【正文】 其探頭信號(hào)延長(zhǎng)線與出口接線盒出口電導(dǎo)率相連接。 數(shù)據(jù)采集模塊選型本系統(tǒng)選用北京阿爾泰AD、DA數(shù)據(jù)采集卡PCI8735型數(shù)據(jù)采集模塊。5V、177?？砂聪聢D連接成模擬電壓?jiǎn)味溯斎敕绞剑?2路模擬輸入信號(hào)連接到AI0～AI31端，其公共地連接到AGND端。 　選擇通道 　啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 RS232于1962年發(fā)布的，命名為EIA232E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為了保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。因此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用的是RS485串行通信方式。 輸出：RS485標(biāo)準(zhǔn) 隔離：3000VDC 溢流及漏失實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是針對(duì)以上問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的。利用通用工業(yè)組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用工程項(xiàng)目，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)或用戶的需求發(fā)生變化時(shí)，不需要做很多的修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)。每個(gè)用戶根據(jù)工程的實(shí)際情況，采用通用工業(yè)組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備(包括：PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、智能儀表等)的I/O Driver、開(kāi)放式的畫(huà)面制作工具和數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以完成一個(gè)具有動(dòng)畫(huà)效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，且不受行業(yè)的限制。絕大多數(shù)流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都采用了SQL語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)。 高效的。 易于安裝、部署和使用。例如，在組態(tài)環(huán)境下，禁止普通人員進(jìn)入查看或修改組態(tài)參數(shù)；或是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)于某些重要運(yùn)行參數(shù)是不允許普通人員進(jìn)行修改的。如圖45： 圖45 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)界面數(shù)據(jù)顯示 1）實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線是根據(jù)被測(cè)參數(shù)的瞬時(shí)值隨時(shí)間的變化而繪制出的變量—時(shí)間關(guān)系曲線圖。如圖48所示： 圖48 歷史趨勢(shì)曲線3）專(zhuān)家報(bào)表 專(zhuān)家報(bào)表提供了類(lèi)似于Excel的電子表格功能，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜形式的報(bào)表格式，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供方了一個(gè)方便、靈活而又高效的報(bào)表設(shè)計(jì)系統(tǒng)。軟件數(shù)據(jù)采集是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，通過(guò)實(shí)時(shí)采集鉆井作業(yè)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、曲線繪制、數(shù)據(jù)報(bào)表生成與查詢以及報(bào)警記錄等模塊提供數(shù)據(jù)來(lái)源。雙擊選擇“變量”菜單下的“I/O設(shè)備組態(tài)”，在彈出的窗口中依次選擇“MODBUS”,“標(biāo)準(zhǔn)MODBUS”，“ MODBUS（RTU串行口）”。通過(guò)裸數(shù)據(jù)無(wú)法直接對(duì)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由于數(shù)據(jù)采集模塊采集的電流信號(hào)與經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換過(guò)后的裸數(shù)據(jù)之間是成線性關(guān)系的，通過(guò)在組態(tài)軟件中編譯程序，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行標(biāo)度變換，可以把裸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理值，直接利用物理數(shù)值來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。工作人員還可以通過(guò)設(shè)置來(lái)查詢歷史報(bào)警記錄，對(duì)已經(jīng)發(fā)生了的異常情況的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)警記錄報(bào)警記錄分為實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警兩類(lèi)。圖411 I/O設(shè)備組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)傳感器輸出的是4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊采集并轉(zhuǎn)換為與輸入電流信號(hào)相對(duì)應(yīng)的0～65535的裸數(shù)據(jù)。RS485串口通訊方式采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，與RS232通訊方式相比可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信。 圖49 數(shù)據(jù)查詢 軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的參數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)傳感器轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后成為相應(yīng)的數(shù)字量，但是這些數(shù)字量?jī)H僅對(duì)應(yīng)了被測(cè)參數(shù)值的大小，并不是原來(lái)帶有量綱的參數(shù)值。如圖47所示：圖47 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線 2）歷史趨勢(shì)曲線歷史趨勢(shì)曲線是根據(jù)保持在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)隨著歷史時(shí)間的變化而繪制出來(lái)的二維曲線圖。如圖4圖44所示： 圖43 用戶身份驗(yàn)證 圖44 系統(tǒng)用戶管理界面顯示 1）監(jiān)測(cè)界面監(jiān)測(cè)界面中，主要是用圖形動(dòng)畫(huà)的形式描述鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，可以模仿鉆進(jìn)過(guò)程、起鉆過(guò)程、下鉆過(guò)程和關(guān)井循環(huán)四種情況。 