基于CAN总线技术的钻机电控系统的设计与应用.pdf

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1、第43卷第12期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．43No．122016年12月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Dec．2016：72—77基于CAN总线技术的钻机电控系统的设计与应用和国磊，刘晓林，朱芝同，马汉臣，杜盎森，王嘉瑞(中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000)摘要：电控系统作为钻机的操控核心，其安全性和可靠性是钻机正常运行的重要保障。本文提出了基于CAN总线技术的控制系统方案，重点论述了该系统的结构组成及功能设计。通过在SDC2500型全液压钻机上的应用表明，基于C

2、AN总线技术的控制系统具有布线简洁、远程集成控制、故障预警、提高钻机操控安全性等优势。关键词：CAN总线技术；控制器；全液压车载钻机；电控系统中图分类号：P634．31文献标识码：A文章编号：1672—7428(2016)12—0072—06DesignandApplicationofElectronicControlSystemofRigBasedonCANBusTechnology~HEGuo—lei．UUXiao—lin，ZHUZhi—tong，MAHan—chen，DUYao—sen，WANGJia—rui(TheInstituteofExplorat

3、ionTechniques，CAGS，Lang—fangHebei065000，China)Abstract：Theelectriccontrolsystemisthecoreofoperationcontrolforarig，itshighsecurityandreliabilityaretheim—portantguaranteeforthenormaloperation．AschemeofcontrolsystembasedonCANbustechnologyisproposedinthispa—per，thesystemstructureandfunc

4、tiondesignarediscussed．ThroughitsapplicationonSDC2500vehicle-mountedhydrau—lic，itisprovedthatthiscontrolsystembasedonCANbustechnologyhasadvantagesofsimplewiring，remoteintegratedcontrol，faultearlywarningandimproveddrillingrigsafety．Keywords：CANbustechnology；controller；hydraulicvehicl

5、e—mounteddrillingrig；electriccontrolsystem0引言足以下要求。钻机属于野外作业和移动性设备，施工地点大(1)实现远程控制。配置远程操纵盒来控制钻多处于远离城市和工业电网的旷野之中。钻机动力机全部动作，采用总线方式与主控制系统相连接，要输出来源于柴油机，载荷变化幅度大，能耗高，动力求控制可靠。分配复杂，要求采用廉价、节能、维护方便、适用于大(2)具有良好的人机交互性，可实时掌握钻机功率控制及具有一定控制精度的控制技术。由于钻运行状态。HM1人机交互界面提供输入、输出检机控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的测，故障报警

6、，钻机各项参数监控及压力、流量设置，方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN以便实时、便捷地掌握和控制钻机运行情况。总线上述问题便能得到很好地解决。(3)实时油门控制。通过油门电位计以及油门CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接执行器，控制油门开度，实现对柴油机转速的实时控口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，制。可完成对通信数据的成帧处理。由于其高性能、高(4)采集柴油机信号。通过信号采集模块，采可靠性及独特的设计，CAN越来越受到人们的重集柴油机传感器信号，通过CAN总线方式传输给主视，目前被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设控制器并

7、在显示屏上显示。备、工业设备等方面。基于此，提出适用于全液压车(5)实现PWM比例输出，以驱动比例电磁阀。载钻机的CAN总线技术的控制系统。要求传感器、电磁阀与柴油机等无缝对接，并实现复杂逻辑控制、互锁、过程运算等。1钻机电控系统的功能要求(6)适应野外恶劣工况，线路简洁，通信稳定，根据钻机施工特点和控制方式，控制系统须满可维护性好。收稿日期：2016—06—16；修回13期：2016—11—29基金项目：中国地质调查局地质调查项目“冀中平原典型盐碱化地区水文地质调查”(编号：12120113017000)作者简介：和国磊，男，汉族，1984年生，高级工程师，

8、机械设计及其自动化专业，从事钻探设备的