基于PLC的全液压牙轮钻机智能钻进控制系统研究

论文摘要

随着国民经济的高速发展,矿产资源的开发利用成为我国社会经济发展的重要支柱。凿岩作业作为整个矿山生产中的一环,对矿山生产效率、生产成本和生产安全等有着极其重要的影响。而牙轮钻机作为露天矿山、尤其是大型露天矿山的主要凿岩设备,向自动化、智能化发展有着重要的意义。本文立足于现实需求,顺应未来发展,提出了全液压牙轮钻机智能钻进控制系统研究这一具有前沿性和现实意义的课题。在对牙轮钻机钻进过程进行受力和运动分析的基础上,对钻进控制和各种故障发生的机理进行了解释和分类,为智能控制液压系统识别和处理提供了理论基础;为实现钻进系统的智能控制,设计一个能够调节钻进机构主要参数的控制系统;提出了钻进系统的模块化设计,并在此思想的指导下,将控制系统分成了控制模块和故障诊断模块两部分,极大地降低了设计难度;采用了CANBUS总线技术,实现了各模块与主控制器之间的通讯,为以后功能的扩展预留了空间。以上的综述研究,形成了一个完备的智能钻进控制系统。模块化的设计使其能迅速移植并应用于采用了机电液一体化技术和CANBUS技术的牙轮钻机,更提高了整个系统的工作效率。因此,文章具有一定的理论意义和工程使用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外牙轮钻机的发展现状
• 1.1.1 国外牙轮钻机的发展现状
• 1.1.2 国内牙轮钻机的发展现状
• 1.1.3 牙轮钻机的发展趋势
• 1.2 国内外牙轮钻机智能钻进控制系统的发展现状
• 1.3 课题任务及研究意义
• 1.3.1 课题任务
• 1.3.2 课题意义
• 第二章 全液压牙轮钻机钻进系统分析
• 2.1 全液压牙轮钻机钻进系统的组成
• 2.2 钻进过程中牙轮钻头动力学分析
• 2.2.1 牙轮钻头转速的计算
• 2.2.2 牙轮的纵向振动
• 2.3 本章小结
• 第三章 智能钻进控制系统方案的研究
• 3.1 智能钻进控制系统的工作原理
• 3.2 智能钻进控制系统的组成
• 3.3 钻进控制系统对故障的识别与处理
• 3.3.1 钻孔偏斜故障的识别与处理
• 3.3.2 卡钻故障的识别与处理
• 3.4 本章小结
• 第四章 智能钻进控制系统模块化设计
• 4.1 智能钻进控制系统收发数据设计
• 4.1.1 CAN-BUS 介绍
• 4.1.2 控制系统收发数据的程序设计
• 4.2 智能钻进控制系统控制模块的设计
• 4.2.1 控制模块的硬件设计
• 4.2.2 控制模块的软件设计
• 4.3 智能钻进控制系统故障诊断模块的设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 CAN 智能钻进控制系统的实验研究
• 5.1 实验方案设计
• 5.2 实验内容
• 5.3 钻进系统的处理结果及分析
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的论文