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基于RT-Thread的抽油机电功图测试仪的研制

抽油机电功图是检测抽油机工况的重要手段,本设计中的电功图主要需要两部分数据,一是抽油机悬点的位移,二是抽油机的电功图。本项目采用AB32VG1开发板测量抽油机电功率,并通过WiFi接收位移测量装置测量的悬点位移数据。开发板接收到位移数据,结合自身测量的电功率绘制电功图,并显示于LCD显示器,为抽油机工况分析提供依据。 该装置使用RT-Thread操作系统实现载荷测量装置中功率测量、位移接收、电功图图绘制等多个任务的调度和同步。

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项目简介
抽油机电功图是检测抽油机工况的重要手段,本设计中的电功图主要需要两部分数据,一是抽油机悬点的位移,二是抽油机的电功图。本项目采用AB32VG1开发板测量抽油机电功率,并通过WiFi接收位移测量装置测量的悬点位移数据。开发板接收到位移数据,结合自身测量的电功率绘制电功图,并显示于LCD显示器,为抽油机工况分析提供依据。 该装置使用RT-Thread操作系统实现载荷测量装置中功率测量、位移接收、电功图图绘制等多个任务的调度和同步。
硬件说明

        本项目使用了AB32VG1开发板、3.5寸大彩组态屏、ESP8266型WIFI模块和位移测量装置电路,包括显示模块、通信模块、功率测量模块等部分。

        1、显示模块

         显示模块采用3.5寸大彩组态屏,该组态屏通过串口与开发板通信,该模块使用的开发板的串口1,引脚如下所示:

        UART1_TX——PA4

        UART1_RX——PA3

         串口屏除连接开发板的两个串口引脚外,还连接开发板的GND与+5V电源用以供电。

        2、通信模块

        通信模块采用集成ESP8266的ESP-01S型WiFi模块,该模块使用的开发板的串口2,引脚如下:

        UART2_TX——PB2

        UART2_RX——PB1

        WiFi模块出连接开发板的两个串口引脚外,还连接开发板的GND与3.3V电源用以供电。

        3、功率测量模块

        由于没有电功率表,并且难以实现现场的模拟,该项目使用AD口的转换结果,模拟电功率的采集。该模块使用ADC7,即PE5引脚输入模拟量。该模拟量通过电位器的中间引脚输入。

        4、位移测量模块

        该项目的位移测量模块使用加速度传感器ADXL327测量运动的加速度,再对加速度二次积分计算出位移。该模块未使用申请的开发板,由其他单片机实现,并将位移测量结果通过ESP-12S型WiFi模块传输给开发板。

绘图1.jpg

软件说明

        该项目共建立6个线程,说明如下:

        1、led_thread。该线程使LED以1Hz的频率闪烁,用来指示工作状态。

        2、uart1_thread。该线程建立用来验证串口1通信是否正常,由于本项目没有接收组态屏的发送数据,故没有对组态屏发送数据进行解析。

        3、uart2_thread。当该线程接收到信号量rx2_sem时开始工作,否则一直处于堵塞状态。该线程用来对WiFi接收到的数据进行解析,将接收到的位移信息存入数组。

        4、diagram_measure_thread。该线程用来发送电功图测量指令。该项目中计划每半小时测量一次电功图,故该线程每半小时执行一次,执行时通过WiFi模块向位移测量装置发送开始测量指令。

        5、power_measure_thread。该线程用来测量电功率。当diagram_measure_thread向位移测量装置发送位移测量指令时,也会让该线程开始工作,等时间间隔进行AD采样,并将采样结果作为电功率存入数组。

       6、diagram_draw_thread。该线程用来向组态屏发送数据,绘制电功图,并计算最大功率、最小功率、最大位移,并将数据发送至组态屏,以便显示。

绘图1.jpg

代码地址:https://gitee.com/pan-dawei/program1/tree/master/

演示效果

图1:整体图片

图2:电功图显示图形

图3:ESP8266 WiFi模块

图4:位移测量装置

图5:电位器模拟电功率采集


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