ACME采集控制管理平臺儀器組件設計與開發(fā)

陳江浩，張悅， 王成龍，余衛(wèi)東

（中國石油集團測井有限公司技術中心，陜西西安710077）

ACME采集控制管理平臺儀器組件設計與開發(fā)

陳江浩，張悅， 王成龍，余衛(wèi)東

（中國石油集團測井有限公司技術中心，陜西西安710077）

ACME采集控制管理平臺是EILog成套測井裝備的控制中樞，作為ACME系統4大組成部分之一的儀器組件庫控制著所有掛接儀器的實時數據處理和控制。描述了ACME采集軟件平臺儀器組件的設計原則、接口定義和應用規(guī)范。為提高組件開發(fā)效率，減少缺陷發(fā)生，提出采用代碼模板的方法，快速搭建儀器組件框架。詳細介紹了利用代碼模板開發(fā)儀器組件的步驟以及注意事項。由于采用組件化技術，整個儀器的每個模塊設計成單獨儀器組件，可同步調試開發(fā)和自由組合測井，既保證了儀器研制進度又提高了系統靈活性。ACME采集軟件已掛接不同系列的常規(guī)和成像測井儀器共135支，測井10 000余井次，原始資料合格率達到100%，在國內外16個地區(qū)得到成功應用。

測井軟件；ACME；設計模式；軟件架構；組件代碼模板；接口定義；模塊化設計

0 引 言

測井采集軟件平臺ACME［1－2］（Acquisition Control Management Expert）是一套通用的測井采集控制軟件平臺，是EILog［3］（Express and Image Logging System）高精度快速與成像測井系統的重要組成部分，其主要任務包括儀器數據采集、數據實時處理、測井過程監(jiān)控等。ACME采用多層分布式系統架構，利用面向對象的設計思想，大量使用組件化技術，使軟件平臺的可擴展性、可維護性到和可靠性都得到了極大提高。軟件組件化技術是一種在應用程序之間互相訪問對象的機制，它將面向對象的方法提升到系統級，最大程度上實現了軟件代碼的復用。ACME采集軟件利用組件化技術實現測井儀器的組件化，形成了一套規(guī)范的儀器組件庫，滿足了不同測井任務情況下，儀器組件的動態(tài)加載、調用和卸載等功能。

本文詳細介紹了ACME測井采集軟件儀器組件接口標準、組件應用規(guī)范以及組件模板，并給出了測井儀器組件開發(fā)的詳細步驟以及實際應用例子。

1 儀器組件系統設計

EILog測井系統涵蓋了多種系列的常規(guī)測井儀器和成像測井儀器，不同儀器的參數和處理方法各異。通過對不同儀器在實時測井計算中的輸入輸出參數和處理邏輯進行分析，可以抽象出統一的儀器調用接口。ACME主控程序通過調度儀器統一接口實現不同儀器串的實時處理運算，使得處理算法和主控程序在邏輯上相互分離。在組件接口的設計中堅持標準化、模塊化、組件化的設計原則，組件內部遵循高內聚和低耦合的開發(fā)思路。由于儀器組件與儀器組件之間、儀器組件與系統平臺之間要進行頻繁的交互，在主控模塊內部實現了平臺服務組件，儀器組件請求的系統平臺服務都是通過該組件調用完成。儀器組件之間的消息傳遞也是通過平臺服務組件進行中轉的。

圖1 儀器組件和系統平臺組件關系圖

平臺服務組件與儀器組件的關系見圖1。

1.1 儀器組件接口規(guī)范

儀器組件接口規(guī)范主要包括儀器組件接口、儀器組件通訊接口、平臺服務組件接口、儀器屬性接口等規(guī)范。其中儀器屬性接口是統一訪問儀器屬性的接口，每個儀器組件都聚合了各儀器屬性接口對象，實現對儀器輸出曲線信息等屬性的訪問。系統采用標準接口語言IDL實現對組件接口的描述。

