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关键词： 测井   数据传输   光纤链路   CAN总线   硬件设计   测试过程  

摘要： 测井信息传输系统是油气田测井系统的重要组成部分,它不仅能够将井下的实时监测信息传送到地面,也可以向井下发送地面控制命令。因而测井传输系统的速率对测井生产的工作效率有着至关重要的影响。高速测井传输系统中,较高的数据传输速率可以支持系统挂接更多的测井仪器,在预估油气资源、提高油井生产效率和降低生产成本等方面都具有重要价值。 因此,新型可靠的测井传输系统是测井领域的重要研究课题之一,只有充分了解油井内部的各项状况后,才能更好的为油气生产服务。目前,基于光纤链路的高速测井传输系统在国外已有应用,国内正逐步开展实用化研究。因而,本论文以高速测井传输系统研发为选题,开展测井光纤链路与接口的设计与开发工作。 本文首先介绍了常见的几种测井传输方式和应用背景,分析了各自的特点和不足之处。然后结合实际测井应用需求,充分考虑到通信速率和误码率性能,完成了基于光纤链路的高速传输系统设计。根据该设计方案,利用Altium Designer6.9设计和制作了光收发模块、USB转串口适配器接口、井下CAN总线模块等。对于设计的光收发模块,考虑到要将其安放到钻井棒狭小的内部空间中,因而收发部分的电路设计在同一块PCB板上,以做到布局结构的紧凑性。同时,作为串行光纤链路与计算机(尤其是没有预置串口的情况)的接口,设计的USB转串口适配器使得两者的连接更为灵活和方便。在将光收发模块和USB转串口适配器连接后,搭建起了测井信息的光纤传输链路,在高温环境下(110℃)进行了测试,传输速率达到115.2kbit/s。对于井下仪器CAN总线,考虑到其工作的稳定性和可靠性,采用了内置CAN控制器的C8051F04x系列芯片,完成了井下CAN总线和外围电路的硬件设计。然后,利用Labview2010设计了简洁的上位机操控界面,该界面包含数据采集部分和导向控制部分。最后搭建了高速测井光纤链路传输系统的实验测试平台,通过软、硬件部分的操作设置验证了链路及系统的可行性。 论文最后总结了高速光纤测井链路传输及接口的设计过程与实施结果,展望了当前测井通信技术的发展方向和趋势,提出了下一步研究需完成的工作事项。

关键词： 保护原理   硬件设计   数字式高压线路保护  

摘要： 数字式高压线路保护作为电力系统中输电线路的保护设备,是保证电力输电线路安全的重要关口设备。该文主要论述了这种基于数字化理论的高压线路保护设备的原理和硬件方面的设计,图文并茂的介绍了它的保护逻辑及实现条件。

