【摘要】：燃?xì)夤艿雷凿佋O(shè)以后,由于各種因素(如老化,腐蝕等)導(dǎo)致燃?xì)庑孤?引發(fā)巨大安全事故。為此,對(duì)服役中的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行檢修顯得尤為重要。在眾多燃?xì)夤艿佬迯?fù)技術(shù)中,翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法(CIPP)修復(fù)技術(shù)相對(duì)其它管道修復(fù)技術(shù)具有更好的流動(dòng)性、更小的破壞性和更短的施工時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)CIPP修復(fù)技術(shù)中一項(xiàng)核心設(shè)備——管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)展深入研究,開(kāi)發(fā)出以工控機(jī)為上位機(jī)、STM32F103ZET為下位機(jī)、基于RS485通信的CIPP管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)。本文主要內(nèi)容如下:(1)CIPP管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。根據(jù)切割機(jī)器人的實(shí)際工作情況及測(cè)控系統(tǒng)的功能需求,在分析現(xiàn)有的測(cè)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,制定管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)總體方案,該方案采用模塊化設(shè)計(jì),模塊之間通信采用RS485集線器統(tǒng)一管理,可極大提高測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)定性。上位機(jī)采用工控機(jī),下位機(jī)采用STM32,均支持C/C++編程,功能可擴(kuò)展性強(qiáng)。(2)CIPP管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分綜合考慮抗干擾、通信穩(wěn)定、布線便捷等方面因素,完成切割機(jī)器人控制柜電路、基于STM32F103ZET核心控制板外圍電路及RS485通信具體方案設(shè)計(jì)。通信采用雙路RS485,將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)采集信號(hào)分離,可大幅提高測(cè)控系統(tǒng)通信效率。采用獨(dú)立供電方式且電源之間采用電源濾波器進(jìn)行隔離,可極大提高管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)魯棒性。(3)CIPP管內(nèi)切割機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。測(cè)控系統(tǒng)軟件包含上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件。上位機(jī)綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、操作便捷、快速響應(yīng)等方面因素,基于Ubuntu17.04系統(tǒng),Qt5.10工具包,實(shí)現(xiàn)整個(gè)切割機(jī)器人的控制流程。下位機(jī)綜合考慮實(shí)時(shí)性、資源有效利用、抗干擾等方面因素,基于μC/OS III實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)周邊傳感器的信號(hào)采集與控制,并引入Taylor級(jí)數(shù)和最小二乘法對(duì)STM32控制步進(jìn)電機(jī)加減速進(jìn)行優(yōu)化,可以將運(yùn)算效率提高4.8倍。(4)CIPP管內(nèi)切割機(jī)器人調(diào)試與實(shí)驗(yàn)研究。完成整個(gè)系統(tǒng)的安裝,在管道中進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試,引入Modbus通信錯(cuò)誤響應(yīng)機(jī)制,可將單位時(shí)間通信準(zhǔn)確率提升至100%。同時(shí)引入Hough變換技術(shù),輔助管內(nèi)切割機(jī)器人對(duì)管口進(jìn)行智能定位,可減少人工定位管口時(shí)間,提高管內(nèi)切割機(jī)器人工作效率。對(duì)管內(nèi)切割機(jī)器人進(jìn)行定位、切割實(shí)驗(yàn),通過(guò)數(shù)據(jù)采集,結(jié)果表明本系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：北京石油化工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG48;TU996.7
【圖文】：

P 修復(fù)技術(shù)在上個(gè)世紀(jì) 90 年代開(kāi)始發(fā)展的，際工程，如 2011 年北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)公司完成燃?xì)夤艿赖男迯?fù)，為 CIPP 技術(shù)應(yīng)用于管道修司創(chuàng)立了適用于我國(guó)國(guó)情的 CIPP 管道修復(fù)eiss 非開(kāi)挖修復(fù)工藝。到現(xiàn)階段為止，我國(guó)的不成體系，同時(shí)不具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，多種工藝氣管道上應(yīng)用 CIPP 技術(shù)，目前在我國(guó)尚處人測(cè)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀人是管道機(jī)器人的一種，通過(guò)管道機(jī)器人，、切割等工作，鑒于國(guó)外對(duì)管內(nèi)切割機(jī)器人乏，故借鑒管道檢測(cè)機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行分漢陽(yáng)大學(xué)研制出一種管道檢測(cè)機(jī)器人，如圖 。該管道機(jī)器人測(cè)控系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計(jì)思

北京石油化工學(xué)院專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文位機(jī)采用 x86 架構(gòu) PC 機(jī)，下位機(jī)分別采用 Atmeg28 采集里程和角度數(shù)據(jù)，機(jī)器人采用有線拖纜式作USB 轉(zhuǎn) RS232 通信。測(cè)控系統(tǒng)通過(guò) PC 機(jī)界面或游動(dòng)，同時(shí)通過(guò)串口采集數(shù)據(jù)并顯示在 PC 機(jī)界面來(lái)西亞大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院研制出一款管道檢測(cè)機(jī)s 的一款管道機(jī)器人，如圖 1-5 所示。其測(cè)控系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計(jì)思想，分為主機(jī)層和從機(jī)層，主從，采用有線拖纜式作為供電方式，數(shù)據(jù)采集和控測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)按鍵發(fā)送指令控制機(jī)器人，時(shí)主機(jī)層采用 B/S 架構(gòu)，采集的數(shù)據(jù)可以在 PC 以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控[32]。

研究出的一款管道檢測(cè)機(jī)器人如圖1-7 所示，其測(cè)控系統(tǒng)如圖 1-8 所示，同樣使用模塊化設(shè)計(jì)思想，將測(cè)控系統(tǒng)分為上位機(jī)控制模塊和下位機(jī)執(zhí)行模塊。上位機(jī)采用 x86 架構(gòu)的 PC 機(jī)，下位機(jī)采用 8位MCU。機(jī)器人采用有線拖纜式作為供電方式，通信方式采用UBS轉(zhuǎn)RS232通信。測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)游戲手柄發(fā)送指令控制機(jī)器人，并使用串口通信采集數(shù)據(jù)同

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2762888