• / 3
  • 下载费用:5 下载币  

CAN总线在测井仪器中的应用

关 键 词:
测井仪 测井仪器原理 测井仪器 生产测井 测井解释
资源描述:
· 计 算 机 与 通 讯 技 术 · 线 在 测 井 仪 器 中 的 应 用杨   明   郭 海 龙(中 国 石 油 集 团 测 井 有 限 公 司 测 井 仪 器 厂   陕 西 西 安 )摘     要 : 为 适 应 快 速 组 合 测 井 平 台 数 据 传 输 的 要 求 ,国 内 大 多 数 测 井 系 统 遥 测 传 输 速 度 由 100 s 升 级 到 300 00 s ,井 下 仪 器 常 用 的 线 已 不 能 满 足 快 速 组 合 测 井 平 台 数 据 传 输 的 要 求 。 文 章 介 绍 了 一 种 采 用 线作 为 井 下 仪 器 总 线 结 构 的 方 案 ;详 细 介 绍 了 利 用 制 器 及 其 内 部 集 成 的 实 现 井 下 仪 器 节 点的 过 程 。 试 验 证 明 ,基 于 此 方 案 的 井 下 仪 器 连 接 线 少 、 可 靠 性 高 、 传 输 速 率 快 、 扩 展 灵 活 ,具 有 较 好 的 应 用 前 景 。关 键 词 : 线 ; 测 井 仪 器 ; 遥 传 ; 制 器中 图 法 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : B     文 章 编 号 : 100429134 (2009) 04200862030   引   言伴 随 石 油 测 井 仪 器 组 合 化 的 发 展 趋 势 ,国 内 大 多数 测 井 系 统 遥 测 传 输 速 度 也 由 100 s 升 级 到 300s 或 500 s ,测 井 仪 器 井 下 系 统 常 用 的 线 (100 s) 已 不 能 满 足 快 速 组 合 测 井 平 台 数 据 传输 的 要 求 \[1 \]。 所 以 ,有 必 要 对 测 井 仪 器 井 下 系 统 的 总线 结 构 进 行 升 级 。 线 是 目 前 较 为 流 行 的 现 场总 线 之 一 ,也 是 近 年 来 发 展 较 快 的 一 种 现 场 总 线 ,在 石油 测 井 仪 器 领 域 有 广 泛 的 应 用 前 景 。1   特 点即 控 制 器 局 域 网络 ,是 一 种 具 有 国 际 标 准 的 现 场 总 线 。 由 于 其 高 可 靠性 、 灵 活 性 以 及 独 特 的 设 计 , 线 越 来 越 受 到 人们 的 重 视 并 被 广 泛 应 用 于 航 海 、 航 空 、 医 疗 及 工 业 现 场领 域 。 线 的 特 点 :(1)通 信 方 式 灵 活 。 可 以 采 用 多 主 通 信 方 式 ,也 可以 采 用 单 主 多 从 的 通 信 方 式 ;(2) 线 采 用 非 破 坏 性 仲 裁 技 术 ,从 而 大 大节 省 了 总 线 冲 突 仲 裁 时 间 ;(3)通 过 报 文 滤 波 即 可 实 现 点 对 点 、 点 对 多 点 及 全局 广 播 等 几 种 方 式 传 送 接 收 数 据 ,无 需 专 门 的 “ 调 度 ” ;(4)通 信 速 率 最 高 可 达 1 通 信 距 离 最 长 为40 m) ;(5) 的 节 点 数 主 要 取 决 于 总 线 驱 动 电 路 ,目 前 可 达 110 个 。测 井 仪 器 系 统 是 一 种 分 布 式 实 时 测 控 系 统 ,而 线 自 身 的 特 点 使 线 能 够 有 效 地 支 持 分布 式 实 时 测 控 系 统 。 结 合 线 在 分 布 式 实 时 测控 系 统 中 的 成 功 应 用 经 验 以 及 测 井 仪 器 系 统 的 特 点 ,将 线 应 用 于 测 井 仪 器 系 统 具 有 较 大 的 优 势 。