一種用於綜合錄井儀的數據採集裝置的製作方法

2023-10-23 18:01:07

專利名稱：一種用於綜合錄井儀的數據採集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據採集裝置，具體是指一種用於綜合錄井儀的DAM (DATAACQUISITION UNIT，數據採集單元)數據採集裝置。
背景技術：
綜合錄井儀是一種應用於石油勘探現場的大型錄井設備，在鑽井的同時提供井場各種資料的實時監測、數據記錄等工作。所述綜合錄井儀集合了機電一體化、氣體分析、地質分析及計算機技術等多種參數綜合運用。綜合錄井儀配置的各類傳感器及CAN總線信號處理傳輸系統能夠實現CAN總線現場傳感器的數據採集，以及實現現場儀表之間、儀表與控制室之間的全數位化傳輸和通訊。現有技術中，CAN總線現場傳感器的數據採集和傳輸是採用CAN適配卡和打點卡來實現的。在實際應用中這種方式會頻繁出現各種問題，例如由於工控機硬體升級或Windows系統升級，導致採集系統軟體不兼容；或者由於工控機的掉電或死機，導致數據採集停止，錄井數據丟失等。因此，根據以上所述的現狀，非常有必要提出一種用於綜合錄井儀的高穩定性、高可靠性的數據採集裝置，來替代目前所使用的CAN適配卡和打點卡。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種用於綜合錄井儀的數據採集裝置，具有高穩定性和高可靠性，完全解決CAN現場總線系統對於上位機過於依賴的問題，避免由於上位機硬體升級或作業系統升級或死機而使得CAN現場數據總線系統不能正常工作的情況發生。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是提供一種用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其包含:控制模塊；與所述控制模塊相連接的面板顯示模塊和通訊接口模塊；以及分別與所述控制模塊、面板顯示模塊和通訊接口模塊的電源模塊；所述控制模塊包含主控制器，分別與所述主控制器相連接的控制器區域網路模塊、全球定位系統模塊、輸入/輸出模塊、通用分組無線服務模塊、USB模塊、RS232模塊和乙太網模塊。所述電源模塊將交流市電轉換為直流電壓，為所述控制模塊、面板顯示模塊和通訊接口模塊提供工作用電。所述控制器區域網路模塊與綜合錄井儀的控制器區域網路節點相連接，獲取錄井現場的控制器區域網路傳感器所採集到的數據。所述面板顯示模塊包含電源指示單元、通訊指示單元和控制器區域網路通道指示單元；所述電源指示單元與電源模塊相連接；所述通訊指示單元分別與全球定位系統模塊、通用分組無線服務模塊和乙太網模塊相連接；所述控制器區域網路通道指示單元與控制器區域網路模塊相連接。所述通訊接口模塊包含:與所述控制器區域網路模塊相連接的控制器區域網路總線接口 ；與所述全球定位系統模塊相連接的全球定位系統天線接口 ；與所述輸入/輸出模塊相連接的輸入/輸出接口 ；與所述通用分組無線服務模塊相連接的通用分組無線服務天線接口 ；與所述RS232模塊相連接的RS232接口 ；與所述乙太網模塊相連接的乙太網接口 ；與所述USB模塊相連接的USB接口。綜上所述，本實用新型所述的用於綜合錄井儀的數據採集裝置，實現了 CAN現場總線系統與上位機系統從硬體到軟體的完全分離，可以完全解決CAN現場總線系統對於上位機的依賴，不會發生由於上位機硬體的升級或作業系統的升級使得CAN現場數據總線系統不能正常工作的情況，甚至上位機「死機」也不會影響CAN現場數據總線系統的正常工作。其次，本實用新型形成了硬體開發工作和軟體開發工作的分界面，有利於產品的開發和維護的明確分工，同時也提高了整個綜合錄井儀採集系統的模塊化水平，有利於提高生產效率和產品維護效率。並且，本實用新型還增加了現場各通道信號故障的狀態監測，具有簡單的自診斷功能，同時還設置I/o模塊進行信號輸入輸出，結合了打點卡的功能。

