基于組態(tài)王和plc的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明揭示了一種基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：測(cè)試電路板、PLC和PC機(jī)；所述測(cè)試電路板用于提供測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)和串口信號(hào)；所述PLC用于采集測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)，并與PC進(jìn)行通訊；所述PC機(jī)包括組態(tài)王，對(duì)測(cè)試點(diǎn)電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄并保存，在達(dá)到觸發(fā)條件時(shí)報(bào)警；對(duì)測(cè)試點(diǎn)的串口信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄并保存。本發(fā)明的有益效果是，提供了一套多路多信號(hào)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)MWD井下分電路板上的重要測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的保存，有效地監(jiān)測(cè)MWD井下部分電路板的性能和工作狀態(tài)，為安全生產(chǎn)提供保障，也提供了一種有效的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)評(píng)價(jià)手段。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域，更具體的涉及一種基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨鉆測(cè)量?jī)x(MWD)定向服務(wù)如今在國(guó)內(nèi)外各油田應(yīng)用已非常廣泛，使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)發(fā)。MWD發(fā)展的總體趨勢(shì)是從有線隨鉆逐漸發(fā)展到無(wú)線隨鉆，無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x對(duì)電路性能有嚴(yán)格的要求。
[0003]MWD的部分電路板位于井下，油井下環(huán)境條件復(fù)雜(如:溫度、濕度、壓力等)對(duì)電路板的性能有很大的影響，造成電路板工作的偏差和故障。例如:溫度會(huì)影響硅器件的工作特性；濕度會(huì)造成電阻，電阻等期間的腐蝕和損壞；壓力變化的過(guò)程伴隨溫度和濕度的變化，間接影響到電子器件的性能。因此，需要有效的手段監(jiān)測(cè)MWD井下部分電路板的性能和工作狀態(tài)，為安全生產(chǎn)提供保障。
[0004]同時(shí)，目前尚缺乏對(duì)MWD井下電路板性能的有效監(jiān)測(cè)方案，也缺乏對(duì)各類(lèi)油井下電路板的性能和和工作狀況的監(jiān)測(cè)手段，尤其是缺乏實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)評(píng)價(jià)手段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一套多路多信號(hào)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)MWD井下分電路板上的重要測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的保存，也能夠提供一種有效的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)評(píng)價(jià)手段。
[0006]基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:測(cè)試電路板、PLC和PC機(jī)；
[0007]所述測(cè)試電路板用于提供測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)和串口信號(hào)；
[0008]所述PLC用于采集測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)，并與PC機(jī)進(jìn)行通訊；
[0009]所述PC機(jī)包括組態(tài)王，對(duì)測(cè)試點(diǎn)電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄并保存，在達(dá)到觸發(fā)條件時(shí)報(bào)警；對(duì)測(cè)試點(diǎn)的串口信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄并保存。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述測(cè)試電路板包括電源、伽馬控制板、定向探管電源板、定向探管控制板、脈沖器電源板、脈沖器控制板和電磁線圈；電源分別與伽馬控制板、定向探管電源板、脈沖器電源板連接；伽馬控制板與伽馬探測(cè)器連接；定向探管電源板、定向探管控制板、定向探管依次連接；脈沖器電源板、脈沖器控制板、電磁線圈依次連接；可以探測(cè)板上的信號(hào)有探管電源板電壓，探管電源板輸出信號(hào)(電壓)，探管驅(qū)動(dòng)板輸出信號(hào)(電壓)，伽馬驅(qū)動(dòng)板電源電壓，伽馬電路板輸出串口信號(hào)，脈沖器電源板電壓，脈沖器驅(qū)動(dòng)板輸出信號(hào)(電壓和電流)，設(shè)備總電流和輸入總電壓。
[0011]PLC可以采用臺(tái)達(dá)公司的DVP16H1，EH2系列。
[0012]所述PLC通過(guò)RS232電纜實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)通訊。
[0013]所述基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括TTL/RS232轉(zhuǎn)換器，利用TTL/RS232轉(zhuǎn)換器將測(cè)試點(diǎn)的串口信號(hào)傳入PC機(jī)。