2   在 测 井 仪 器 中 的 应 用 \[1 \]在 测 井 仪 器 中 ,高 速 电 缆 遥 传 与 井 下 仪 器 之 间 采用 高 速 线 协 议 方 式 通 信 ,通 信 速 率 可 以 达 到1 其 中 高 速 电 缆 遥 传 由 井 下 调 制 解 调 元 及 井 下 线 主 控 制 单 元 组 成 ,二 者通 过 双 口 连 接 ;为 了 井 下 仪 器 与 高 速 电 缆 遥传 的 信 ,每 支 井 下 仪 器 必 须 配 备 相 应 的 子 节 点 接 口 。 图 1 为 一 种 典 型 的 基 于 线的 测 井 仪 器 系 统 示 意 图 。图 1   一 种 典 型 的 测 井 系 统第 一 作 者 简 介 : 杨   明 ,男 ,1968 年 生 ,助 理 工 程 师 ,目 前 在 中 国 石 油 集 团 测 井 有 限 公 司 测 井 仪 器 厂 从 事 测 井 仪 器 的 调 校 、 维 修 等 工 作 。 邮 编 :710061·68·                  石   油   仪   器                       2009 年 08 月  3   子 节 点 的 设 计 \[2 \]3. 1   片 内 器 列 单 片 机 是 司 推出 的 混 信 号 系 统 级 芯 片 ,具 有 与 80 容 的 51 内 核 ,指 令 集 与 51 全 兼 容 。 部集 成 的 控 制 器 包 括 一 个 核 、 消 息 独 立 于 51 内 核 ) 、 消 息 处 理 单 元 、 控 制 寄 存 器 等 。 部 的 构 框 图 如 图 2 所 示 。图 2   部 的 框 图 部 的 是 一 个 协 议 控 制 器 ,它并 不 提 供 物 理 层 的 驱 动 。 制 器 有 32 个 可 以 被用 来 构 成 发 送 或 传 输 数 据 的 消 息 目 标 。 接 收 到 的 数据 、 消 息 目 标 和 识 别 码 全 部 存 储 在 消 息 。 通 常 不 能 直 接 访 问 消 息 ,而 必 须 通 过 口寄 存 器 访 问 。 所 有 的 协 议 功 能 (如 数 据的 传 输 和 接 收 滤 波 等 ) 由 器 完 成 ,而 不 是 51用 这 种 方 法 ,只 需 要 少 的 带 宽就 可 以 实 现 信 。 在 制 器 里 只 有 三 个寄 存 器 可 通 过 51 中 的 特 殊 功 能 寄 存 器 直 接 访问 ,其 它 的 寄 存 器 只 能 通 过 存 器 以 地 址 索 引 的 方 式 间 接 访 问 。 其中 来 指 出 要 访 问 寄 存 器 的 地 址 ,这 时 就相 当 于 访 问 的 16 位 寄 存器 的 高 、 低 字 节 的 映 射 寄 存 器 ,而 对 它 们 的 读 写 则 相 当于 对 所 指 向 寄 存 器 的 读 写 。 图 3 给 出 了 51 如 何访 问 控 制 寄 存 器 和 每 个 消 息 的 路 径 图 。图 3   51 访 问 个 消 息 的 路 径 图3. 2   外 围 硬 件 电 路 设 计 嵌 的 只 提 供 制 协议 ,应 用 时 需 外 加 线 收 发 器 。 本 应 用 中 选 用 为 线 收 发 器 , 制 器 外 围 电路 如 图 4 所 示 。 发 器 是 协 议 控 制 器 和 物理 传 输 线 路 之 间 的 接 口 ,速 率 可 以 高 达 1 为 了提 高 系 统 的 抗 干 扰 能 力 和 对 制 器 的 保 护 ,在 发 器 和 之 间 加 入 光 电 隔 离(6,这 样 就 实 现 了 总 线 上 各 点 之 间 的 电气 隔 离 ,提 高 了 节 点 的 稳 定 性 和 安 全 性 。