一种用于测井绞车的数据采集系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于测井绞车的数据采集系统，包括：信号采集模块、软件功能模块；其中，信号采集模块包括：深度传感器、张力传感器、磁记号传感器、绞车刹车传感器；软件功能模块包括：算法处理模块、网络通信模块、辅助模块；算法处理模块包括：深度信号处理电路、张力信号处理电路、磁记号信号处理电路、绞车刹车信号处理电路。本发明专利技术可稳定运行在Win7、Win10等操作系统上；实现了多种通信功能，通过WinIO加载内核模式的驱动设备，读取采集板上的深度、张力等数据，采用Socket接口与上位机通信，利用串口通讯将实时数据传输到监视设备上；通过界面开发工具MFC开发GUI图形界面，使得程序执行效率更高。效率更高。效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测井绞车的数据采集系统


[0001]本专利技术涉及石油测井
，具体而言，涉及一种用于测井绞车的数据采集系统。

技术介绍

[0002]绞车数据采集系统是石油测井中必不可少的装备，现有的绞车数据采集系统主要是采用CPU主频为1GHz，内存为256M的PC104数据采集卡板载内存，基于WINCE6.0操作系统开发。
[0003]但是，随着用户需求的增多，现有的绞车数据采集系统无论在功能、性能和存储空间等方面都已不能满足需求。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于基于.NET环境开发设计开发一种数据采集系统，可运行在Win7、Win10等操作系统上，开发GUI图形界面，提高程序执行效率，实现多种通信功能，通过WinIO加载内核模式的驱动设备，读取采集板上的深度、张力等数据，采用Socket接口与上位机通信，利用串口通讯将实时数据传输到监视设备上，以提高对用户需求的功能适应性。
[0005]本专利技术提供一种用于测井绞车的数据采集系统，包括：用于对各模拟通道进行采样的信号采集模块、软件功能模块；其中，所述信号采集模块包括：深度传感器、张力传感器、磁记号传感器、绞车刹车传感器；
[0006]所述软件功能模块包括：算法处理模块、网络通信模块、辅助模块；
[0007]所述算法处理模块用于进行时深数据处理、刻度计算、单位换算和报警判断，包括：深度信号处理电路、张力信号处理电路、磁记号信号处理电路、绞车刹车信号处理电路；
[0008]所述网络通信模块用于进行TCP/UDP协议的网络通信、GPIB通用接口总线的通信和串口通信；
[0009]所述辅助模块用于进行参数设置和日志文件记录。
[0010]所述信号采集模块通过可编程逻辑器件CPLD产生所需的控制信号。
[0011]进一步地，所述深度信号处理电路对所述深度传感器采集的深度编码论信号进行处理，深度编码论信号处理方法包括：
[0012]深度编码轮信号经MC3486四路差分线路接收器的双端输入变为单端输入，再经光耦隔离输入至可编程逻辑器件CPLD产生中断由PC104数据采集卡计数。
[0013]进一步地，所述磁记号信号处理电路对所述磁记号传感器采集的磁记号信号进行处理，磁记号信号处理方法包括：
[0014]磁记号信号的原始信号经带通运算放大电路处理实现23.5倍的放大，滤掉高频串扰信号实现0.16Hz～160Hz间的增益放大。
[0015]进一步地，所述磁记号信号是由霍尔效应器件(1mv/20Gauss)产生的毫伏级的差
分小信号。
[0016]进一步地，所述张力信号处理电路对所述张力传感器采集的张力信号进行处理，张力信号处理方法包括两种：HES张力信号处理、国产张力计与3700或5700张力计张力信号处理；
[0017]考虑到国产张力计与国外张力计的区别，本专利技术电路设计上采用了两套电路以解决兼容性的问题，以下将分别论述；
[0018]其中，所述HES张力信号处理的方法包括：
[0019]HES张力处理采用了“斩波”的处理方法，目的是克服在接头不同金属间的热电效应带来的漂移，具体流程为：产生斩波用时钟，经8位计数器产生所需不同的信号，通过激励电路采用反馈电路以补偿供电的衰减，所述张力信号经放大电路放大后基电压下拉至－4伏，以满足张力信号采样的幅度要求；
[0020]进一步地，所述国产张力计与3700或5700张力计信号处理的方法包括：国产张力计张力信号处理、3700或5700张力计信号处理；
[0021]所述国产张力计张力信号处理中与3700或5700张力计信号处理不同在带通运放电路增益不一样，国产张力计的增益为1:1，电源供给也不一样，国产张力计为单电源+15V；所述3700或5700张力计信号处理中3700或5700张力计的增益1:10，3700或5700张力计为双电源+15V和
‑
15V，外加刻度输入信号。
[0022]如果3700或5700张力计、HES2000张力计的右测面有一拔动开关，则向上拔动,表示0刻，向下拔动，表示正刻。
[0023]进一步地，所述绞车刹车信号处理电路对所述绞车刹车传感器采集的绞车刹车信号进行处理，绞车刹车信号处理方法包括：
[0024]通过可编程逻辑器件CPLD输出信号经三极控制继电器输出。