1.1.1 儀器組件接口

儀器組件接口函數詳細說明見表1。

表1 儀器組件接口說明表

1.1.2 系統平臺組件接口

系統平臺組件接口函數詳細說明見表2。

表2 系統平臺組件接口函數說明表

1.1.3 儀器消息通知接口

儀器消息通知接口只有一個DoNotify函數，儀器組件通過實現該接口實現與其他組件的通信。它和系統平臺組件接口的SendNotify和GetTool－Code函數配套使用。以給HYGR組件發(fā)送消息為例，代碼如下：

1.2 儀器組件應用規(guī)范

儀器組件開發(fā)完成后，儀器組件必須按照系統的調度模型進行運行。當系統根據當前測井項目服務表依次加載儀器組件后，會調用OpenTool函數打開所有的儀器組件。儀器組件在該期間主要工作就是初始化資源，包括內存的申請和前端初始化等。之后，系統會繼續(xù)調用組件的Log＿Init和Log＿LoadAsset函數，做進一步的與測井過程相關的初始化。系統會調用LoadToolWnd和LogAuxWnd函數，加載儀器組件的窗口界面。至此，儀器組件的初始化結束。根據測井數據采集的驅動模式（時間或深度驅動），系統會通過回調LogSetData函數與儀器組件交換數據。儀器組件通過Logprocess函數進行數據處理，并進行輸出。測井結束時，系統依次調用Log＿Term（）和CloseTool對儀器組件申請的資源進行釋放。儀器組件應用流程圖見圖2。

圖2 儀器組件應用流程圖

1.3 組件代碼模板的實現

C＋＋組件實現技術主要包括微軟公司的COM／DCOM［4］（Component Object Model）技術和OMG（Object Management Group）組織的CORBA（Common Object Request Broker Architecture）技術。微軟公司的COM／DCOM在Windows操作系統上已經是成熟的標準，ACME采集軟件平臺采用COM技術作為組件代碼的實現標準。開發(fā)COM組件，在微軟開發(fā)工具Visual C＋＋中主要是通過ATL［5］（Active Template Library）庫作為COM組件的開發(fā)工具。

ATL庫是一套標準的輕量級模板庫，能夠快速開發(fā)高效、簡潔的代碼，同時對COM組件的開發(fā)提供代碼自動化生成。通過使用ATL庫實現COM組件相關封裝，儀器組件開發(fā)重點側量于測井業(yè)務邏輯。但是由于ATL庫大量的使用了COM技術和模板類技術，其生成的代碼包含了復雜的技術，這對快速開發(fā)高質量的儀器組件造成了很大的困擾。為了進一步提高ACME組件開發(fā)效率，ACME軟件平臺提供了一套組件開發(fā)代碼模板，用戶可以通過開發(fā)向導簡單點擊鼠標來生成儀器組件框架（見圖3）。

圖3 儀器組件開發(fā)向導

2 儀器組件開發(fā)步驟

基于微軟公司的Visual Studio.net 2003開發(fā)的ACME2.0采集軟件，其儀器組件開發(fā)步驟如下。

（1）利用開發(fā)向導生成代碼框架。向導根據選項會自動生成組件的框架代碼。

（2）確定儀器的基本參數。主要是確定儀器的長度、重量、原始上傳幀的大小、幀數據項含義，通過儀器配置管理工具對儀器的配置信息文件XML進行對應的修改。注意原始數據幀大小一定要配置正確，系統通過該參數向儀器遙傳請求上傳數據。

（3）了解儀器的處理方法，確定儀器組件的輸出曲線。主要包括曲線名稱、曲線的數據類型描述、曲線的縱橫向分辨率等參數。系統利用這些參數自動計算組件輸出數據的大小。

（4）根據儀器的特點，編寫用戶交互界面。系統已經默認生成CLogWnd和CAuxWnd窗口類，可以在這個界面基礎上根據需要添加特定窗口（見圖4）。界面工作任務主要是實現刻度界面和相關控制，計算并生成刻度文件和刻度報告，還包括刻度文件的加載、儀器控制命令的下發(fā)等。

