[發明專利]一種基于CAN總線設計的FET機械節功能測試系統

在審

• 申請號: 201410649297.4
• 申請日: 2014-11-15
• 公開（公告）號: CN104460658A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張全柱;趙立永;鄧永紅
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明尤其涉及到一種基于CAN總線設計的FET機械節功能測試系統。

背景技術

海洋石油鉆井平臺要對海底石油進行探測取樣，所用的探測器是一個長達數十米的管型探測裝置，即地層測試評價儀(Formation?Evaluation?Tool)。在探測裝置中裝有油泵、吸油咀、取樣筒、單向電磁閥等機械執行機構，以及電機馬達及其驅動器、電磁閥及其控制器、供電電源、傳感器、信號變換器等多種電氣部件，分為上電節、機械節、下電節三個部分組成。其中機械節是石油探測器的關鍵性部件，在該部件中包括三相交流電機馬達、多個電磁閥、位移傳感器等電氣部件，由該部件來完成對井下石油的抽取樣。機械節部件及其內置各電氣部件運行的可靠性是非常重要的，它的良好運行是確保石油探測器裝置正常運行的重要保證。石油勘測的實際現場迫切需要研制出一種針對機械節部件的功能測試系統，它能夠方便、快捷地對石油探測器的關鍵部件—機械節進行檢測試驗，檢測出機械節運行的狀態，檢測出機械節內部各執行部件或機構運行的狀態，給出相應的運行狀態和關鍵技術參數的指示。本系統是基于這樣的實際應用背景和需求而進行立項開發的，可以對機械節的檢修與維護提供便利，提高實際現場的檢修作業效率，延長設備的使用壽命，降低企業的生產成本；同時作為一個滿足現場作業要求，非常實用的功能檢測系統，可望在全行業范圍內推廣應用，有比較看好的市場前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠方便、快捷地對石油探測器的關鍵部件—機械節進行檢測試驗，檢測出機械節運行的狀態，檢測出機械節內部各執行部件或機構運行的狀態，給出相應的運行狀態和關鍵技術參數的指示，即一種基于CAN總線設計的FET機械節功能測試系統。

為解決上述技術問題，本發明一種基于CAN總線設計的FET機械節功能測試系統，包括微機控制系統、交流馬達變頻器、電磁閥驅動器、位移檢測變換電路、按鍵、顯示模塊和電源系統，所述微機控制系統由交流馬達變頻器控制模塊、電磁閥驅動控制模塊、位移檢測模塊和人機界面模塊組成，各模塊之間采用CAN總線聯系在一起，所述交流馬達變頻器控制模塊通過人機界面以CAN通訊的形式控制交流馬達變頻器的啟動/停止，同時檢測交流馬達變頻器及馬達電機的運行狀態，并將參數，如電壓，電流，溫度，轉速，及故障信息通過CAN通訊傳給人機界面模塊進行顯示，所述電磁閥驅動控制模塊通過CAN指令控制電磁閥的開通/關斷，并將電磁閥狀態信息通過CAN通訊傳給人機界面模塊進行顯示，所述位移檢測模塊對位移檢測變換電路進行信息的采樣，可以顯示機械節運行的位移值，以及機械節運行的狀態(正常或故障)，所述人機界面模塊上設有按鍵和顯示模塊，所述電源系統提供系統所需的各種工作電源。

進一步的，所述交流馬達變頻器控制模塊、電磁閥驅動控制模塊、位移檢測模塊和人機界面模塊均采用基于C8051F020CPU的設計而成，各CPU之間采用CAN總線的方式互通互聯與數據共享，檢測、控制、顯示的實時性好，可靠性高。

優選的，所述電源系統為開關電源模塊。

進一步的，還包括DC濾波耦合板，所述DC濾波耦合板通過連接在開關電源模塊兩端對系統其進行濾波降噪處理。

進一步的，還包括霍爾開關與PT100溫度傳感器，所述交流馬達變頻器通過霍爾開關與PT100溫度傳感器控制馬達的運行速度并實時記錄溫度。

優選的，所述顯示模塊為LCD顯示器，所述LCD顯示器通過PLC模塊與微機控制系統相連。

優選的，所述位移檢測模塊包括兩個磁致伸縮線性位移傳感器，所述磁致伸縮線性位移傳感器主要由測桿、電子倉和套在測桿上的非接觸的磁環組成，測桿內裝有磁致伸縮線(波導絲)。工作時，由電子倉內的電子電路產生一起始脈沖，此起始脈沖在波導絲中傳輸時，同時產生了一沿波導絲方向前進的旋轉磁場。當這個磁場與磁環中的永久磁場相遇時，產生磁致伸縮效應，使波導絲發生扭動，產生扭動脈沖(或稱“返回”脈沖)。這一扭動脈沖被安裝在電子倉內的拾取機構所感知并轉換成相應的電流脈沖，通過電子電路計算出兩脈沖起始和返回之間的時間差，即可精確測出被測的位置和位移。

優選的，所述電磁閥為15只。