全數(shù)字化測(cè)控設(shè)計(jì)，以C8051F020高速微型計(jì)算機(jī)為核心，采取多CPU協(xié)調(diào)檢測(cè)控制，數(shù)據(jù)共享，檢測(cè)和控制的速度快，可靠性高；(2)測(cè)試系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，分為:供電電源模塊、總控制器模塊、位移/速度/溫度檢測(cè)模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、馬達(dá)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、狀態(tài)和參數(shù)顯示模塊，共六個(gè)電路模塊，其中有四個(gè)模塊帶有CPU，由嵌入式軟件執(zhí)行檢測(cè)和控制功能。(3)測(cè)試系統(tǒng)是一種典型的集散型分布式微機(jī)控制系統(tǒng)，各功能模塊之間通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(CAN)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信和共享，能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)和傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多CPU之間的互通互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享，檢測(cè)、控制、顯示的實(shí)時(shí)性好，可靠性高。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明微機(jī)控制系統(tǒng)CAN總線(xiàn)各節(jié)點(diǎn)流程結(jié)構(gòu)圖。
[0016]具體實(shí)施效果
[0017]結(jié)合圖1、圖2，本發(fā)明由五個(gè)部分組成:微機(jī)控制系統(tǒng)、交流馬達(dá)變頻器、電磁閥驅(qū)動(dòng)器、按鍵、液晶屏和電源系統(tǒng)組成。微機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，由四塊基于C8051F020CPU設(shè)計(jì)的功能模塊組成。它們是交流馬達(dá)變頻器控制模塊，電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊，位移檢測(cè)模塊和人機(jī)界面模塊，各模塊之間采用CAN總線(xiàn)聯(lián)系在一起，如圖2所示是微機(jī)控制系統(tǒng)CAN總線(xiàn)各節(jié)點(diǎn)流程結(jié)構(gòu)圖。交流馬達(dá)變頻器控制模塊負(fù)責(zé)根據(jù)人機(jī)界面以CAN通訊形式傳來(lái)的指令控制變頻器的啟動(dòng)/停止，同時(shí)檢測(cè)變頻器及馬達(dá)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并將參數(shù)，如電壓，電流，溫度，轉(zhuǎn)速，及故障信息通過(guò)CAN通訊傳給人機(jī)界面模塊進(jìn)行顯示。電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊負(fù)責(zé)根據(jù)CAN指令控制15只電磁閥的開(kāi)通/關(guān)斷，并將電磁閥狀態(tài)信息通過(guò)CAN通訊傳給人機(jī)界面模塊進(jìn)行顯示。位移檢測(cè)模塊負(fù)責(zé)對(duì)兩只位移傳感器的采樣，可以顯示出位移傳感器運(yùn)行的位移值，以及位移傳感器運(yùn)行的狀態(tài)(正?；蚬收?。人機(jī)界面模塊負(fù)責(zé)按鍵輸入和信息顯示。電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。
[0018]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括微機(jī)控制系統(tǒng)、交流馬達(dá)變頻器、電磁閥驅(qū)動(dòng)器、位移檢測(cè)變換電路、按鍵、顯示模塊和電源系統(tǒng)，所述微機(jī)控制系統(tǒng)由交流馬達(dá)變頻器控制模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊、位移檢測(cè)模塊和人機(jī)界面模塊組成，各模塊之間采用CAN總線(xiàn)聯(lián)系在一起，所述交流馬達(dá)變頻器控制模塊通過(guò)人機(jī)界面以CAN通訊的形式控制交流馬達(dá)變頻器的啟動(dòng)/停止，同時(shí)檢測(cè)交流馬達(dá)變頻器及馬達(dá)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并將參數(shù)，如電壓，電流，溫度，轉(zhuǎn)速，及故障信息通過(guò)CAN通訊傳給人機(jī)界面模塊進(jìn)行顯示，所述電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊通過(guò)CAN指令控制電磁閥的開(kāi)通/關(guān)斷，并將電磁閥狀態(tài)信息通過(guò)CAN通訊傳給人機(jī)界面模塊進(jìn)行顯示，所述位移檢測(cè)模塊對(duì)位移檢測(cè)變換電路進(jìn)行信息的采樣，可以顯示機(jī)械節(jié)運(yùn)行的位移值，以及機(jī)械節(jié)運(yùn)行的狀態(tài)(正?；蚬收?，所述人機(jī)界面模塊上設(shè)有按鍵和顯示模塊，所述電源系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述交流馬達(dá)變頻器控制模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)控制模塊、位移檢測(cè)模塊和人機(jī)界面模塊均采用基于C8051F020CPU的設(shè)計(jì)而成，各CPU之間采用CAN總線(xiàn)的方式互通互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電源系統(tǒng)為開(kāi)關(guān)電源模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，還包括DC濾波耦合板，所述DC濾波耦合板通過(guò)連接在開(kāi)關(guān)電源模塊兩端對(duì)系統(tǒng)其進(jìn)行濾波降噪處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，還包括霍爾開(kāi)關(guān)與PTlOO溫度傳感器，所述交流馬達(dá)變頻器通過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)與PT100溫度傳感器控制馬達(dá)的運(yùn)行速度并實(shí)時(shí)記錄溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊為IXD顯示器，所述IXD顯示器通過(guò)PLC模塊與微機(jī)控制系統(tǒng)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述位移檢測(cè)模塊包括兩個(gè)磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器，所述磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器主要由測(cè)桿、電子倉(cāng)和套在測(cè)桿上的非接觸的磁環(huán)組成，測(cè)桿內(nèi)裝有磁致伸縮線(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的FET機(jī)械節(jié)功能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁閥為15只。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104460658SQ201410649297
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】張全柱, 趙立永, 鄧永紅 申請(qǐng)人:華北科技學(xué)院