图 4   器 外 围 电 路 设 计同 时 ,在 线 接 口 部 分 也 采 用了 一 些 安 全 和 抗 干 扰 措 施 。 在 脚 各 自 并 接 一 个 60W 的 电 阻 ,再 通 过 一 个 47 电 容 连 接 到 地 ,起 阻 抗 匹 配 和 抗 干 扰 作 用 。3. 3   模 块 软 件 设 计 \[3 \] 讯 软 件 设 计 主 要 包 括 三 个 模 块 :系 统 初 始化 程 序 、 发 送 程 序 、 接 收 程 序 。3. 3. 1   初 始 化 程 序初 始 化 程 序 主 要 完 成 对 所 有 的 报 文 对 象 进 行 初 始化 ( 一 般 将 所 有 值 置 零 ) , 对 制 寄 存 器(、 位 定 时 寄 存 器 (进 行 设 置 ,还 要对 发 送 报 文 对 象 和 接 收 报 文 对 象 分 别 进 行 初 始 化 。 其中 ,位 定 时 寄 存 器 的 设 置 较 为 复 杂 ,使 用 外 部 晶 振 为 8 信 速 率 为 500 k/ s ,得 到 初 始值 为 0主 程 序 中 规 定 对 象 初 始 化 、 发 送 和 接 收初 始 化 ,最 后 才 启 动 理 机 制 (对 始 化 ) ,下 面 为 始 化 程 序 :{ / /指 向 面= 0 / /将 “ 1” 开 始 初 始 化 ; / /位 率 为 500k/ = 0 / /允 许 全 局 中 断 , 位 =~ 0 / / 清 楚 启 动 态 机制}3. 3. 2   发 送 程 序 文 发 送 是 由 制 器 自 动 完 成 的 ,用户 只 需 根 据 接 收 到 的 远 程 帧 的 识 别 符 ,将 对 应 的 数 据·78·  2009 年   第 23 卷   第 4 期                 杨   明 等 : 线 在 测 井 仪 器 中 的 应 用转 移 到 发 送 缓 冲 寄 存 器 ,然 后 将 此 报 文 对 象 的 编 码 写入 命 令 请 求 寄 存 器 启 动 发 送 即 可 ,而 发 送 由 硬 件 来 完成 。 这 里 ,我 们 使 用 定 时 更 新 发 送 报 文 对 象 中 的 数 据 ,数 据 的 发 送 由 控 制 器 自 动 完 成 ,当 其 收 到 一 个 远 程 帧时 ,就 将 具 有 相 同 识 别 符 的 数 据 帧 发 送 出 去 。 其 发 送程 序 结 构 如 下 :{i ; / /指 向 面 ; / /位 率 为 500k/ / /指 向 裁 寄 存 器 2 = 0 / /指 向 数 据 场 的 第 一 个 字 节i = 0 ;i < 4 ;i + + ) { [i \] ; / /将 4 字 节 数 据 写 入 发 送 缓 冲 器} / /将 报 文 对 象 编 号 写 入 ,则 数 据 发 送 到对 应 的 报 文 对 象}3. 3. 3   接 收 程 序 文 的 接 收 与 发 送 一 样 ,是 由 制 器自 动 完 成 的 ,接 收 程 序 只 需 从 接 收 缓 存 器 中 读 取 接 收的 数 据 ,再 进 行 相 应 的 处 理 即 可 。 其 基 本 方 法 与 发 送程 序 一 致 ,只 是 接 收 程 序 采 用 中 断 方 式 。 在 此 应 用 中 ,接 收 程 序 主 要 接 收 上 位 机 对 智 能 节 点 的 参 数 设 置 数据 ,只 有 当 修 改 时 才 需 要 接 收 数 据 ,所 以 采 用 中 断 方 式处 理 比 较 合 适 。 