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第一章ECLIPS-5700硬件系统第一节系统简介一、ECLIPS地面系统概述ECIPLS-5700数控测井地面系统是美国ATLAS公司90年代开发生产的新一代测井地面数据采集系统。该系统采用功能很强的工作站作为主机及高速数据通讯的WTS遥传系统。软件以多任务、多用户的UNIX操作系统为基础，大量采用现代图象处理显示技术。通过配备阵列化、成像化及大信息量为特点的新一代井下仪器，实现以多参数采集、多任务分时处理为特点的实时测井数据采集、控制和处理。为客户提供常规和成像测井图件及记录数据，并能完成井壁取心、射孔和测井数据的现场通讯传输及现场测井数据的初步分析处理等服务。图1.1.1为ECLIPS-S型地面系统外观图。ECLIPS5700系统通过采用先进的数字数据采集技术和先进的图象显示技术来保证测井数据的质量。其具有如下特点：1、该系统记录的数据包括仪器的原始信号、经过刻度的工程值和处理后的数据。由于记录了仪器的原始信号，所以出现刻度误差时可以用不同的参数重新处理测井资料。2、刻度值和校验值全部都可显示出来，由操作员确认，超差数值会闪亮，引起操作员的注意。3、可采用多窗口显示核测井仪器所获得的能谱及声波类仪器所获得的波形。通过用户控制这些窗口既可显示原始数据，也可显示处理过的数据，以便操作员进行实时测井数据的质量控制。4、可以在主要测井曲线上实时重叠显示重复曲线，以验证曲线的重复性。5、实时绘制交会图，使操作员可以根据预期的模型验证测井响应的正确性。6、实时环境校正，以消除测井质量控制过程中操作员的主观评估成分。7、实时相似校正，以验证声波波形资料的完整性。8、采用人员安全和数据保护系统。9、通过采用高端的计算机技术及冗余设计简化数据采集和处理过程，缩短现场工作时间并保证系统的可靠性。ECLIPS系统服务平台可用于全部以WTS方式传输和以传统的电缆遥测传输（3508，3506，3504）的下井仪器。其主要服务项目包括：核磁共振测井（MREX）、数字声波测井（DAL）、微电阻率扫描成像测井（STAR）井眼声波成像测井、（CBIL）交叉多极子阵列声波测井、（XMAC）、高分辨率感应测井（HDIL）、数字能谱测井（DSL）密度测井（ZDL）、Z、补偿中子测井（CN）、双侧向测井（DLL-S）、薄层电阻率测井（TBRT）重复式电缆地层测试测井（FMT）、六臂地层倾角测井（HDIP）、分扇区水泥胶结测井（SBT）及常规裸眼测井、套管井测井、工程测井系列，并兼容所有的CLS-3700测井仪器。ECLIPS5700系统的硬件主要由下井仪器供电和下井仪器测井信号耦合、从井下采集数据并发送命令到井下仪器的遥传子系统、进行测井控制及数据计算和输入输出管理的主机部分或地面采集系统以及系统供电和备用电源所构成。现在使用的ECLIPS系统有几种组合，我们将介绍的是现在使用较为广泛的ECLIPS-S和ECLIPS-SⅡ系统。ECLIPS-S系统有两个型号既标准系统和增强型系统，增强型系统实际上就是两个标准系统连接在一起，即所有的面板都是双套的（除了5712绞车面板外），与ECLIPS-S标准系统没有什么差别。二、下井仪器供电和信号耦合ECLIPS–S数字控制的接线控制面板（5756DLCP）提供了电源的分配和信号耦合。它是由ECLIPS操作系统启动时自动配置服务的。换个说法是5756DLCP面板内部的继电器和开关的位置是由测井服务表OTC根据测井仪器串的内容设置的。但是操作工程师还必须根据电缆连接配置的目的来设置前面板的几个开关，这些开关的位置通过检测系统监测传给-1-操作系统。图1.1.2是ECLIPS-S系统供电线缆连接图图1.1.1ECLIPS-S地面系统图1.1.2ECLIPS-S供电线缆连接图-2-5756DLCP面板控制着来自下井仪器和5750DASP面板的信号的方向。