圖1為本實用新型中的用於綜合錄井儀的數據採集裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型中的控制模塊的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合圖1和圖2，詳細說明本實用新型的一個優選的實施例。如圖1所示，為本實用新型所提供的用於綜合錄井儀的數據採集裝置的結構示意圖。該數據採集裝置包含:控制模塊2 ;與所述控制模塊2相連接的面板顯示模塊3和通訊接口模塊4 ;以及分別與所述控制模塊2、面板顯示模塊3和通訊接口模塊4的電源模塊I。所述電源模塊I將交流市電轉換為直流電壓，為所述控制模塊2、面板顯示模塊3和通訊接口模塊4提供工作用電。本實施例中，所述電源模塊I採用型號為CNA240-220S24-JS的開關電源，其是一種高效、寬溫度範圍的開關電源，可將交流市電220V轉換為直流24V電壓，為數據採集裝置內的各個模塊提供工作用電。如圖2所示，所述控制模塊2包含主控制器5，分別與所述主控制器5相連接的CAN模塊6、GPS模塊7、I/O模塊8、GPRS模塊9、USB模塊10、RS232模塊11和Ethernet模塊12。本實施例中，所述主控制器5採用ARM9系列晶片，具有資源豐富，低功耗和高性能，並可裝載Linux系統等優點。所述CAN (Controller Area Network,控制器區域網路)模塊6與綜合錄井儀的CAN節點相連接，獲取錄井現場的CAN傳感器所採集到的數據，具有傳輸速率高，抗幹擾能力強，安裝方便等優點。本實施例中，所述CAN模塊6最多支持64個通道，且該數據採集裝置使用了 48個CAN模塊6，即該數據採集裝置可連接48個CAN節點，從而獲取錄井現場的48路CAN傳感器所採集到的數據。所述GPS (Global Positioning System,全球定位系統)模塊7用於定位綜合錄井儀的具體位置，並可通過WEB (全球資訊網)或者GPRS (通用分組無線服務)等公共網絡傳輸至任何目的地，能為業務管理帶來極大的好處。所述I/O (Input/Output，輸入/輸出)模塊8通過I/O埠來控制綜合錄井儀的打點設備和備用報警設備，以代替現有系統中的打點卡，從而實現打點卡的功能。所述GPRS (General Packet Radio Service,通用分組無線服務)模塊9與外部其他設備通過無線通信方式進行數據傳輸，相比現有的有線通信方式，具有組網靈活、擴展容易、運行費用低、維護簡單、性價比高等優點。所述USB (Universal Serial BUS，通用串行總線)模塊10通過USB接口與外部計算機或其他設備進行數據傳輸，具有支持熱插拔的優點，而且所採用的接口通用統一。本實施例中，利用主控制器ARM9晶片內嵌的USB2.0全速12Mbits/s模塊作為USB模塊10，可通過此通信接口與外部計算機或者其他設備進行數據傳輸。所述RS232 (Recommend Standard 232,推薦標準232)模塊11是由電子工業協會所制定的異步傳輸標準接口，可通過此接口進行數據通信或者調試。所述Ethernet (乙太網)模塊12用於向上位機傳輸CAN傳感器所採集的全部數據信息。本實施例中，該Ethernet模塊12是主控制器ARM9晶片的內嵌模塊，具有快速、完整進行數據通信的特點。所述面板顯示模塊3包含電源指示單元、通訊指示單元和CAN通道指示單元。其中，電源指示單元與所述電源模塊I相連接，該電源指示單元採用單色指示燈，用於指示數據採集裝置是否通電及工作狀態是否正常。通訊指示單元分別與GPS模塊7、GPRS模塊9和Ethernet模塊12相連接，該通訊指示單元採用單色指示燈，用於指示各相應通訊模塊的工作狀態及有否數據傳輸操作。CAN通道指示單元與所述CAN模塊6相連接，該CAN通道指示單元採用雙色指示燈，用於指示CAN節點和與CAN節點相連的CAN傳感器的工作狀態。所述通訊接口模塊4包含:與所述CAN模塊6相連接的CAN總線接口，採用1R5000A20A120型5芯孔插座；與所述GPS模塊7相連接的GPS天線接口，採用SMB天線插座；與所述I/O模塊8相連接的I/O接口，採用DB型9芯插座；與所述GPRS模塊9相連接的GPRS天線接口，採用SMB天線插座；與所述RS232模塊11相連接的RS232接口，採用DB型9芯插座；與所述Ethernet模塊12相連接的Ethernet接口，採用RJ45型插座；與所述USB模塊10相連接的USB接口，採用DB型9芯插座。