深海液壓飛頭測試系統(tǒng)主控站設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著地球陸地資源慢慢匱乏、世界各國對能源需求的不斷增強，人們逐漸把目光轉(zhuǎn)移到物產(chǎn)豐富的海洋上。海洋中擁有極其豐富的資源，使得世界各國爭相開始了海洋資源的勘探和開發(fā)。海洋中開采石油資源的方式不同于陸地開采系統(tǒng)，目前電控和液控兩者結(jié)合設(shè)計的系統(tǒng)更受到各方普遍關(guān)注。一般而言，該系統(tǒng)包括地面主控站、液壓系統(tǒng)和水下設(shè)施，液壓系統(tǒng)通過液壓飛頭控制著液壓油的通斷，進而管理水下設(shè)施工作。地面主控站負責(zé)提供人機交互界面和邏輯控制。本文利用電力載波傳輸、傳

2、感器數(shù)據(jù)采集、誤碼率校驗、長距離實時傳輸控制和UI人機交互界面等技術(shù)設(shè)計了一套深海液壓飛頭測試系統(tǒng)主控站，旨在為該測試系統(tǒng)提供電力供應(yīng)、邏輯控制以及數(shù)據(jù)采集等電控技術(shù)。
　　本文采用了近端電力柜、遠端電力柜和PC端監(jiān)控界面于一體的主控站設(shè)計方案。該主控站能夠采集和傳輸電壓值、電流值和液壓值；控制500VAC和電磁閥通斷；實時進行誤碼率測試；設(shè)計PC端監(jiān)控上位機。
　　本文主要完成的工作是：測試系統(tǒng)主控站外圍模塊硬件設(shè)計、近端

3、電力柜硬件和軟件設(shè)計、遠端電力柜硬件和軟件設(shè)計、上位機監(jiān)控軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試。
　　測試系統(tǒng)主控站硬件有不間斷電源（UPS）、Vicor電源模塊V300C24E150BG3、電力載波模塊KQ130485F、壓力、電壓和電流傳感器、AC220V轉(zhuǎn)AC500V升壓器和AC500V轉(zhuǎn)AC220V降壓器。
　　近端電力柜硬件平臺以STM32為中央處理器，近端電力柜系統(tǒng)軟件負責(zé)與上位機監(jiān)控軟件以及遠端電力柜通訊。
　　遠端電力柜

4、硬件平臺以2塊STM32為中央處理器，由于遠端掛載的傳感器較多，需要AD轉(zhuǎn)換接口就相應(yīng)較多，因此需要2塊處理器并行處理傳感器數(shù)據(jù)。遠端電力柜系統(tǒng)軟件設(shè)計主要負責(zé)完成傳感器數(shù)據(jù)采集、按照控制命令發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)和控制繼電器動作。
　　上位機監(jiān)控軟件實現(xiàn)傳感器數(shù)值的顯示、500VAC控制、電磁閥的控制以及實時誤碼率測試。
　　系統(tǒng)調(diào)試部分首先對近端電力柜系統(tǒng)、遠端電力柜系統(tǒng)和上位機監(jiān)控軟件進行單獨軟硬件調(diào)試，然后在實驗室環(huán)境中進行