接 收 程 序 结 构 如 下 :{ / /指 向 页 面 ; / /位 率 为 500k/ 0 / /将 报 文 对 象 编 号 写 入 命 令 请 求寄 存 器 ,对 应 接 收 / /得 到 数 据 就 从 报 文 移 到 数 据缓 冲 器 中 / /指 向 数 据 场 的 第 一 个 字 节i = 0 ;i < 4 ;i + + ){i \] = / /读 取 4 个 字 节 数 据}}4   结 束 语基 于 线 智 能 节 点 具 有 集 成度 高 、 性 能 稳 定 、 抗 电 磁 干 扰 能 力 强 等 特 点 。 在 通 信 波特 率 设 置 为 500 通 信 顺 畅 ,实 现 了 测 井 仪 器 地面 系 统 与 井 下 仪 器 间 通 信 的 可 靠 性 、 实 时 性 、 灵 活 性 ,是 目 前 测 井 系 统 地 面 和 井 下 仪 器 之 间 实 现 实 时 通 信 的较 佳 的 总 线 结 构 ,具 有 较 好 的 应 用 前 景 。参 考 文 献\[1 \]  邬 宽 明 . 线 原 理 和 应 用 系 统 设 计 \[M \] :北 京航 空 航 天 出 版 社 ,1996\[2 \]  饶 运 涛 . 现 场 总 线 理 及 应 用 技 术 \[M \] :航 空航 天 大 学 出 版 社 ,2003\[3 \]  童 长 飞 . 列 单 片 机 开 发 与 C 语 言 编 程 \[M \]北 京 航 空 航 天 出 版 社 ,2005(收 稿 日 期 :2009 - 02 - 27   编 辑 : 姜   婷 )· 专 利 技 术 ·专 利 名 称 : 油 井 井 下 分 层 测 控 仪专 利 申 请 号 : 8     公 开 号 : 日 : 2006. 01. 18     公 开 日 : 2007. 03. 14申 请 人 : 王 晓 东本 实 用 新 型 涉 及 一 种 油 井 井 下 分 层 测 控 仪 ,包 括 外 壳 和 在 其 内 套 装 的 仪 器 仓 ,仪 器 仓 为 中 心 设 有 柱 塞 孔 、 上 端 封 闭 、 下 端 用 解体 堵 头 连 接 的 筒 状 壳 体 ;单 层 进 液 管 使 柱 塞 孔 和 外 壳 的 外 层 连 通 ,而 仪 器 仓 和 外 壳 之 间 形 成 上 下 贯 通 的 环 状 流 道 ;柱 塞 与 柱 塞 孔 滑动 配 装 ,其 下 端 与 丝 杆 连 接 ,丝 杆 下 端 与 电 机 轴 连 接 ,单 片 机 系 统 、 电 池 、 通 讯 接 口 和 电 机 电 连 通 后 固 定 在 仪 器 仓 内 的 下 端 。 由 单 片机 控 制 运 行 的 滑 动 柱 塞 自 动 打 开 或 关 闭 本 身 的 流 体 通 道 ,使 对 应 储 油 层 上 的 流 体 流 入 油 井 ,经 地 面 检 测 油 层 的 含 水 率 ,判 断 高 出 水层 位 ,由 多 个 油 井 井 下 分 层 测 控 仪 与 采 油 测 试 管 柱 串 连 在 一 起 ,对 应 井 下 各 层 均 能 分 别 自 动 封 堵 和 打 开 各 层 流 体 通 道 ,实 现 一 次 作业 下 井 就 能 找 出 高 出 水 层 的 目 的 ,它 运 行 可 靠 ,施 工 费 用 低 ,降 低 石 油 开 采 成 本 。(杭 州 市 科 技 信 息 研 究 院   王 元 荪 提 供 )·88·                  石   油   仪   器                       2009 年 08 月  
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:CAN总线在测井仪器中的应用
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-10854.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开