它把5750DASP面板的数据送到下井仪器，把来自下井仪器的数据馈送到5750DASP面板背后的信号分配板(SDB)。三、地面信号流程在ECLIPS系统中所有的地面测量信号（深度、张力、磁记号、SP自然电位），都是通过地面接口板到5750DASP后背板的信号分配板(SDB)。这些信号被耦合到ESP板（编码器信号处理板），在ESP板上被数字化，送给RAP板（实时采集处理板）用于深度码的处理。这些信息以RS232的传输格式传送到5712绞车显示面板显示。ESP板产生的深度间隔脉冲经过RAP处理后产生中断驱动采集系统。测井数据都是从5756DLCP面板的LOGIN送到5750DASP面板的信号分配板SDB，SDB从板馈送到WSP信号采集处理板，WSP板中进行解码后通过VME总线送到实时采集处理板进在行处理。在5750系统中的ESP、WSP、和RAP的插板在ECLIPS-SⅡ系统的5752采集面板中都能使用。通过RAP处理这一步后，RAP实时处理系统通过网络系统把数据送到主采集计算机。实时处理系统和主采集计算机是两个不同的系统。标准的ECLIPS-S系统和增强型ECLIPS-S系统在地面信号处理方面有一点小的差别，主要差别在于增强型系统有两个DASP面板，也就是说它有两个ESP板，而标准型的只有一个DASP面板，即只有一个ESP板。因此，增强型可以在两个DASP面板中进行多事务处理。图1.1.3ECLIPS-S地面信号流程图四、备用电池和系统供电UPS控制器和UPS电池和在一起组成备用供电系统。其用途是提供一个稳定的AC电源和在发电机失效时提供备用电源。UNIX操作系统要求在系统的有效电源突然失效时用于关闭操作系统，已避免突然掉电对系统造成的损坏。同时也要求备用电源系统有足够的能量，供给地面系统的主要部分，使他们能够正常工作，使下井仪器能够安全的提升到套管内（因为在仪器上提过程中要监视深-3-度和张力，保证下井仪器安全的返回地面），这两项内容是在系统中使用UPS的主要目的。UPS主要由三部分组成：一部分是AC充电；一部分是逆变部分；一部分是备用电池。AC充电部分是将AC电源转换成DC电源，并提供足够的DC电流保证备用电池的充电和逆变部分的输出负荷。逆变部分是将DC电压转换成AC电压输出，它需要AC充电部分和图1.1.4UPS组成连接图电池提供直流电流来维持输出电压。这种结构可以在AC有效电源和DC的电池电源之间产生可靠的无峰转换。2044UPS/2045外部电池替代了2042/2043和2040/2087两种产品，2044UPS自动给2045电池充电，电源从AC到电池和从电池到AC也是自动完成的。同时2044UPS还防止了AC有效电源中的尖峰脉冲、瞬间暂停、频率和相位的变化，也就是起到了净化电源的作用。电源面板的供电既可以从交流电源总线提供，也可以从2044UPS控制器提供，UPS控制器可以对AC电源进行调整和校正，并可以在交流总线电源失效时由备用电池2045提供能量，输出标准的交流电源供面板使用。2044UPS控制器可以在没有2045备用电池的情况下独立运行，它内部的电池可在10A电流的情况下提供15分钟的电能，如果它与2045备用电池同时运行，则它可以提供全部地面系统正常运行59分钟的电能。通常2044UPS控制器和2045备用电池提供以下设备电源●CPU●显示器●外部存储设备●主处理器单元●主显示处理单元（绞车面板）●采集单元●无线通讯系统五、地面采集硬件ECLIPS-S系统是一个可增减的系统，它使用两块CPU，CPU的使用是有分工的，一个作为显示主机，一个作为处理主机。CPU2总是配置成为显示和绘图。因为EISA绘图卡只连接CPU2，尽管增强型系统有2块CPU。只是为了提高系统的时效性和安全性。典型的配置是一个负责数据处理，一个负责绘图显示。在特殊情况下你可以配置任何一个CPU单独工作，但是只有CPU2有能力绘图。在ECLIPS-S系统中，采集机作为一个插板安装在5750面板中，而在ECLIPS-SⅡ系统-4-中，采集机是一个独立的面板，即5753主计算机和5752采集面板。