专利名称：一种针对综合录井仪的多功能采集接口系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及综合录井仪的数据采集技术领域，特别是基于CAN总线和无线网络的多功能数据采集系统，能够确保录井实时数据稳定、及时、安全的采集及传输。
背景技术：
现代综合录井仪主要包括传感器系统和采集接ロ系统组成的下位机；采集エ控机和相关采集处理软件组成的上位机；井场综合录井信息远程传输及发布系统。而其中的综合录井仪采集接ロ系统主要完成以下几项任务实现密度传感器、温度传感器、电导传感器等18个模拟量信号和转速、泵冲、绞车(可逆计数)等6个开关量信号 的实时采集；对模拟量信号进行A/D转换、信号汇总、信号调理和数据通信；下位机采集信号到采集エ控机网络信号的转换和传输。目前现场广泛使用的综合录井仪采集接ロ主要是集中式数据采集系统和CAN总线采集系统。集中式数据采集系统采用一対一寻址的串行接ロ传输，信号检测、传输可靠性较差，且工程开エ布线和工程完工后的拆卸工作繁重，维护维修工作量大，甚至可能引起仪器损坏，从而降低综合录井仪的整体性能。CAN (Controller Area Network)总线采集系统由一根现场总线将所有传感器连通并完成所需信息的传输，具有较高的可靠性和良好的错误检测能力，可以大幅度减少连接线缆，降低维护及安装费用，因此已逐渐淘汰集中式系统在生产现场得到了广泛的应用。钻井井场环境的复杂化和恶劣的エ矿条件要求综合录井仪器有更大的环境适应性和安全保障能力，长期的应用实践和钻井工程技术的发展对综合录井仪采集接ロ的设计上也提出了更高的要求(I)提高综合录井仪采集接ロ系统对井场复杂环境的适应性。(2)加强录井信息采集和传输的实时性、稳定性和可靠性。(3)提高综合录井仪数据采集和传输的安全性。随着现场施工环境的复杂化，CAN总线采集接ロ系统难以满足恶劣安装环境下的录井设备施工要求，而无线通讯网络给设备的安装和录井数据的传输带来了便利，集成两者的优点则更能满足现场生产的需求。
实用新型内容针对现场施工复杂环境对综合录井仪采集接ロ的要求，本实用新型提出了ー种多功能的采集接ロ系统，使采集接ロ系统的综合性能得到显著提高，以满足现场生产对录井数据采集和传输的要求。本实用新型是通过采用下述技术方案实现的一种针对综合录井仪的多功能采集接ロ系统，包括下位机前级采样系统，其特征在于在所述下位机前级采样系统上集成有CAN现场总线系统、无线通信组网系统和CAN现场总线系统与无线通信组网系统两者结合的集合系统。[0013]所述的CAN现场总线系统包括CAN总线和作为防爆结点串联在CAN总线上的多个传感器接线盒，所述防爆结点中内置了含8个电流信号和3个脉冲信号通道的前级采样板，防爆结点中的另外ー个结点内置有网络连接卡，所述网络连接卡通过网线与上位采集エ控机连接并完成CAN协议到UDP协议的数据转换和传输。所述多个传感器接线盒是指分别位于钻台、钻井液入口、钻井液出口和循环罐处的传感器接线盒。所述的前级采样板包括信号采集器，与信号采集器连接并将采集的信号放大的信号放大器，与信号放大器连接并滤波处理的低通滤波器，与低通滤波器连接并对信号进行模数转换的A/D转换器，与A/D转换器连接并对信号进行隔离处理的光电隔离器，和光电隔离器连接的网路单片机；所述前级采样板上还设置有无线通讯模块。所述无线通信组网系统包括安装在传感器接线盒防爆结点板卡上的无线通讯模块，各个传感器接线盒防爆结点之间组成无线局域网，前级采样板通过所述无线局域网与 网络连接卡连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在I、综合录井仪多功能采集接ロ系统可根据现场实际需要选择使用CAN现场总线系统、无线通信组网系统和集合系统三种模式，使综合录井仪更加适应了井场复杂环境的要求。多功能采集接ロ系统具有更加丰富的I/o、广泛的连接性、强大的扩展性，采集接ロ的灵活选择可避免复杂现场环境的局限，方便了录井设备的安装和维护，最大程度上的保障了录井信息采集和传输的实时性、稳定性和可靠性得到，从而确保录井实时数据的稳定、及时、安全的传输。2、本实用新型采用无线通信组网系统模式，在分别位于钻台、钻井液入口、钻井液出口、循环罐处的传感器接线盒防爆结点的板卡上安装数字无线传输模块，各个结点相互之间组成无线局域网。每个前级采样板把采集到的数据通过无线局域网传输到网络连接卡上，网络连接卡和前级采样结点之间是点对多点无线通讯方式，同时网络连接卡完成无线局域网协议到UDP协议的数据转换并通过网线将采集数据送至上位エ控机。当井场环境条件特别复杂，布线及维护困难吋，这种模式具有一定的优势。3、本实用新型采用集合系统的模式，前级采样结点采用CAN总线串联，网络连接卡与CAN总线之间采用传输模块连接，每块电路板卡安装了拨码开关，现场操作员根据实际需要进行灵活设置，这种模式综合了 CAN和无线两种模式的优点，充分满足钻井现场的环境要求。
下面将结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型作进ー步的详细说明，其中图I为本实用新型结构示意图图2为前级采样板的结构示意图图中标记I、CAN现场总线系统，2、无线通信组网系统，3、CAN现场总线系统与无线通信组网系统两者结合的集合系统。
