【摘要】：當(dāng)今世界,隨著陸地資源矛盾的日益突出,人類開始將目光投向廣袤的海洋,許多海洋科學(xué)與技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。本文研究的深海中深孔取樣鉆機(jī)屬于大洋鉆探和深海探測(cè)的技術(shù)范疇。深海中深孔鉆機(jī)能較深的勘探深海地質(zhì),為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的研究以及海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有力支撐,目前已成為我國(guó)“大洋一號(hào)”科學(xué)考察船上的常規(guī)裝備之一。本文順應(yīng)目前深海取樣鉆機(jī)智能化與可視性的發(fā)展潮流,研制出一套深海中深孔鉆機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分為水上和水下兩部分:水上系統(tǒng)主要完成對(duì)鉆機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和指令的發(fā)送;水下系統(tǒng)主要完成對(duì)各路數(shù)據(jù)的采集與處理以及對(duì)操作指令的解析與執(zhí)行。實(shí)時(shí)通信通過(guò)光纖動(dòng)力復(fù)合鎧裝纜完成。本文主要完成的工作有:系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、水下監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水上監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試和應(yīng)用。綜合考量現(xiàn)有的技術(shù)條件以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求,本文首先確定系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。然后詳細(xì)介紹了水下監(jiān)控系統(tǒng),包括系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)是以微處理器STM32F103VCT6為核心展開,通過(guò)CAN總線通信將主監(jiān)控系統(tǒng)和外圍擴(kuò)展系統(tǒng)組網(wǎng)。嵌入式軟件設(shè)計(jì)部分則詳細(xì)介紹了系統(tǒng)模塊功能的實(shí)現(xiàn)。接著詳細(xì)介紹水上監(jiān)控系統(tǒng)主要是甲板監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì),采用Visual Studio 2008作為開發(fā)工具,C#作為開發(fā)語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)操作的可視化設(shè)計(jì)。最后,介紹了整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程以及在我國(guó)“大洋一號(hào)”科學(xué)考察船第30航次科考上的成功應(yīng)用和實(shí)踐。本文成功研制出一套基于CAN組網(wǎng)的深海中深孔鉆機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)順利于長(zhǎng)沙礦山研究院完成車間調(diào)試,現(xiàn)已隨深海鉆機(jī)本體在“大洋一號(hào)”科學(xué)考察船上正式使用,并成功于2014年完成“大洋一號(hào)”西南印度洋第30航次大洋科考任務(wù)。
[Abstract]:In today's world, with the increasingly prominent contradiction of land resources, human beings begin to focus on the vast ocean, many marine science and technology have been rapid development. The deep-sea deep-hole sampling rig studied in this paper belongs to the technical category of ocean drilling and deep-sea exploration. Deep-sea deep-sea drilling with deep drilling functions provides a strong support for the research of related fields and the development of marine economy in China, and has become one of the conventional equipment of the "Oceanic No. 1" scientific investigation ship in China. In accordance with the development trend of intelligence and visibility of deep-sea sampling drilling rig, a set of electronic monitoring system for deep-sea and deep-hole drilling rig is developed in this paper. The system is mainly divided into two parts: the water system mainly completes the monitoring of the status of drilling rig and the sending of instructions; the underwater system mainly completes the acquisition and processing of various data and the analysis and execution of operation instructions. Real-time communication is accomplished by fiber-optic power composite armored cable. The main work of this paper is as follows: system design, underwater monitoring system design, water monitoring system design, system debugging and application. Considering the existing technical conditions and system design requirements, this paper first determines the overall design of the system. Then the underwater monitoring system is introduced in detail, including the design of system hardware and system software. The hardware design of the system is based on the microprocessor STM32F103VCT6. The main monitoring system and the peripheral extended system are networked through CAN bus communication. In the part of embedded software design, the realization of system module function is introduced in detail. Then the design of deck monitoring software is introduced in detail, and the visual design of drilling rig operation is realized by using Visual Studio 2008 as the development tool and C # as the development language. Finally, the paper introduces the debugging process of the whole system and its successful application and practice in the 30th voyage of "Yangyang No. 1" scientific research vessel in China. In this paper, a set of electronic monitoring and control system for deep-sea medium-deep hole drilling rig based on CAN network has been successfully developed. The system has been successfully debugged in the workshop of Changsha Institute of Mines, and has now been formally used on board the "Ocean No. 1" scientific investigation ship with the deep-sea drilling rig body. And successfully completed the "Ocean I" 30 th voyage of the southwest Indian Ocean in 2014.
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P742;TP277

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2254629