綜上所述，本實用新型所述的用於綜合錄井儀的數據採集裝置，實現了 CAN現場總線系統與上位機系統從硬體到軟體的完全分離，可以完全解決CAN現場總線系統對於上位機的依賴，不會發生由於上位機硬體的升級或作業系統的升級使得CAN現場數據總線系統不能正常工作的情況，甚至上位機「死機」也不會影響CAN現場數據總線系統的正常工作。其次，本實用新型形成了硬體開發工作和軟體開發工作的分界面，有利於產品的開發和維護的明確分工，同時也提高了整個綜合錄井儀採集系統的模塊化水平，有利於提高生產效率和產品維護效率。並且，本實用新型還增加了現場各通道信號故障的狀態監測，具有簡單的自診斷功能，同時還設置I/o模塊進行信號輸入輸出，結合了打點卡的功能。儘管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其特徵在於，包含:控制模塊(2);與所述控制模塊(2)相連接的面板顯示模塊(3)和通訊接口模塊(4);以及分別與所述控制模塊(2)、面板顯示模塊(3)和通訊接口模塊(4)的電源模塊(I)； 所述控制模塊(2 )包含主控制器(5 )，分別與所述主控制器(5 )相連接的控制器區域網路模塊(6)、全球定位系統模塊(7)、輸入/輸出模塊(8)、通用分組無線服務模塊(9)、USB模塊(10), RS232模塊(11)和乙太網模塊(12)。
2.如權利要求1所述的用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其特徵在於，所述電源模塊(I)將交流市電轉換為直流電壓，為所述控制模塊(2)、面板顯示模塊(3)和通訊接口模塊(4)提供工作用電。
3.如權利要求1所述的用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其特徵在於，所述控制器區域網路模塊(6)與綜合錄井儀的控制器區域網路節點相連接，獲取錄井現場的控制器區域網路傳感器所採集到的數據。
4.如權利要求3所述的用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其特徵在於，所述面板顯示模塊(3)包含電源指示單元、通訊指示單元和控制器區域網路通道指示單元； 所述電源指示單元與電源模塊(I)相連接； 所述通訊指示單元分別與全球定位系統模塊(7)、通用分組無線服務模塊(9)和乙太網模塊(12)相連接； 所述控制器區域網路通道指示單元與控制器區域網路模塊(6)相連接。
5.如權利要求3所述的用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其特徵在於，所述通訊接口模塊(4)包含: 與所述控制器區域網路模塊(6)相連接的控制器區域網路總線接口 ； 與所述全球定位系統模塊(7)相連接的全球定位系統天線接口 ； 與所述輸入/輸出模塊(8)相連接的輸入/輸出接口 ； 與所述通用分組無線服務模塊(9)相連接的通用分組無線服務天線接口 ； 與所述RS232模塊(11)相連接的RS232接口 ； 與所述乙太網模塊(12)相連接的乙太網接口 ； 與所述USB模塊(10)相連接的USB接口。
專利摘要本實用新型公開了一種用於綜合錄井儀的數據採集裝置，其包含控制模塊；與所述控制模塊相連接的面板顯示模塊和通訊接口模塊；以及分別與所述控制模塊、面板顯示模塊和通訊接口模塊的電源模塊；所述控制模塊包含主控制器，分別與所述主控制器相連接的控制器區域網路模塊、全球定位系統模塊、輸入/輸出模塊、通用分組無線服務模塊、USB模塊、RS232模塊和乙太網模塊。本實用新型具有高穩定性和高可靠性，完全解決CAN現場總線系統對於上位機過於依賴的問題，避免由於上位機硬體升級或作業系統升級或死機而使得CAN現場數據總線系統不能正常工作的情況發生。
文檔編號G08C17/02GK203012945SQ20132002682
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者趙要強, 陸永鋼 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設備有限公司