具体实施方式
实施例I如图I所示，为本实用新型的三种系统结合示意图。根据现场实际需要选择使用CAN现场总线、无线通信组网和CAN总线+无线通信三种系统模式。CAN现场总线系统模式将采样板串联于CAN总线上，采样板内置网络连接卡与上位采集エ控机连接，完成CAN协议到UDP协议的数据转换和传输；无线通信组网系统模式在防爆结点的板卡上安装数字无线传输模块，各个结点相互之间组成无线局域网。每个前级采样板把采集到的数据通过无线局域网传输到网络连接卡上，完成无线局域网协议到UDP协议的数据转换和传输；CAN总线+无线通信系统模式前级采样结点采用CAN总线串联，网络连接卡与CAN总线之间采用传输模块连接，每块电路板卡安装拨码开关，现场操作员根据实际需要进行灵活设置。实施例2如图2所示，为本实用新型的前级采样系统结构，前级采样系统实现模拟量信号和开关量信号的实时采集、模拟量信号的A/D转换、信号汇总、信号调理和数据通信。传感器传输的模拟量信号经过信号放大、低通滤波处理后，进入A/D转换电路完成信号从模拟量到数字量的转换，然后经过高速光电隔离器做隔离处理后接入网络单片机(MCU);而接收的开关量信号经过信号缓冲、低通滤波、整形处理后，同样做隔离处理后接入MCU。前级采样印制电路板上设计CAN和无线通讯模块，采集进M⑶的数据可选择使用CAN和无线两种通讯网络。实施例3作为本实用新型的最佳实施方式，本实用新型包括下位机前级采样系统，在所述下位机前级采样系统上集成有CAN现场总线系统、无线通信组网系统和CAN现场总线系统与无线通信组网系统两者结合的集合系统。所述的CAN现场总线系统包括CAN总线和作为防爆结点串联在CAN总线上的多个传感器接线盒，所述防爆结点中内置了含8个电流信号和3个脉冲信号通道的前级采样板，防爆结点中的另外ー个结点内置有网络连接卡，所述网络连接卡通过网线与上位采集エ控机连接并完成CAN协议到UDP协议的数据转换和传输。所述多个传感器接线盒是指分别位于钻台、钻井液入口、钻井液出口和循环罐处的传感器接线盒。所述的前级采样板包括信号采集器，与信号采集器连接并将采集的信号放大的信号放大器，与信号放大器连接并滤波处理的低通滤波器，与低通滤波器连接并对信号进行模数转换的A/D转换器，与A/D转换器连接并对信号进行隔离处理的光电隔离器，和光电隔离器连接的网路单片机；所述前级采样板上还设置有无线通讯模块。所述无线通信组网系统包括安装在传感器接线盒防爆结点板卡上的无线通讯模块，各个传感器接线盒防爆结点之间组成无线局域网，前级采样板通过所述无线局域网与网络连接卡连接。
权利要求1.一种针对综合录井仪的多功能采集接ロ系统，包括下位机前级采样系统，其特征在于在所述下位机前级采样系统上集成有CAN现场总线系统、无线通信组网系统和CAN现场总线系统与无线通信组网系统两者结合的集合系统。
2.根据权利要求I所述的ー种针对综合录井仪的多功能采集接ロ系统，其特征在于所述的CAN现场总线系统包括CAN总线和作为防爆结点串联在CAN总线上的多个传感器接线盒，所述防爆结点中内置了含8个电流信号和3个脉冲信号通道的前级采样板，防爆结点中的另外ー个结点内置有网络连接卡，所述网络连接卡通过网线与上位采集エ控机连接并完成CAN协议到UDP协议的数据转换和传输。
3.根据权利要求I所述的ー种针对综合录井仪的多功能采集接ロ系统，其特征在于所述无线通信组网系统包括安装在传感器接线盒防爆结点板卡上的无线通讯模块，各个传感器接线盒防爆结点之间组成无线局域网，前级采样板通过所述无线局域网与网络连接卡连接。
4.根据权利要求2或3或所述的ー种针对综合录井仪的多功能采集接ロ系统，其特征在于所述传感器接线盒是指分别位于钻台、钻井液入口、钻井液出口和循环罐处的传感器接线盒。
5.根据权利要求2所述的ー种针对综合录井仪的多功能采集接ロ系统，其特征在于所述的前级采样板包括信号采集器，与信号采集器连接并将采集的信号放大的信号放大器，与信号放大器连接并滤波处理的低通滤波器，与低通滤波器连接并对信号进行模数转换的A/D转换器，与A/D转换器连接并对信号进行隔离处理的光电隔离器，和光电隔离器连接的网路单片机；所述前级采样板上还设置有无线通讯模块。
专利摘要本实用新型包括公开了一种针对综合录井仪的多功能采集接口系统，涉及综合录井仪的数据采集技术领域，其包括下位机前级采样系统，在所述下位机前级采样系统上集成有CAN现场总线系统、无线通信组网系统和CAN现场总线系统与无线通信组网系统两者结合的集合系统。本实用新型提出了一种多功能的采集接口系统，使采集接口系统的综合性能得到显著提高，以满足现场生产对录井数据采集和传输的要求。
文档编号G08C19/00GK202434044SQ201120519279
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者刘明德, 肖高棉, 邓渝川, 邢会民, 饶应波 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司