关键词： 气田开采   数椐采集系统   监控系统   硬件设计   软件开发  

摘要： 近年来，随着勘探开发的不断深入和技术水平的提高，青海柴达木盆地的天然气储量有了较大的发展，已经具备建设100×108Nm3/a天然气的生产规模。经过多年的发展，涩北气田已经建成了涩北一号、涩北二号和台南三大气田，共计15个集气站、632口天然气井以及7条输气管道。为了保证气田及所属输气管道的安全、平稳、经济运行，需要建设一套整体的自动化控制系统。涩北气田自动化控制系统采用SCADA系统，即数据采集与监控系统，它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，对现场的运行设备进行监视和控制，实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。SCADA系统结构按三层模式规划，由监视中心、区域控制中心、站控系统组成。监视中心完成对气田及所属输气管道的集中调度管理。区域控制中心完成对本气田及所属输气管道的集中管理。站控系统完成对场站内部的管理控制。通过建设整套的SCADA系统，最终可以实现对整个气田的生产控制管理。　　本人针对涩北气田的具体工艺流程，介绍了整体SCADA系统的设计要求、架构设计、设备选型、功能开发，并具体对井口控制系统设计、站控系统设计、上位机HMI软件设计部分进行了详细的描述。　　在井口控制系统设计部分，首先介绍了涩北气田井口的特点。涩北气田共计15个集气站，每个集气站管辖30-60口井不等，其特点是对每个集气站来说井口数量大，但井口需要采集的参数仅仅包括:井口油管压力、井口套管压力、井口温度，相对来说工艺简单、采集数据简单。根据其特点设计了采用高性价比设备，即采用北京龙鼎源科技有限公司拥有自主知识产权的DRAC-100型RTU作为井口控制系统的控制器。之后重点介绍了DRAC-100控制器的性能、特点、硬件配置等等，介绍了太阳能供电系统的组成以及特点。再之后，介绍了基于DRAC-100的井口控制系统详细设计，其中包括硬件设计即对所供硬件设备进行设计集成，具体包括:机柜布置设计，最后形成机柜布置图;接线端子布置设计，最后形成接线图;通讯设计，最后采用数传电台使用MODBUS协议进行集气站到井口的数据通讯。　　在站控系统设计部分，首先介绍了涩北气田集气站站场工艺流程及测控参数、测控要求。结合工艺以及生产要求，站控系统主要是用于采集现场信号，如压力、温度、液位、流量等，并对现场阀门进行控制，部分设备需要做连锁控制，包括:阀门的控制逻辑、进站紧急切断阀与压降速率连锁逻辑、紧急关站逻辑、分离器排污阀与液位连锁逻辑、可燃气体报警与轴流风机连锁逻辑，以及需要标准孔板流量计计量程序。根据站控系统的特点，其主要设备应该包括:冗余RTU作为过程控制单元的主控制器、远程IO模块采集现场数据、上位机软件用于实现数据采集、数据库管理、控制指令下发、监测报警与事件、报表、趋势、人机交互等功能，以及其他辅助设备，如控制室机柜及附件、现场防爆接线箱及附件等等。再根据系统性能要求，选择了美国Emerson旗下BB公司的CCRS冗余控制器作为主控制器，选用BB公司的Remote IO模块作为远程IO模块采用采集现场数据，选用美国霍尼韦尔公司的PKS软件作为上位机软件。之后之后介绍了CCRS控制器的特点、性能。再之后重点介绍了站控系统的硬件设计，包括RTU控制柜的设计，形成了RTU机柜设计图、220VAC分配图、24VDC分配图;防爆接线箱的设计，形成了防爆接线箱设计图;服务器机柜设计，形成了服务器机柜布置图。再之后，重点介绍了站控系统测控程序的开发环境0PENBSI软件，以及使用0PENBSI开发环境对站控系统的测控程序进行具体的设计，包括数据采集程序、数据转换程序、阀门控制程序、排污阀与液位连锁程序、加热炉间可燃气体报警与轴流风机连锁程序、放空火炬点火程序、孔板流量计流量计算程序、超声波流量计温压补偿计算程序、流量累计程序、与上位机PKS通讯程序。　　在上位机HMI软件设计部分，首先重点介绍了美国霍尼韦尔公司的PKS软件，以及PKS软件作为上位机HMI的开发环境所具有的特点，包括:基于Microsoft公司Windows操作系统的服务器，利用高速动态缓存区采集实时数据，提供报警、显示操作、历史数据采集、报表报告等服务功能;HMIWeb技术基于开放的工业标准的html文件格式和Web浏览器的访问界面，为用户提供一个安全的先进的人机界面;提供300幅标准画面，用户可以对这些画面进行操作，并创建用户自己所需的操作画面;集成的在线文档;集成化的网络;采用基于服务器/客户机的实时数据库结构对多个操作站应用同时提供各种数据等等。之后介绍了如何使用PKS软件完成数据读取、画面绘制、报警、趋势、历史记录储存等功能，包括使用QuickBuilder完成数据采集组态;使用HMI Display Builder完成人机界面绘制;使用Station实现査看事