監(jiān)測(cè)軟件功能模塊設(shè)計(jì) 軟件總體構(gòu)架圖本系統(tǒng)采用力控Forcecontrol ，通過(guò)各種組件可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。 智能的。它具有以下特點(diǎn)： 可信任的。SQL語(yǔ)言的主要功能就是同各種數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系，進(jìn)行溝通。通用工業(yè)組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法封裝起來(lái)，用戶不需要掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)，就可以很好地實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能。 開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)介紹 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介組態(tài)軟件是過(guò)程控制和數(shù)據(jù)采集中的專(zhuān)用軟件，它為用戶提供了簡(jiǎn)捷的操作方法和良好的開(kāi)發(fā)界面，其預(yù)設(shè)置的各種軟件功能模塊可以非常容易實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，同時(shí)還能與各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O設(shè)備相連，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相結(jié)合，為控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。下面是實(shí)物連接方式如圖317： 圖317 數(shù)據(jù)采集總體框架圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)通常，在鉆井作業(yè)中都是通過(guò)錄井錄取鉆井工程資料的信息，再經(jīng)綜合分析后，獲得鉆井工況、事故等信息。 通訊速度自適應(yīng) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用的是北京阿爾泰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 DAM3210型RS485轉(zhuǎn)變RS232模塊，該模塊的主要技術(shù)參數(shù)如下：并為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，電子工業(yè)協(xié)會(huì)又于1983年在RS422的基礎(chǔ)上制定了RS485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即是允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一個(gè)總線上，并且同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)的特性，擴(kuò)展了總線共模范圍幅度，后更名為T(mén)IA/EIA485A標(biāo)準(zhǔn)。 去A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果：分兩次讀取，先取高8位，然后取出低四位，取出的數(shù)十六位，低四位為零。 　延時(shí)程序　　16路模擬輸入信號(hào)正端接到AI0～AI15端，其模擬輸入信號(hào)負(fù)端接到AI16～AI31端，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與PCI8735板共用模擬地AGND。此種方式主要應(yīng)用在干擾較大，通道數(shù)相對(duì)較少的場(chǎng)合。1LSB系統(tǒng)測(cè)量精度：%工作溫度范圍： 40℃ ～ +85℃存儲(chǔ)溫度范圍：40℃ ～ +120℃DI 數(shù)字量輸入功能通道數(shù)：16路電氣標(biāo)準(zhǔn)： TTL兼容高電平的最低電壓：2V低電平的最高電壓：DO數(shù)字量輸出功能通道數(shù)：16路電氣標(biāo)準(zhǔn)： TTL兼容高電平的最低電壓：低電平的最高電壓：上電輸出：低電平 數(shù)據(jù)采集模塊的使用方法AD單端輸入連接方式單端方式是指使用單個(gè)通道實(shí)現(xiàn)某個(gè)信號(hào)的輸入，同時(shí)多個(gè)信號(hào)的參考地共用一個(gè)接地點(diǎn)。該模塊的主要技術(shù)指標(biāo)如下： 圖332 數(shù)據(jù)采集卡圖 AD 模擬量輸入功能轉(zhuǎn)換器類(lèi)型：AD7321輸入量程(InputRange)：177。它取決于系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的參數(shù)的數(shù)量；分辨率：指的是數(shù)據(jù)采集設(shè)備能夠區(qū)別兩個(gè)鄰近模擬電壓的能力，它反映了A/D轉(zhuǎn)換器所能分辨的模擬輸入信號(hào)的最小變化量，一般用A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)來(lái)表示；輸入模擬信號(hào)范圍：傳感器輸出的模擬信號(hào)必須處于所選數(shù)據(jù)采集卡輸入信號(hào)的范圍內(nèi)，這樣才能夠被數(shù)據(jù)采集卡準(zhǔn)確處理；最高采樣頻率：采樣頻率指的是采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)時(shí)，相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間間隔的倒數(shù)。該傳感器沒(méi)有電極老化的問(wèn)題，二位手動(dòng)量程開(kāi)關(guān)組合檔。該產(chǎn)品有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能。這兩個(gè)線圈和導(dǎo)線可以看作是兩個(gè)理想變壓器。當(dāng)傳感器處于空氣中時(shí)，由于空氣的磁導(dǎo)率很小，在次級(jí)線圈中感應(yīng)出的電流很小。PT1000 測(cè)量電流：PT100 mA 自熱系數(shù)：／mW（0℃時(shí)） 溫度系數(shù)：TCR=3850ppm/K當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中有溫度發(fā)生變化時(shí)，所測(cè)得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)中的平均溫度。如圖33所示：圖33 電容式靶式流量計(jì)圖37 立壓傳感器安裝 鉆井液溫度傳感器 鉆井液溫度的變化可間接反映地?zé)嵛镔Y含量，是監(jiān)測(cè)異常壓力的重要參數(shù)。 防護(hù)等級(jí)：IP65 IP67 安裝位置 在正常的條件下，電容式靶式流量計(jì)像閥門(mén)那樣螺栓固定在管道上的。 量程比：1：15 工況溫度：196～+500℃適用于各種氣體、液體及蒸汽等介質(zhì)的測(cè)量，如圖傳感器選型 雖然可以精確測(cè)量液體流量的傳感器較多，如電磁流量傳感器、渦輪流量傳感器、超聲波流量傳感器等等，但是受鉆井現(xiàn)場(chǎng)安裝條件和鉆井液性能的影響，目前能夠有效用于鉆井液出口流量測(cè)量的傳感器并不是很多，綜合錄井比較常用的是靶式流量傳感器。 ρ——工況下介質(zhì)密度（kg/m3）當(dāng)介質(zhì)在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能通過(guò)阻流件（靶）時(shí)而產(chǎn)生的壓差，并對(duì)阻流件有一作用力，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，其數(shù)學(xué)方式表達(dá)如下：F=CdAρ然后將特制的金屬架固定在鉆井