一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，该MODBUS数据采集装置所应用的硬件环境包括多个单通道MODBUS数据采集模块、多个模拟量传感器、一个采集机；多个单通道的MODBUS数据采集模块与模拟量传感器是一对一配套使用的；多个单通道MODBUS数据采集模块通过MODBUS总线组网使用，采集机和单通道MODBUS数据采集模块之间采用一对多的组网连接模式。本实用新型专利技术的单通道采集模块采用单片机为核心，实时性高，稳定可靠。结构上以MODBUS总线技术为数据传输方式，减少了现场开工布线和完成拆卸的工作量，大大方便了钻井现场的使用，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置
本技术涉及数据采集
，特别涉及一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置。
技术介绍
在石油钻井现场中，数据采集类仪器的应用越来越广泛。上述仪器普遍采用成品的研华、泓格类的数据采集模块进行成套，数据采集的实时性较差。另外，由于所述模块采用一对多的分布式结构，一个采集模块连接至多个传感器，安装拆卸时的布线工作量较大。钻井作业是一项相对复杂的工作，部分参数对实时性的要求较高，成品的研华、泓格类的数据采集模块无法满足速率要求。另外，钻井施工存在根据作业地点移动的特殊要求，需随着井场位置变化而不断搬迁作业。每次搬迁时，所述的数据采集装置就要进行完工拆卸和开工布线工作。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有数据采集模块所存在的实时性较差、安装拆卸时的布线工作量较大的问题而提供一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，该MODBUS数据采集装置采用多个单通道MODBUS数据采集模块实时采集钻井现场的模拟量传感器，按预设的量程将其转换成MODBUS协议数据，作为从站同采集机进行通讯，将数据传输至采集机。为了实现以上目的，本技术是通过以下技术方案实现的：一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，该MODBUS数据采集装置所应用的硬件环境包括多个单通道MODBUS数据采集模块、多个模拟量传感器、一个采集机；多个单通道的MODBUS数据采集模块与模拟量传感器是一对一配套使用的；多个单通道MODBUS数据采集模块通过MODBUS总线组网使用，采集机和单通道MODBUS数据采集模块之间采用一对多的组网连接模式。在本技术的一个优选实施例中，在应用环境中，各单通道MODBUS数据采集模块作为从站，所述采集机作为主站；所述采集机按MODBUS协议发送请求帧，各单通道MODBUS数据采集模块收到请求帧后，解析请求帧内的变量地址，若变量地址与本单通道MODBUS数据采集模块的地址一致则回复应答帧。在本技术的一个优选实施例中，所述应答帧内包括了所述单通道MODBUS数据采集模块采集的模拟量传感器的数据；所述数据通过不同的变量地址进行区分，变量地址即对应了不同的模拟量传感器。在本技术的一个优选实施例中，通过配置软件对各单通道MODBUS数据采集模块进行设置，并配置MODBUS数据采集装置中配套的传感器的变量地址和转换量程。在本技术的一个优选实施例中，每一单通道MODBUS数据采集模块采用PIC单片机和ADS8689高速高精度的逐次逼近型模数转换器，通过内置的嵌入式软件实现所述功能。为解决上述需求，本技术提供了一种基于MODBUS总线的数据采集装置。本装置内的单通道采集模块采用PIC单片机为核心，稳定可靠。结构上以MODBUS总线技术为数据传输方式，减少了现场开工布线和完成拆卸的工作量，大大方便了钻井现场的使用，具有广泛的应用前景。本技术与现有技术相比有以下优点：采样速度快，实时性高，配置灵活，便于拆装。更加适合钻井现场这种特定数据采集场合的应用。附图说明图1为本技术一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置的整体应用原理框图。图2为本技术中涉及的单通道MODBUS数据采集模块的内部原理框图。具体实施方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本技术做进一步阐述。如图1所示，一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，其应用硬件环境包括一个采集机30、多个单通道MODBUS数据采集模块20和多个模拟量传感器10。采集机30按MODBUS协议定期在总线上发出请求帧，各单通道MODBUS数据采集模块20接收采集机30发出的请求帧，解析请求帧内的变量地址，若变量地址与本机地址一致则回复应答帧，反之不予响应。应答帧内的数据包含了变量地址及所述模块采集的模拟量传感器的数据。各单通道MODBUS数据采集模块20的地址通过配置软件进行设置，所述数据的转换量程也通过配置软件进行配置。如图2所示，4～20mA的信号进入到单通道MODBUS数据采集模块20，先经取样电阻100转换成电压信号，再经ADS8689模数转换芯片101采样后转换成SPI数据，ADS8689模数转换芯片101是高速高精度的逐次逼近型模数转换芯片，有效的提升了数据的实时性。SPI数据进入PICMCU200的SPI接口201，由PICMCU200按量程204进行换算后生成数据，该数据及地址203按MODBUS协议封装后生成应答帧报文。地址203和量程204由配置软件进行设置。当采集机30发出的MODBUS请求帧数据进入单通道MODBUS数据采集模块20后，该数据通过485通讯接口电路102进入PICMCU200的UART接口202。PICMCU200对接收到的数据进行地址解析并获取请求帧内的变量地址，若该变量地址与地址203一致，则数据匹配。PICMCU200随即通过UART接口202将应答帧报文通过485通讯接口电路102后发送至采集机。由于通讯数据采用MODBUS协议，数据的结构、格式、命令和应答方式已经按标准进行了约束和规定，因此有着良好的扩展性和通用性。综上所述，本技术一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，该装置可以高速的实时采集模拟量传感器，并作为MODBUS从站输出数据。具有良好的应用前景。尽管本技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，其特征在于，该MODBUS数据采集装置所应用的硬件环境包括多个单通道MODBUS数据采集模块、多个模拟量传感器、一个采集机；多个单通道的MODBUS数据采集模块与模拟量传感器是一对一配套使用的；多个单通道MODBUS数据采集模块通过MODBUS总线组网使用，采集机和单通道MODBUS数据采集模块之间采用一对多的组网连接模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，其特征在于，该MODBUS数据采集装置所应用的硬件环境包括多个单通道MODBUS数据采集模块、多个模拟量传感器、一个采集机；多个单通道的MODBUS数据采集模块与模拟量传感器是一对一配套使用的；多个单通道MODBUS数据采集模块通过MODBUS总线组网使用，采集机和单通道MODBUS数据采集模块之间采用一对多的组网连接模式。


2.如权利要求1所述的一种应用在钻井现场的MODBUS数据采集装置，其特征在于，所述单通道MODBUS数据采集模块发送的应答帧内包括了所述单通道MODBUS数据采...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈俊侠，赵要强，陆东兵，刘慰，费海军，
申请(专利权)人：上海神开石油科技有限公司，上海神开石油测控技术有限公司，上海神开石油设备有限公司，上海神开石油化工装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31