关键词： 磁浮平面电机   运动控制系统   运动控制器   功率放大器  

摘要： 磁浮平面电机是一种平面运动机构，其动子和定子间采用磁浮支撑，可实现无摩擦磨损的六自由度大行程平面运动。相比于依靠直线电机正交组合驱动的传统平面电机，它具有运动结构简单和运动质量轻等特点，易于实现高速和高加速，利于双台交换并可在真空坏境工作，是高性能光刻机的新型核心驱动部件，并是下一代极紫外光刻机的运动必需部件。因此，开展磁浮平面电机研究，对提升我国的高性能光刻机技术具有重要意义。 本文对磁浮平面电机的运动控制系统硬件进行了设计研究。根据磁浮平面电机运动控制特点与独立线圈控制的解耦特性，提出了基于DSP+FPGA的控制器及功率放大器硬件结构，进行了运动控制器与功率放大器的硬件电路设计。运动控制器硬件设计包括：DSP子系统，FPGA子系统，模拟和数字I/O接口电路，RS-485高速通信电路，高速并行总线接口电路，电源电路等;功率放大器硬件设计包括：放大器接口电路、PWM电路、功率桥电路、输出滤波电路、电流环反馈电路、过载保护电路等。最后通过搭建系统调试平台和环境，对运动控制器和功率放大器进行了完整性和功能性测试。 本文的磁浮电机运动控制系统硬件，具有开放结构，可根据电机驱动线圈数目进行扩充，最大可扩至32轴。经过测试，研制完成的运动控制器和功率放大器，取得良好的驱动性能，其输出PWM开关频率可达10000KHz，最大驱动电流12A，电流分辨率约为5mA，线圈驱动时响应带宽达到4KHz，可以实现高性能的电机驱动。

关键词： 高速公路   收费服务   评价器   硬件设计   软件设计  

摘要： 随着高速公路的迅猛发展，高速公路对缓解公路交通和经济发展的瓶颈起到了不可替代的作用。但是，随着高速公路建设投资主体多元化格局的形成，高速公路“偏于增长，轻于服务”的问题也日益凸显。所以在高速公路的运营管理中，树立“服务”理念，已成为高速公路发展的一项重要任务。高速公路收费服务作为高速公路服务管理的一个重要组成部分，缺乏相关评价体系，所以建立其服务评价体系对于交通运输服务向规范化、程序化、标准化方向发展具有重大意义。 首先从收费服务评价器问题分析和收费服务评价器需求分析入手，阐述了收费服务评价器存在的问题以及其需求状况，进一步指出设计收费服务评价器的原因及意义。 然后重点分析收费服务评价器的硬件设计和软件设计。硬件设计主要包括总体设计和评价器设计。总体设计包括评价器部分、收费站网络系统和路段中心与路段分中心三部分。评价器设计主要阐述了采集主机、采集主机外围电路与接口、评价器的功能和评价数据的采集流程。在评价器软件设计方面，主要分析了软件结构、数据采集与通信和数据库设计。其中软件结构包括设置与管理模块、分机状态监视模块、数据查询模块、数据传输和数据统计与分析;数据采集与通信包括通信协议和数据采集程序;数据库设计主要分析了数据库表明定义原则、数据库表列表和数据表。实现了收费服务评价器的硬件与软件设计。 最后以中原高速平顶山分公司收费运营管理为实例，介绍了收费服务评价器的安装和使用，对收费员的收费服务进行评价和总结。

关键词： 机翼模拟梁   液压系统   控制   软硬件   串行通信  

摘要： 飞机在起飞与巡航阶段机翼产生大变形和微幅振动，容易导致机翼液压管路发生疲劳破坏。工程中需要有相应的疲劳试验平台来考核机翼液压管路，而如果采用真实机翼进行试验，则代价、成本过高。 基于此，课题组设计了一种机翼模拟梁，通过液压系统牵引，实现大幅度提升与微幅振动，模拟真实机翼变形受力情况，以考核液压管路的疲劳特性。本文研究设计的液压控制系统正是在此需求下，设计软硬件，实现液压系统对模拟梁运动过程的控制。 论文首先结合工程需要，设计了系统的总体方案,明确了系统的功能和结构组成。系统的主要组成从软硬件设计的角度进行划分，并重点考虑了系统硬件部分的功能和性能要求以及软件部分的内容及相互间关系。 其次，着重设计了系统的软硬件。硬件主要包括单片机以及单片机与液压阀、激光限位器和相关传感器的电路连接关系。软件部分主要分为单片机控制程序和上位机控制软件，详细设计了各部分程序流程图，并重点研究与解决了上位机控制软件设计中的串行通信、振动控制和试验过程正态分布等问题。 最后，完成了该液压控制系统的软硬件，为试验平台的可靠运行奠定了基础，并通过现场测试对系统软硬件设计的合理性和可靠性进行了检验。

