研讨钻井基于嵌入式和现场总线技术钻井模拟器分布式制约系统

论文导读：
摘要：石油工业是一种技术密集型行业，钻井作业是石油工业拿储量、上产能的重要手段之一。由于石油钻井生产条件的限制和井下情况的复杂性，使石油钻井生产有着极大的风险。为了获得更好生产效率和经济效益，减少人为事故的发生，对钻井现场操作人员和工程技术人员的技术技能培训就显得十分重要。而对钻井关键岗位，比如司钻、队长等的技术技能培训更是所有培训中的重中之重。钻井模拟器是为了培训考核钻井司钻及钻井工程技术人员而产生的。传统的培训考核策略主要依赖于现场操作，这往往会以一口或几口井停产的代价来进行。由于无法正常、连续地进行钻井生产，造成人力、物力、财力和设备的浪费。特别是在培训考核期间，由于操作者操作技术水平的差别，环境气氛、对设备的熟悉程度等因素的影响，操作者容易紧张出现操作不当和误操作，发生地面和井下事故，造成极大的经济损失。由此，在现场培训考核既不经济，也难以保证人身和设备的安全。而通过仿真系统对钻井工人进行技能培训，不受客观条件限制，且极大的降低了误操作带来的风险，由此模拟系统首先要在操作机构上和室外设备相同，不过在操作机构的内部，要设计一套分布式制约系统，对学员的各项操作进行数据采集和浅析，最终在流程上模拟出室外的实际操作效果。本论文在上面陈述的探讨背景下首先对目前嵌入式系统各类型处理器的性能和适用范围进行比较，对目前常用的现场总线通信技术进行比较，在此基础上设计了一种采取嵌入式处理器和现场总线技术的分布式制约系统案例，并最终实现并运用到钻井模拟器系统中，并通过在软硬件开发中采取特殊措施，实现了对系统知识产权的保护。关键词：钻井论文模拟器论文嵌入式论文现场总线论文
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ABSTRACT5-10
第一章 绪论10-15

1.1 探讨目的及作用10-11

1.2 国内外探讨近况11-12

1.3 本论文探讨内容12-13

1.4 本论文的内容安排13-15

第二章 分布式制约系统技术概述15-21

2.1 分布式制约系统结构15-17

2.

1.1 集中操作管理单元16

2.

1.2 分散制约单元16

2.

1.3 通信网络16-17

2.2 分布式制约系统主要功能17-19

2.1 采集输入17

2.2 制约输出17-18

2.3 数据计算处理18

2.4 通信功能18

2.5 系统自诊断功能18-19

2.3 分布式制约系统优越性19

2.4 分布式制约系统技术指标19-20

2.4.1 制约系统的评价19-20

2.4.2 通信网络的评价20

2.5 本章小结20-21

第三章 基于 ARM 的制约系统硬件设计21-38

3.1 制约系统总体设计21-22

3.2 集中操作管理单元硬件设计22-33

3.

2.1 处理器最小系统设计23-27

3.

2.2 脉冲信号输入输出电路设计27-28

3.

2.3 模拟量输入输出电路设计28-33

3.

2.4 人机接口电路设计33

3.3 分散制约单元硬件设计33-36

3.1 开关量信号输入电路设计34-35

3.2 开关量信号输出电路设计35-36

3.4 本章小结36-38

第四章 基于 CAN 总线的通信网络设计38-48

4.1 制约网络技术近况及选型38-40

4.2 CAN 总线技术特点40-41

4.3 CAN 总线通信模型41-42

4.4 通信模块硬件电路设计42-43

4.5 通信模块软件设计43-47

4.6 本章小结47-48

第五章 制约系统软件设计48-73

5.1 系统软件开发环境概述48-53

5.

1.1 ARM 处理器开发工具 ADS48-52

5.

1.2 单片机开发工具 KEIL52-53

5.2 ARM 处理器 bootloader 程序设计53-60
5.

2.1 Bootloader 程序概述53-54

5.

2.2 LPC2294 编址空间和存储器映射54-57

5.

2.3 Bootloader 启动历程浅析57-60

5.3 uC/OS 操作系统在 ARM 处理器移植60-69
5.

3.1 OS_CPU.H 文件修改61-62

5.

3.2 OS_CPU.C 文件修改62-63

5.3.3 OS_CPU_A.S 文件修改63-6论文导读：RTOS51操作系统在单片机移植69-725.5本章小结72-73第六章系统性能测试73-776.1系统可靠性保障736.2系统可测试性设计73-746.3系统可维护性设计74-756.4系统安全性保障756.5系统测试案例75-77第七章结语77-797.1探讨工作小结777.2今后的探讨方向77-79致谢79-80参考文献80-82攻读硕士期间取得的成果82-83
9

5.4 Small RTOS51 操作系统在单片机移植69-72

5.5 本章小结72-73

第六章 系统性能测试73-77

6.1 系统可靠性保障73

6.2 系统可测试性设计73-74

6.3 系统可维护性设计74-75

6.4 系统安全性保障75

6.5 系统测试案例75-77

第七章 结语77-79

7.1 探讨工作小结77

7.2 今后的探讨方向77-79

致谢79-80
参考文献80-82
攻读硕士期间取得的成果82-83