（5）實時處理方法的實現。這是整個儀器組件實現的最關鍵部分，了解儀器原始數據的含義，根據儀器處理方法，實時計算并輸出處理結果。主要工作就是實現LogSetData（）和LogProcess（）函數。其中要注意輸出曲線的濾波，必須使用系統提供的標準濾波器。

圖4 儀器組件定制窗口

3 現場應用

圖5 儀器組件庫

目前ACME2.0采集軟件已經掛接了不同系列的常規(guī)和成像測井儀器共135支（見圖5），測井10 000余井次，原始資料合格率100%，在國內外16個地區(qū)得到成功應用。由于EILog系統儀器系列眾多，儀器組件庫分為EILog05、EILog06、WTC、3506、3508、模擬、脈沖等8個系列。其中地層動態(tài)測試儀組件比較有特點，儀器共由13個模塊組成，目前已經組裝了4個模塊。采用儀器組件技術開發(fā)，整個儀器的每個模塊設計成一個儀器組件，可以同步調試開發(fā)和自由組合測井，既保證了儀器的研制進度又提高了系統的靈活性（見圖6）。

圖6 地層測試儀組件界面

4 結 論

（1）每個組件單獨開發(fā)、編譯、調試和測試，這種可以并行開發(fā)的模式提高了軟件的開發(fā)效率，適應測井儀器不斷發(fā)展更新的需要。

（2）組件化技術要求組件之間采用標準接口進行調用，有利于代碼統一，在實際應用中，采用統一高效的代碼作為模板，使儀器組件代碼得以實現標準化，極大地提高了儀器組件開發(fā)的效率，減少了軟件缺陷。

（3）儀器掛接方便，擴展性強，只要按接口規(guī)范實現組件，就可以被平臺自動識別，也可以及時定制儀器組件組合包，方便不同區(qū)塊的應用。

（4）可以快速地進行故障排除。軟件模塊化設計，代碼之間都是松耦合關系，當發(fā)現故障時，很容易判斷故障發(fā)生位置，并獨立修改該組件，系統其他部分不需要修改，就可以排除故障。

［1］ 陳江浩，陳文輝，余衛(wèi)東，等，ACME測井采集控制管理平臺開發(fā)與應用［J］.石油儀器，2010，24（5）：77－79.

［2］ 陳江浩，陳文輝.EILog測井系統采集軟件平臺系統設計［J］.測井技術，2008，32（3）：257－259.

［3］ 湯天知.EILog測井技術現狀和發(fā)展思路［J］.測井技術，2007，31（2）：99－102.

［4］ Box Don.Essential COM［M］.New Jersey：Addison－Wesley Professional，1997.

［5］ Tom Armstrong，Ron Patton.，TL開發(fā)指南［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2000.

ACME Instrument Component Design and Development

CHEN Jianghao，ZHANG Yue，WANG Chenglong，YU Weidong
（Technical Center，China Petroleum Logging CO.LTD.，Xi’an，Shaanxi 710077，China）

ACME is the control center of EILog logging system.As one of four parts of ACME，the instrument component library controls and manages all the real time data processing and control of the all matched logging tools.Described are design principle of the components，interface definition and application specification.In order to improve the components development efficiency and reduce defects，proposed is a method using the code template to rapidly build instruments component framework.Introduced in detail are steps of developing components with code template and eye－catching points.Due to the components technology，each EILog module is designed with an independent component，which could be debug synchronously and make free combination loggings，thereby，not only ensuring the instrument development schedule but also improving the system flexibility.ACME has worked with 135conventional and imaging downhole logging tools in different logging series，and has operated successfully over 10 000times in 16areas at home and abroad.The raw log data acceptability reaches up to 100%.

log software，ACME（Acquisition Control Management Expert），design model，software framework，componentc code template，interface definition，modular design

TE19

A

2012－3－5 本文編輯 王小寧）

1004－1338（2012）04－0406－04

陳江浩，男，1975年生，碩士，高級工程師，從事測井軟件的開發(fā)工作。