綜合錄井儀RS—485總線接口系統(tǒng)常見故障及排除方法

高明莉

【摘 要】目前國內(nèi)外主流綜合錄井儀主要采用的是RS-485總線接口系統(tǒng)，但是在長期持續(xù)的現(xiàn)場錄井工作中，這類數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)許多故障。在硬件方面主要是485工作站號采集不到絞車、泵沖信號以及部分接口箱的信號；軟件方面則主要是串口設(shè)置、“CHANNEL”各參數(shù)通道設(shè)置、絞車參數(shù)設(shè)置、傳輸參數(shù)設(shè)置、新模擬量模塊、脈沖量模塊設(shè)置等出錯(cuò)。本文通過分析RS-485總線接口系統(tǒng)基本原理，針對常見的故障提出了一些可行性的排除方法。

【關(guān)鍵詞】RS-485總線；常見故障；排除方法；錄井

目前國內(nèi)外主流綜合錄井儀主要采用的是RS-485總線接口系統(tǒng)，但是在長期持續(xù)的現(xiàn)場錄井工作中，這類數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)許多故障。本文在了解RS-485總線接口系統(tǒng)的原理的基礎(chǔ)上，通過分析RS-485總線接口系統(tǒng)的常見故障產(chǎn)生的原因，旨在提出一套科學(xué)合理的解除故障的方法，對現(xiàn)場錄井施工起到一定的參考作用。

一、RS-485總線接口系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

RS-485總線接口系統(tǒng)主要包括：一個(gè)室內(nèi)單元和四個(gè)室外接口箱。 室內(nèi)單元內(nèi)封裝一個(gè)模擬量模塊（ID5）和一個(gè)RS485轉(zhuǎn)RS232模塊，采集H2S5、CO2等模擬量信號，并且留有多個(gè)未定義擴(kuò)展口。實(shí)現(xiàn)RS485信號轉(zhuǎn)換為RS232信號，并傳給采集計(jì)算機(jī)。四個(gè)室外接口箱分別是：鉆臺(tái)、泥漿出口、泥漿入口、擴(kuò)展接口箱。

鉆臺(tái)接口箱。鉆臺(tái)接口箱內(nèi)封裝兩個(gè)總線模塊，箱體安裝在鉆臺(tái)附近，分別是模擬量模塊（ID2）和脈沖量模塊（ID6），分別采集懸重、套壓、立壓、扭矩、頂驅(qū)扭矩、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速、H2S1、H2S2等模擬量參數(shù)，以及絞車、轉(zhuǎn)速、泵沖1、泵沖2等脈沖量參數(shù)。箱體內(nèi)還裝有脈沖信號調(diào)理模塊，對脈沖量進(jìn)行處理。

擴(kuò)展箱。擴(kuò)展箱可以作為鉆臺(tái)箱的擴(kuò)展或備用，也封裝了兩個(gè)總線模塊，分別是模擬量模塊（ID4）和脈沖量模塊（ID7）。

出口箱。出口箱內(nèi)封裝一個(gè)模擬量模塊（ID1）。

入口箱。入口箱內(nèi)封裝了一個(gè)模擬量模塊（ID3），該總線接口系統(tǒng)通過7個(gè)RS-485模塊完成40路模擬信號和14路脈沖信號的采集。

RS-485總線接口系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分，硬件系統(tǒng)完成井場所有工程信號調(diào)理、采集以及向RS-485總線信號的轉(zhuǎn)換；軟件系統(tǒng)運(yùn)行在485工作站上，完成來自RS-485模塊的工程數(shù)據(jù)標(biāo)定、顯示、存儲(chǔ)、傳輸、后臺(tái)回放等工作。

二、RS-485總線接口系統(tǒng)常見故障及排除

針對RS-485總線接口系統(tǒng)容易產(chǎn)生的常見故障，本次研究在分析傳感器數(shù)據(jù)處理流程的基礎(chǔ)上，提出了一套科學(xué)、合理、系統(tǒng)的排除故障方法。

