基于單片機(jī)的鉆井多參數(shù)儀表的研究.pdf

1、為了準(zhǔn)確的了解鉆井過(guò)程中的情況，需要測(cè)量?jī)x表不斷地對(duì)鉆井過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和判斷分析，以便做出決策，安全高效的完成鉆井任務(wù)。 以ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)思路，通過(guò)擴(kuò)展外圍信號(hào)調(diào)理、采集模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，鍵盤(pán)、顯示模塊，串口通訊模塊以及軟件模塊等，研制了一套鉆井儀表測(cè)試系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)鉆井參數(shù)模擬量、數(shù)字量的采集測(cè)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，測(cè)量結(jié)果的自動(dòng)處理，以及參數(shù)的輸出顯示和存儲(chǔ)傳輸?shù)裙δ堋?

2、 各種傳感器將鉆井參數(shù)轉(zhuǎn)換成電流、電壓或數(shù)字脈沖信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后都由模擬開(kāi)關(guān)控制選擇通道，逐路地輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器或者計(jì)數(shù)器。電壓、電流等模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器要求的標(biāo)準(zhǔn)-5～+5V范圍內(nèi)的電壓信號(hào)。軟件部分設(shè)計(jì)了零漂校準(zhǔn)和數(shù)字濾波處理程序，有效地去除了隨機(jī)干擾和傳感器不穩(wěn)定引起的失真。 脈沖信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理，輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。其中，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速、泵沖次等傳感器輸出的強(qiáng)度較弱的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路轉(zhuǎn)換成符合

3、單片機(jī)采樣的頻率信號(hào)，再經(jīng)濾波進(jìn)入計(jì)數(shù)器。針對(duì)大鉤高度和速度測(cè)量中旋轉(zhuǎn)編碼器隨鉆機(jī)抖動(dòng)造成的測(cè)量誤差，設(shè)計(jì)了硬件去抖動(dòng)電路，有效防止了脈沖的誤計(jì)數(shù)；軟件上采用等精度測(cè)量法(同步計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)法)，測(cè)量過(guò)程中計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)同步開(kāi)始，達(dá)到較高的測(cè)量精度。 對(duì)測(cè)量所得的參數(shù)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)處理，剔除異常點(diǎn)，消除趨勢(shì)項(xiàng)，減小了現(xiàn)場(chǎng)干擾產(chǎn)生的誤差。此外，還采用了看門(mén)狗芯片X5045，使儀表具有掉電保護(hù)功能，設(shè)計(jì)了異常情況報(bào)警電路。采用RS-232C串行