摘要： 一、系统概述智能流量计硬件系统由AT89S52核心系统、涡轮流量传感器、流量传感器信号处理电路、定量控制电路、报警电路、RS485通信电路、数据存储电路、按键电路、液晶显示电路和电源电路十大模块构成。二、智能流量计硬件设计***89S52核心系统。单片机是智能流量计的核心控制部件,对

关键词： 管状立体织物   开口及引纬模块   牵引模块   控制系统   软件设计   硬件设计  

摘要： 本课题的主要任务是针对我校自主研发的管状立体织物圆织机分析其开口、引纬及牵引机构的运动时序,研究相关的控制策略,并在此基础上,研制开口、引纬及牵引机构的控制系统,包括控制程序设计、硬件系统设计和人机界面设计 本论文首先根据三维圆织法成形的管状立体织物的特殊性,为增加开口控制程序的通用性和适应性,提出了一种新的管状立体织物组织结构的研究方法——基相生成法。基于该方法,利用MATLAB/GUI开发了管状立体织物织造数据的自动生成系统。此外本论文还设计了管状立体织物织造装备控制系统的软件系统、硬件系统和基于触摸屏的交互界面。 论文提出的基相生成法为开口及引纬模块控制程序的设计提供了方便,以此为基础开发的织造数据自动生成系统可以方便、快速、准确地获取织物的织造数据。 论文提出的恒纬密变径管状织物织造控制算法,以RBF神经网络逼近变径管状织物的形状曲线,将该曲线的数据点密化,并在保证纬密恒定的情况下,得到了牵引速度的时变曲线和凸轮转角的时变曲线。 本论文设计的开口、引纬和牵引模块的控制程序、硬件系统和触摸屏交互界面成功实现了管状立体织物织造装备的自动化控制。

关键词： 超短基线定位系统   声学应答器   OMAP-L138   CF卡   FAT32文件系统  

摘要： 本文以超短基线定位系统为背景，研制了具有定位、应答、数据存储等功能的应答器。本文的主要内容是超短基线水声应答器数字电路及应答器数据采集存储系统的硬件和软件设计。 论文阐述了超短基线水声应答器的应用现状，分析了国内外主要产品的特点。对超短基线水声定位系统的原理进行了概述，讨论了水声应答器在定位和检测中所运用到的快速滑动相关、相关峰包络检测等数字信号处理算法。本文设计的水声应答器，可以进行实时的信号检测并发射定位应答信号;数据采集存储系统可以在运行时采集波形数据并以.dat格式保存文件。 本文以TI公司的OMAP-L138芯片为核心的数字处理电路和以TMS320VC5509A芯片为核心的采集存储电路进行硬件设计，阐述了水声应答器系统的软件设计，完成了A/D信号采集、OMAP-L138的EDMA3等相关片上外设驱动、DSP5509控制的CF卡驱动、FAT32文件系统建立等程序的编写。 最后对设计的超短基线水声应答器系统进行了综合测试。完成了信号采集测试、信号检测实时测试、数据采集存储测试等，达到了软硬件设计的指标，实现了应答器需求的功能。

关键词： 经济发展   城市交通   设计交通灯的方案   智能化   硬件设计  

摘要： 随着社会经济的发展,对于基础设施有着大量的投入,同时我国汽车业发展迅速,车辆大量涌进城市,这对城市的交通发展有着非常大的影响,对于涉及居民切身利益的城市交通,政府及企业更是投入了比较大的力度,智能交通灯是一种常见的监测产品,通过其特有的功能为监控城市各交通要道的车辆行驶,同时能够比较好的方便交警的工作,也能够提示十字路口的行人,有了这一层上的保障,就能够推动社会进步和保障居民安全出行,而言具有重大作用。但是在实际应用过程中,智能交通灯由于设计失误、使用年限、维护过慢或者操作不当等因素,发生诸多故障,影响了智能交通灯的正常运行,进而影响了城市交通安全。同时智能交通灯也是涉及我国工业稳定发展,在全球经济发展不景气,工业发展面临残酷的竞争,对此,每一个设计者或者管理者都要时刻注意智能交通灯的实际安全,避免一些小隐患酿成大威胁。