[0025]进一步地，所述软件功能模块的处理方法包括：
[0026]配置基于硬件PCM3365、高性能PC104数据采集卡的Windows操作系统的串口设置，调用WinIO库InitializeWinIo函数初始化WinIo驱动库，它会自动识别32位还是64位系统，只需把驱动放到系统运行目录下即可，调用读写IO口的GetPortVal或SetPortVal函数便能读取操作系统的I/O端口数据；
[0027]创建用于通信的Socket套接字，通过设置网络套接字接口地址和调用bind函数，给所述Socket套接字绑定端口号，调用listen函数使套接字成为监听套接字，调用accept函数以接受客户端的连接，这就可以与上位机进行网络通讯；使用SerialPort类创建串口通信，串口按bit位发送和接收字节，尽管比按byte字节的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时使用另一根线接收数据，它很简单并且能够实现远距离通信，由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据，其他线用于握手，但不是必须的，串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验；开启多线程Thread，每20ms采集一次数据，同时存取时深文件。
[0028]所述用于测井绞车的数据采集系统适用于Win7、Win10等目前主流操作系统，系统稳定性高，满足用户使用需求。
[0029]本专利技术采用CPU运行内存为4GB，存储空间为256GB的PC104，基于WIN7以上的操作系统开发。
[0030]本专利技术用于测井绞车的数据采集系统的主要功能包括：
[0031]1.与测井主机实时通讯功能：与测井主机进行通讯可通过两种方式：通用接口总线GPIB方式、网络方式；
[0032]2.深度计算与处理功能：同时接收并处理2个深度编码轮的脉冲信号，对各轮脉冲信号分别进行计数，并计算出深度值和速度值；
[0033]3.张力信号采集与控制功能：根据张力的类型，采用不同的采集通道和控制方式，对张力进行采集和计算；
[0034]4.报警功能：根据需要可以设置各种报警参数；
[0035]5.显示功能：采用高亮触摸屏，深度、速度、张力等信息采取图形化显示，输入使用软键盘，方便、快捷；
[0036]6.断电保存：当突然断电时，能够实现深度的自动保存，再次重启时自动调入断电前的深度，保存间隔1分钟；
[0037]7.多语言支持：支持多语言切换，目前可支持中文、英文；
[0038]8.支持通过连接串口实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测井绞车的数据采集系统，其特征在于，包括：用于对各模拟通道进行采样的信号采集模块、软件功能模块；其中，所述信号采集模块包括：深度传感器、张力传感器、磁记号传感器、绞车刹车传感器；所述软件功能模块包括：算法处理模块、网络通信模块、辅助模块；所述算法处理模块用于进行时深数据处理、刻度计算、单位换算和报警判断，包括：深度信号处理电路、张力信号处理电路、磁记号信号处理电路、绞车刹车信号处理电路；所述网络通信模块用于进行TCP/UDP协议的网络通信、GPIB通用接口总线的通信和串口通信；所述辅助模块用于进行参数设置和日志文件记录。2.根据权利要求1所述的用于测井绞车的数据采集系统，其特征在于，所述深度信号处理电路对所述深度传感器采集的深度编码论信号进行处理，深度编码论信号处理方法包括：深度编码轮信号经MC3486四路差分线路接收器的双端输入变为单端输入，再经光耦隔离输入至可编程逻辑器件CPLD产生中断由PC104数据采集卡计数。3.根据权利要求1所述的用于测井绞车的数据采集系统，其特征在于，所述磁记号信号处理电路对所述磁记号传感器采集的磁记号信号进行处理，磁记号信号处理方法包括：磁记号信号的原始信号经带通运算放大电路处理实现23.5倍的放大，滤掉高频串扰信号实现0.16Hz～160Hz间的增益放大。4.根据权利要求3所述的用于测井绞车的数据采集系统，其特征在于，所述磁记号信号是由霍尔效应器件1mv/20Gauss产生的毫伏级的差分小信号。5.根据权利要求1所述的用于测井绞车的数据采集系统，其特征在于，所述张力信号处理电路对所述张力传感器采集的张力信号进行处理，张力信号处理方法包括两种：HES张力信号处理、国产张力计与3700或5700张力计张力信号处理；其中，所述HES张力信号处理的方法包括：产生斩波用时钟，经8位计数器产生所需不同的信号，通过激励电路采用反馈电路以补偿供电的衰减，所述张力信号经放大电路放大后基电压下拉至－4伏，以满足张力信号采样的幅度要求。6.根据权利要求5所述的用于测井绞车的数据采集系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆智伟，马永南，马阔，王国军，马刊创，
申请(专利权)人：北京环鼎科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：