主机是HP3600计算机，它拥有一块CPU和两块图形显示卡，由于它只有一块CPU，所以只要求一个键盘和一个鼠标。绘图是通过以太网驱动（HPJetDirect）一个网络绘图仪适配器连接到绘图仪来完成的。使用多CPU和多处理器操作系统（UNIX）允许多个处理器同时运行来完成任务。由于每个CPU它自己是多任务的，任务分配器在同一时间只能把众多任务中的一个分配给CPU，同时必须保证在各个程序之间使用的公共数据的安全。六、总线类型在ECLIPS系统中共有4种总线和一种网络连接。1、以太网络连接对于标准ECLIPS-S系统，网络系统是由CPU1、CPU2、RAPA组成。对于增强型ECLIPS-S系统，网络系统是由CPU1、CPU2、RAPA、RAPB组成。每一个连接有一个唯一的网络地址。同时网络提供了一个接口，能够与其它的ECLIPS系统上连接，也能够与其它的网络系统上连接，如DOS、WINDOWS、LINUX等操作系统的网络系统。在每个网络连接电缆的末端必须有一个50欧姆的平衡终端子。以太网对传输距离比较敏感，一般最大传输距离约为180米。2、SCSI总线ECLIPS系统使用SCSI数据总线连接所有外围设备驱动器，每一个计算机有一个SCSI总线与之连接，每一个设备有一个唯一的地址，SCSI总线可以连接7个SCSI设备，SCSI0即到SCSI6。SCSI总线对长度要求比较严格，它的长度不得大于6米。3、RS232总线RS232总线是一种计算机通用总线，RAP实时采集处理计算机是通过RS232总线与绞车显示控制计算机相连接，两个计算机之间通过RS232协议进行通讯，传送数据。在系统范围内，从显示主机和处理主机传送到UPS控制器的SHUTDOWN信号是通过RS232总线传送的。另外，还有一条RS232总线连接主机算计和RAP实时采集计算机，用于固化RAP实时采集机中的操作系统和应用程序。4、RS485总线RS485总线也是一种计算机的通用总线，它是建立在RS232总线上的一种总线，RS485总线只在ECLIPS-S和ECLIPS-Ⅱ系统中使用，5756DLCP数字控制接线面板和5750DAPS或5752采集面板之间通讯使用了RS485总线。5、EIAS总线EIAS总线也是一种计算机通用总线，它在5750DAPS面板与绘图仪卡之间的通讯使用。而在5753计算机系统中使用网络绘图仪。为了使通讯稳定可靠，在所有以上提到的总线的末端都必须加有终端子（如果通讯有问题，首先应该检查终端子是否连接好）。如果不正确的使用终端子将导致不可预测的结果。第二节5750DAPS面板一、概述5750DAPS面板是一块标准的数据采集和处理面板，5750机箱内部采用的是VME总线，基于惠普的HP-9000系列700型工作站，原型是743i的VME总线板的计算机。DAPS面板是ECLIPS-S系统的心脏，在内部包含了几块PC插板，两块EISA板，是绘图仪接口板，一块信号分配板，主处理机控制内部和外部的SCSI设备。在图中你会看到这些功能是如何组合在一起的。-5-标准的ECLIPS-S系统中的一块DAPS面板，内有两块HP-743i处理板，他们是互相独立的。在增强型ECLIOS-S系统中包含两块DAPS面板,每一块面板中有一块HP-743i处理机，以下描述为标准型系统。DAPS面板的电路组成：●两块相同的内部供电电源●两块（2）HP-9000系列的700型743iVME总线的计算机插板，每一块计算机板上装有128MB的随机存储器。●摩托罗拉的VME162板，实时采集处理板（RAP）板上有512KB的SRAM，4MB的DRAM，4MB的FLISH存储器。●电缆信号处理板（WPS）板由两个IxthosLXD7232数字信号处理器（DSP）板。（现在使用的是四块LXD7232数字信号处理DSP板组成）●信号分配板（SDB）。●UFO-EISA双绘图仪接口板。●绘图仪多路输出板。●编码器信号处理（ESP）板。●X.25-HPEISA可编程串行接口（P