海底静力触探平台的测控系统设计与实现.pptx

1、海底静力触探平台的测控系统设计与实现目录1背景与现状2系统实现3系统调试4总结与展望背景与现状l 课题背景2341珠港澳跨海大桥海上石油平台海底管道背景与现状l 课题发展2341辉固Seacalf范登堡ROSON-100Geomil Manta-200背景与现状2341国家海洋局第一海洋研究所 “海盛”9工作平台中国海洋大学机械式静力触探装备l 课题发展系统实现l 场景模拟342装备效果图系统实现l 原理框图342测控系统原理框图p 水下贯入设备p 人机交互界面p 甲板数据采集单元系统实现l 装备概念342水下贯入单元结构图p 液压站动力机构p 机械手控制机构p 动滑轮运动机构p 传感器组p

2、相关外设系统实现l 水下贯入单元硬件方案342p 电源模块p 通信单元p 采样单元p 电磁阀驱动组p 外设单元系统实现l 水下贯入单元硬件方案342WD40-24S24M1LM2576HV-12max485sp3232电源管理通信电路系统实现l 水下贯入单元硬件方案342电流采样电压采样系统实现l 水下贯入单元硬件方案342开关量检测电磁阀驱动 及外设开关控制系统实现l 甲板数据采集单元硬件方案342p 电源模块p 通信单元p 信号调理p 高精度模数转换p CPT传感器系统实现l 甲板数据采集单元硬件方案342基准电压源系统实现l 甲板数据采集单元硬件方案342信号调理系统实现l 甲板数据采集

3、单元硬件方案342高精度ADC系统实现l 水下贯入单元软件方案342p 外设控制p CPT探杆贯入、取出p 取样管贯入、取出p 设备状态监测p 数据处理系统实现l 水下贯入单元软件方案342p 初始化参数自动贯入p 设置目标深度p 控制机械手和油缸p 判断油缸位置 计算已运动参数p 完成贯入，存储参数系统实现l 水下贯入单元软件方案342系统实现l 甲板数据采集单元软件方案342p 外设控制p 数据处理p 数据传输系统实现l 甲板数据采集单元软件方案342ADC初始化SD卡初始化系统实现l 传感器参数342锥尖阻力锥尖阻力侧壁摩擦力侧壁摩擦力孔隙水压力孔隙水压力倾角倾角X倾角倾角YLoad（k

4、N）Load（kN）Out(mV）Load（kN）Load（kN）OutputLoad（kN）Load（kN）Out(mV）Angle()Out(mV）Angle()Out(mV）0.00.00.00.00.00.00.00.00.0-202554-20250510108631.50.185520.2848-152620-152574202017253.00.2175140.41704-102695-102646303025874.50.3262460.62560-52769-52716404034486.00.4348280.834120284302793505043087.50.54366

5、101.042625291952870606051669.00.65235121.251131029921029427070602510.50.76101141.459591530651530168080688212.00.86966161.66805203136203090系统实现l 传感器参数342锥尖阻力侧壁摩擦力孔隙水压力y=85.94*x+6.23y=8709.5*x+1.72y=4229.5*x+16.36系统实现l 传感器参数342倾角Xy=14.69*x+2843.7倾角Yy=14.71*x+2794.7系统实现l 相关数据意义342数据解析传感器数据设备数据原始数据1：油缸位

6、移、油缸压力2：110V电池电压、24V电池电压3：倾角X、倾角Y4：CPT探头贯入深度、取样管贯入深度1：锥尖阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力2：探头倾角X、探头倾角Y系统实现l 人机交互界面342控制界面图表显示界面系统调试l 电路性能测试43水下贯入电路功耗测试系统调试l 电路性能测试43甲板数据采集电路空载功耗测试系统调试l 样品展示43甲板数据采集盒内部水下贯入电路舱体系统调试l 样品展示43水下贯入设备甲板数据采集盒三视图系统调试l 近海调试43实验船甲板照入水照系统调试l 近海调试43海试人机界面数据反馈系统调试l PC端数据存储43文件目录传感器数据记录操作记录总结与展望l 课题总结41234土体分层、分类及各深度的土壤性质水下贯入系统：探杆贯入机械手控制设备状态采集指令分析与数据融合实验室、车间、近海：稳定性、可靠性持续性、有效性 甲板数据采集系统数据拆包与分析数据发送与存储总结与展望l 展望4静力触探探头无缆、数字式贯入、数采系统集成底层直接处理设备数据和传感器数据通信方式人机交互界面人机交互界面优化、合理的数据库系统以太网方式通信感谢聆听请各位老师批评指正！