钻机起升实验台测控系统设计硕士论文

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文钻机起升实验台测控系统设计姓名：王俊姬申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：高学仕20100401摘要教育事业飞速发展，高校越来越重视教学实验设备的研发，各种辅助教学实验设备的作用越来越明显。高等教学设备是培养学生实践能力和创新精神必不可少的教育资源，目前得到广泛的应用。机电学院机械馆大实验室现有一台钻机起升实验台，它是学生实验课的操作系统。该实验台机械系统可以正常使用，但其设计时间较早，导致很多仪器设备过于陈旧，传感器已全部损坏，学生已经不能进行钻机起升实验。为充分利用现有的仪器设备，

2、并充分发挥其功能，本文对钻机起升实验台重新进行设计，编写了用计算机控制、测量的可视化测控软件。本文依据模块化设计思想，把钻机起升实验台测控系统设计分为硬件系统设计和软件系统设计两部分。在硬件部分，设计并选择了转矩转速传感器、拉压力传感器和测速电机的型号以及应变片的测量方式；设计调理电路；采用盘式刹车取代带式刹车；采用交流变频电驱动；在软件部分，采用LabVIEW编程语言，选择数据采集卡，将实验台与计算机连接，设计接口连线，将传感器测量得到的数据传输到计算机中进行显示、存储，并对数据进行处理，最后在计算机上以图形或曲线等形式

3、给出直观的数据处理结果。简单进行基于微分方程的钻机起升系统动载特性分析。此实验台可以进行石油钻机课程中绞车起升动力学及运动学教学实验，此外还可进行新型刹车机构——盘式刹车的实验研究，液力变矩器传动对绞车性能影响的实验研究以及动载荷对井架的影响等的研究。关键词：起升系统，测试系统，变频调速，数据采集，动力学DesignofTestandControlSystemforDrillingRigHoistingLaboratorialPlatformWangJunji(Mechanical-electronicEngineerin

4、g)DirectedbyProf．GaoXueshiAbstractWiththerapiddevelopmentofeducation,collegesanduniversitiespaymoreandmoreattentiontoresearchanddevelopmentaboutteachinglaboratoryequipment．Variouskindsoflaboratoryequipmentbecomeincreasinglyevident．AdvancedTeachingEquipmentcultivat

5、epracticalabilityandspiritofinnovationofstudents．Nowwehaveadrillingrighoistinglaboratorialplatform，whichisexperimentaloperatingsystemforstudents．ItsmechanicalsystemsCanbecorrectlyused，butpartofitistooold，andsensorshavebeendamaged．StudentsCan’tdotheexperimentanymor

6、e．Inthispaper,Iredesignthedrillingrighoistinglaboratorialplatform，andwritecontrolsoftwareinordertomakefulluseofexistingequipment．nedrillingrighoistinglaboratorialplatformisdividedintohardwaresystemandsoftwaresystembasedonmodulardesign．Inthehardware，Iselectthetypeo

7、ftorquespeedsensorandpullpressuresensor,designthepasteofstraingauges，usedisctypebrakereplacedwitllbrake，anduseACfrequencyconversionelectricdrive．Inthesoftware，Iconnectthecomputer埘ththeplatformbyLabVIEWandDAQCard．Dataobtainedbysensorsistransportedtocomputersusedfor

8、processing．TheplatformCanbeusedforteachingexperimentaboutresearchonwinchhoistingdynamicsandkinematic，disctypebrakefunction，torqueconvertertransmissionon