[0014]PC機(jī)利用VB讀出串口信號(hào)并實(shí)時(shí)向組態(tài)王傳輸并保存歷史記錄。
[0015]所述PLC包括CPU模塊及AD模塊，測(cè)試電路板的電壓或脈沖信號(hào)線接入AD模塊，AD模塊與CPU模塊相連，CPU模塊與PC機(jī)相連。AD模塊采集信號(hào)線的電壓值，將一定范圍內(nèi)的電壓值(模擬量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在CPU模塊中編寫(xiě)程序?qū)D模塊傳輸入CPU模塊的數(shù)字量重新還原為其對(duì)應(yīng)的電壓值(模擬量)。
[0016]組態(tài)王工程中設(shè)置相應(yīng)的PLC設(shè)備，使組態(tài)王工程與PLC的CPU模塊實(shí)現(xiàn)通訊，組態(tài)王中的I/o變量就可以讀取相應(yīng)的信號(hào)線的電壓值。
[0017]所述基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括Access數(shù)據(jù)庫(kù)，Access數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)組態(tài)王記錄的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)信號(hào)的歷史數(shù)據(jù)及報(bào)警信息，同時(shí)組態(tài)王還能夠調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成報(bào)表。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，提供了一套多路多信號(hào)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)MWD井下分電路板上的重要測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的保存，有效地監(jiān)測(cè)MWD井下部分電路板的性能和工作狀態(tài)，為安全生產(chǎn)提供保障，也提供了一種有效的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)評(píng)價(jià)手段。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2為MWD井下分電路板結(jié)構(gòu)。
[0021 ] 圖3組態(tài)王軟件事件流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0023]如圖1所示，本系統(tǒng)主要包括測(cè)試電路板、PLC、RS232連接電纜、TTL/RS232轉(zhuǎn)換器、PC機(jī)。
[0024]其中，MWD井下分電路板結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由電源，伽馬控制板，定向探管電源板，定向探管控制板，脈沖器電源板，脈沖器控制板和電磁線圈組成?？梢蕴綔y(cè)板上的信號(hào)有探管電源板電壓，探管電源板輸出信號(hào)(電壓)，探管驅(qū)動(dòng)板輸出信號(hào)(電壓)，伽馬驅(qū)動(dòng)板電源電壓，伽馬電路板輸出串口信號(hào)，脈沖器電源板電壓，脈沖器驅(qū)動(dòng)板輸出信號(hào)(電壓和電流)，設(shè)備總電流和輸入總電壓。PLC采用臺(tái)達(dá)公司的DVP16H1，EH2系列.
[0025]如圖3所示，在本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，最高層為人機(jī)界面，利用組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電路板測(cè)試點(diǎn)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄并報(bào)警。能夠監(jiān)測(cè)的信號(hào)分為三類(lèi):
[0026]電壓信號(hào)。利用PLC采集測(cè)試點(diǎn)的電壓值，通過(guò)RS232實(shí)現(xiàn)PLC與PC機(jī)上組態(tài)軟件之間的通訊，組態(tài)王的人機(jī)界面對(duì)測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并保存歷史記錄。當(dāng)某個(gè)測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)超出正常范圍時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，記錄報(bào)警信息。
[0027]脈沖信號(hào)。利用PLC采集測(cè)試點(diǎn)的脈沖信號(hào)的電壓值，通過(guò)RS232實(shí)現(xiàn)PLC與PC機(jī)上組態(tài)軟件之間的通訊，組態(tài)王的人機(jī)界面對(duì)測(cè)試點(diǎn)的脈沖信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并保存歷史記錄。當(dāng)某個(gè)脈沖測(cè)試點(diǎn)的電壓值高于規(guī)定值時(shí)，測(cè)量并記錄脈沖信號(hào)的峰值，當(dāng)該峰值的電壓超出正常范圍時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，記錄報(bào)警信息。
[0028]PLC采集電壓信號(hào)與脈沖信號(hào)的方法相同，具體如下:本系統(tǒng)中用到PLC的CPU模塊及AD模塊，測(cè)試電路板的信號(hào)線直接接入AD模塊相應(yīng)的端子上，AD模塊與CPU模塊相連，CPU模塊通過(guò)串口與PC機(jī)相連。AD模塊采集信號(hào)線的電壓值，將一定范圍內(nèi)的電壓值(模擬量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在CPU模塊中編寫(xiě)程序?qū)D模塊傳輸入CPU模塊的數(shù)字量重新還原為其對(duì)應(yīng)的電壓值(模擬量)。組態(tài)王工程中設(shè)置相應(yīng)的PLC設(shè)備，使組態(tài)王工程與PLC的CPU模塊實(shí)現(xiàn)通訊，組態(tài)王中的I/O變量就可以讀取相應(yīng)的信號(hào)線的電壓值。
