煤矿钻机性能检测系统的设计与实现

论文摘要

随着工业的发展,人类对能源的需求不断增加,我国在能源上很大程度依赖于煤矿,煤矿生产设备的性能与安全成为日益重要的话题。当前我国多数地区在煤矿钻机性能检测方面的计算机自动化应用还非常有限。在进行检测时,需要多名技术工人同时抄写不同的传感器采集到的数据,这样做不但费时费力,而且容易出现差错,更不利于后期的数据处理与分析。本课题正是针对上述问题提出的。煤矿钻机性能检测系统由重庆工程职业技术学院与飞尔达机械有限公司合作完成。该系统采用.NET平台开发,通过合理地使用多线程技术,使得该系统可以实时采集全部所需的煤矿钻机性能数据,并且在屏幕上实时显示采集数据的变化情况,技术人员可以将采集到的数据记录到数据库或者生成检测报表打印出来,极大地提高了煤矿钻机性能测试的准确度和工作效率,为煤矿钻机性能分析提供了良好的数据支撑。该系统可以由用户自定义管理权限,设置通信接口以及设备报警点、偏移量以及检测报表的表头,还可以生成钻机性能曲线。该系统已经在重庆煤矿设计院和部分钻机生产企业正式使用,运行情况良好,提高了钻机性能测试的准确度和工作效率,具有可观的经济效益和良好的社会效益。本文主要完成了以下工作:①剖析了.NET环境下的多线程及组件开发技术,特别是多线程的同步技术。②分析了现在人工钻机性能检测过程中存在的弊端,针对这些弊端提出开发钻机性能检测软件的需求,并对需求进行了合理的分析。③根据对项目需求进行的分析,完成了钻机性能检测系统的设计。包括系统的硬件架构、软件结构以及各个功能模块的设计。④完成了煤矿钻机性能检测系统的实现,硬件系统包括设备的选择、上位机的实现、通信链路的连接等方面;软件系统的实现,包括串行数据通信的实现、多线程的同步、报表的实现、数据曲线的绘制等,并对系统的运行效果进行了评估。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要问题及所做工作
• 1.4 本章小结
• 2 .NET环境下的多线程及组件技术
• 2.1 程序开发的多任务机制
• 2.2 .NET对多线程的支持
• 2.3 .NET环境下的组件开发
• 2.4 本章小结
• 3 煤矿钻机性能检测系统的分析与设计
• 3.1 系统分析
• 3.1.1 需求背景
• 3.1.2 系统的设计原则
• 3.1.3 系统的基本功能
• 3.2 系统结构
• 3.2.1 系统的硬件架构
• 3.2.2 系统的软件结构
• 3.3 系统设计
• 3.3.1 权限管理模块设计
• 3.3.2 钻机检测模块设计
• 3.3.3 系统配置模块设计
• 3.3.4 非功能需求设计
• 3.4 本章小结
• 4 煤矿钻机性能检测系统的实现
• 4.1 通信接口的实现
• 4.1.1 RS-232-C接口
• 4.1.2 RS-485接口
• 4.1.3 煤矿钻机性能检测系统所使用的接口
• 4.1.4 煤矿钻机性能检测设备
• 4.2 串行数据通信的实现
• 4.2.1 .NET下的串口通信类
• 4.2.2 HSDZC电能测试仪数据采集实现
• 4.2.3 JW2A扭矩仪数据采集实现
• 4.2.4 HC100数据采集实现
• 4.2.5 LU902MR数据采集实现
• 4.3 多线程并发执行的实现
• 4.3.1 创建线程
• 4.3.2 多线程组件中对线程状态的控制
• 4.3.3 线程同步问题解决方案
• 4.3.4 煤矿钻机性能检测系统的多线程调度
• 4.4 其它功能的实现
• 4.4.1 记录及保存数据
• 4.4.2 数据报表
• 4.4.3 生成数据曲线
• 4.4.4 查询历史数据
• 4.4.5 报警点和偏移量设置
• 4.4.6 通信接口设置
• 4.5 系统运行效果分析
• 4.6 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目