1.RS-485工作站采集不到絞車、泵沖信號排除辦法

針對485工作站采集不到絞車、泵沖信號的問題，說明脈沖量模塊以上環(huán)節(jié)，包括：總線、室內(nèi)單元中的485轉(zhuǎn)232模塊及串口線均正常；問題出在脈沖量模塊以下環(huán)節(jié)，包括：絞車傳感器、絞車電纜、接線板、安全柵、絞車板、脈沖量模塊。判斷故障原因時(shí)，可以跨過絞車電纜、接線板、安全柵幾個(gè)環(huán)節(jié)，直接接在絞車板測試。絞車傳感器通電后，可以用萬用表測試出絞車傳感器性能的好壞。脈沖量模塊在正常通訊時(shí)，指示燈是閃爍的，可以通過更換絞車信號通道來測試。泵沖信號采集不到也可用此辦法解決。

2.RS-485工作站采集不到接口箱的信號排除辦法

如果RS-485工作站采集不到所有室外接口箱的信號，故障原因通常在總線上，檢查一下485總線信號A、信號B是否接反，檢查一下總線電纜是否有破損地方。同理，如果485工作站采集不到部分接口箱的信號，故障通常發(fā)生在故障接口箱之間總線上。

3.RS-485工作站軟件設(shè)置出錯(cuò)排除辦法

RS-485工作站軟件設(shè)置出錯(cuò)時(shí)應(yīng)該根據(jù)不同的模塊規(guī)范操作流程，仔細(xì)檢查出錯(cuò)的步驟。

①采集串口設(shè)置出錯(cuò)，原因一般是各應(yīng)用模塊前沒有選中對應(yīng)的名稱。

②“CHANNEL”各參數(shù)通道設(shè)置出錯(cuò)。根據(jù)選中的RS-485采集模塊，下表列出了相應(yīng)的通道配置情況。雙擊傳感器通道，可配置相應(yīng)的參數(shù)。如果該通道不接收任何參數(shù)，則應(yīng)選擇相應(yīng)參數(shù)為NULL，禁止發(fā)生一個(gè)參數(shù)出現(xiàn)在多個(gè)通道的現(xiàn)象。

③絞車參數(shù)設(shè)置。本系統(tǒng)采用脈沖量完成對大鉤高度的采集，需要收集絞車滾筒的各種參數(shù)，將實(shí)際數(shù)據(jù)輸入軟件并重新對參數(shù)進(jìn)行賦值。

④傳輸參數(shù)設(shè)置。點(diǎn)擊“ZH-2 SETUP”后需要在參數(shù)庫中選取出所需要的參數(shù)。

⑤新模擬量模塊、脈沖量模塊設(shè)置。進(jìn)行新模塊軟件設(shè)置，首先RS-485室內(nèi)單元斷電，在模塊側(cè)面有狀態(tài)撥碼，分別為Init和Normal，把模塊狀態(tài)撥到相應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行依次修改。

三、結(jié)論

（1）在現(xiàn)場錄井工作中，RS-485總線接口系統(tǒng)使用時(shí)通常出現(xiàn)的故障主要包括：硬件方面的485工作站號采集不到絞車、泵沖信號以及部分接口箱的信號和軟件方面的串口設(shè)置、“CHANNEL”各參數(shù)通道設(shè)置、絞車參數(shù)設(shè)置、傳輸參數(shù)設(shè)置、新模擬量模塊、脈沖量模塊設(shè)置等出錯(cuò)。

（2）用萬用表測試出絞車、泵沖傳感器性能可以排除工作站信號采集不全的故障；如果采集不到部分接口箱的信號時(shí)先檢查485總線信號A、信號B是否接反，再檢查一下總線電纜是否有破損地方；軟件方面的問題要仔細(xì)排查，安裝規(guī)范步驟進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周發(fā)舉.RS-485總線技術(shù)在錄井儀數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，31（2）：27-28