[0029]PLC的AD模塊采集的是范圍在-1OV至+1V之間的電壓信號(hào)，對(duì)于超出該范圍的電壓信號(hào)，可以采用如下的解決方案:給該測(cè)試點(diǎn)的原采樣電阻串聯(lián)一個(gè)阻值為其1/N的小電阻，設(shè)小電阻的阻值為R，則原電阻的阻值為N*R，若原采樣點(diǎn)采集到的電壓為X，則小電阻上采集到的電壓為X/ (N+1)。滿足X/ (N+1)在-1OV至+1V之間，即可采集到該信號(hào)點(diǎn)的分壓信號(hào)，只需在PLC中將該分壓信號(hào)除以(N+1)就能得到原信號(hào)的值。
[0030]串口信號(hào)。利用TTL/RS232轉(zhuǎn)換器將測(cè)試點(diǎn)的串口信號(hào)傳入PC機(jī)，利用VB讀出串口信號(hào)并實(shí)時(shí)向組態(tài)王傳輸并保存歷史記錄。VB程序由窗體Form、文本框控件Text、串口通訊控件MSComm構(gòu)成，MSComm控件接收串口發(fā)送的信息，通過(guò)Text控件顯示出來(lái)；VB以Text控件為媒介通過(guò)DDE的方式向組態(tài)王工程傳遞數(shù)據(jù)，組態(tài)王工程中定義相應(yīng)的DDE設(shè)備及記錄串口信號(hào)的變量(此變量的名稱(chēng)與VB程序中提供數(shù)據(jù)的Text控件名稱(chēng)必須一致)，則VB程序中的Text控件讀取的信息就可以被該變量記錄。
[0031]同時(shí)，本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用Access數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)組態(tài)王軟件記錄的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)信號(hào)的歷史數(shù)據(jù)及報(bào)警信息，同時(shí)組態(tài)王還可以調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成報(bào)表，報(bào)表可以打印或以Excel形式輸出。
[0032]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，包括:測(cè)試電路板、PLC和PC機(jī)； 所述測(cè)試電路板用于提供測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)和串口信號(hào)； 所述PLC用于采集測(cè)試點(diǎn)的電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)，并與PC機(jī)進(jìn)行通訊； 所述PC機(jī)包括組態(tài)王，對(duì)測(cè)試點(diǎn)電壓信號(hào)、脈沖信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄并保存，在達(dá)到觸發(fā)條件時(shí)報(bào)警；對(duì)測(cè)試點(diǎn)的串口信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄并保存。
2.如權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述測(cè)試電路板包括電源、伽馬控制板、定向探管電源板、定向探管控制板、脈沖器電源板、脈沖器控制板和電磁線圈；電源分別與伽馬控制板、定向探管電源板、脈沖器電源板連接；伽馬控制板與伽馬探測(cè)器連接；定向探管電源板、定向探管控制板、定向探管依次連接；脈沖器電源板、脈沖器控制板、電磁線圈依次連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述PLC通過(guò)RS232電纜實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)通訊。
4.如權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括TTL/RS232轉(zhuǎn)換器，利用TTL/RS232轉(zhuǎn)換器將測(cè)試點(diǎn)的串口信號(hào)傳入PC機(jī)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，PC機(jī)利用VB讀出串口信號(hào)并實(shí)時(shí)向組態(tài)王傳輸并保存歷史記錄。
6.如權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述PLC包括CPU模塊及AD模塊，測(cè)試電路板的電壓或脈沖信號(hào)線接入AD模塊，AD模塊與CPU模塊相連，CPU模塊與PC機(jī)相連。
7.如權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述基于組態(tài)王和PLC的隨鉆測(cè)量?jī)x井下電路板性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括Access數(shù)據(jù)庫(kù)，Access數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)組態(tài)王記錄的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)信號(hào)的歷史數(shù)據(jù)及報(bào)警信息，同時(shí)組態(tài)王還能夠調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成報(bào)表。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK104198919SQ201410468715
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】王學(xué)武, 丁冬雁, 李宜萱, 楊尚詠, 張海冬, 沈俊俠, 陸永鋼 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 華東理工大學(xué), 上海神開(kāi)石油設(shè)備有限公司