Распределительный БР2, Устройство и работа - Геолого-технологические исследования в процессе бурения

БР-207-02

Блок распределительный БР2 ГЭЛС. ХХХХХХ.001 предназначен для подключения и согласования технологических датчиков с системой сбора, обеспечивая стабилизированое питание, защиту, гальваническую развязку.

Рабочие условия эксплуатации:

Температура окружающей среды, С от -50 до +50

Относительная влажность воздуха, %, не более 95

Напряжение питания, В Незаземленное, от 26 до 36

Технические характеристики

Подключаемые устройства
Датчики сети MicroLan, шт	8
Питающее напряжение, V	+112
Максимальный ток нагрузки, mA	100
Интерфейс канала связи	1Wire
Типы поддерживаемых датчиков	Градусник, уровнемер, датчик ходов насоса
Универсальные цифровые датчики, шт	3
Питающее напряжение, V	+91
Максимальный ток нагрузки, mA	120
Интерфейс канала связи	RS-485
Возможность реконфигурации	Есть
Габаритные размеры БР2, мм	375420230
Масса, кг	Не более 13

В состав БР2 входят:

Кросс плата БР2 КПБР-2214-02;

Плата импульсного стабилизатора СТИ-231-01;

Два модуля питания МГП-223-02;

Корпус;

.Размещение блоков в БР2 (крышка слева, разъемы внизу)

Устройство и работа

БР2 подключен к станции ГТИ через БР1 с помощью одного кабелея. Этот кабель обеспечивают подвод питания и информационных сигналов. БР2 стабилизирует питание и обеспечивает защиту его от перегрузки.

Плата импульсного стабилизатора преобразует входное напряжения 30В в стабилизированое напряжение 12В. Полученным стабилизированым напряжением 12В запитываются модуль питания и блок ввода цифровых каналов.

Модуль генератора питания гальваноразвязки МГП 233 формирует из стабилизированного питания 12В два напряжения - переменное 12В и галванически развязанное стабилизированое напряжение 5В. Переменное напряжения необходимо для формирования гальванически развязанного питания на модулях кросс платы БР-2. С модуля питания оба напряжения поступают на кросс плату БР-2.

На кросс плате БР-2 размещены модули которые обеспечивают необходимые сигналы и питающие напряжения для подключения датчиков.

Модуль МСД-211-02 обеспечивает управления дегазатором, опрос датчиков по цифровому каналу MicroLan и измерение аналоговых сигналов с низким разрешением. Модуль МВУ-225-01-L обеспечивает двуполярное гальванически развязанное питание 24В и преобразование ток-напряжение для датчика типа LT1000-SI/SP58. Модуль МВУ-225-01-Д обеспечивает гальванически развязанное напряжение управления включение-выключения дегазатора, а также нормирование аналогового сигнала потребления дегазатора для модуля МСД-211-02.

Плата импульсного стабилизатора СТИ-231-01

Стабилизатор предназначен для преобразования нестабилизированного напряжения 30В в стабилизированное напряжение 12В с защитой по перегрузки.

Модуль генератора питания гальваноразвязки МГП-223

Модуль генератора питания гальваноразвязки МГП 233 (далее в тексте МГП) предназначен для питания модулей ввода унифицированных переменным и постоянным напряжением. Он питается стабилизированным напряжением 12 В и вырабатывает переменное напряжение прямоугольной формы амплитудой 6 В и частотой 50 кГц, гальванически связанное с источником питания, и стабилизированное постоянное напряжение +5 В, гальванически развязанное с напряжением питания. Максимально допустимая потребляемая мощность нагрузки по выходу переменного тока 9 Вт, а по выходу постоянного тока 1 Вт.

Датчик геологический измеритель

Модули ввода унифицированные МВУ-225 (далее в тексте МВУ) предназначены для питания электронных устройств постоянным гальванически развязанным нестабилизированным напряжением и обеспечивают защиту источника питания от короткого замыкания. Они вставляются в разъемы кроссплаты и не имеют собственных клеммников. Модули, в конце обозначения которых имеются дополнительные символы, выполняют дополнительные функции. Буквы соответствуют следующим функциям:

Т - питание датчика напряжением 20 В при токе питания до 80 мА, согласование сигнала постоянного тока 0-20мА со входом АЦП. Выход датчика соединяется с нулем АЦП;

Н - питание датчика напряжением 20 В при токе питания до 80 мА, согласование сигнала постоянного напряжения 0-10В со входом АЦП. Выход датчика соединяется с нулем АЦП;

W - питание датчика напряжением 12 В при токе питания до 80 мА, оптронную развязку интерфейса MicroLAN;

W1 - питание датчика напряжением 12 В при токе питания до 80 мА, передачу сигнала MicroLAN без гальванической развязки;

Д - управление дегазаторов, согласование схемы контроля потребляемого тока дегазатора со входом АЦП. Выход датчика соединяется с нулем АЦП;

L - питание датчика тока типа LT1000-SI/SP58 двухполярным напряжением 20 В, и согласование входного сигнала со входом АЦП. Выход датчика соединяется с нулем АЦП.

Кросс плата БР-2 КПБР-2214-02

Кросс плата БР-2 КПБР-2214 предназначена для объединения модулей МВУ, МСД в одно целое функциональное устройство и обеспечения коммутации с технологическими датчиками. Схема расположения разъемов модулей и клеммников показаноа на рис.3.3.

Возможные неисправности и способы их устранения

Вид неисправности	Причина	Метод устранения
Не работает датчик сети MicroLan	Не исправен МВУ	Заменить МВУ
Отсутствует питание	Проверить питающее напряжение на модуле МВУ и МГП.
Обрыв в соединительном кабеле	Проверить соединения и устранить обрывы и замыкания
Не работает модуль МВУ на кросс плате.	Отсутствует питание на кросс плате	Проверить МГП-233 и электрические соединения.
МВУ	Заменить МВУ

Пульт бурильщика

1 Назначение

Пульт бурильщика ИПБ-280-15 представляет собой комплекс для визуального контроля технологической информации, предназначенный для использования в наземных системах сбора геолого-технологической информации в процессе бурения.

ИПБ-280-15 позволяет контролировать следующие параметры процесса бурения:

Положение талевого блока

Положение долота над забоем

Забой

Вес на крюке

Нагрузка на долото

Крутящий момент на роторе

Проходка

Скорость проходки

Расход на входе

Расход на выходе

Давление в манифольде

Плотность бурового раствора

Баланс долива

Суммарное содержание легких и тяжелых газов

Все выше перечисленные параметры выводятся на пульт бурильщика в цифровом виде. Некоторые параметры продублированны светодиодными индикаторными линейками, для удобства визуального наблюдения.

В низу на пульте бурильщика находится строка сообщений, с помощью которой бурильщику может быть послана произвольная информация, необходимая в процессе бурения. Также на пульте предусмотрена световая и звуковая сигнализация выхода некоторых параметров за пределы установленного диапазона.

Пульт бурильщика связан с системой сбора информации кабельным каналом связи (стандарт RS485). По этому каналу от системы сбора поступают, собранные и обработанные, (с установленных на буровой датчиков) данные.

Пульт предназначен для использования в составе станции ГТИ "Разрез-2", или аналогичной, имеющей совместимые с прибором интерфейс и протокол.

2. Технические характеристики

Интерфейс канала связи RS-485

Протокол HDLC

Напряжение питания 36 вольт

Потребляемая мощность не более 30Вт

Диапазон рабочих температур -50 / +80 С

Габаритные размеры 550х450х100мм

Масса 15кг

Название параметра	Диапазоны	Чувствительность	Формат цифровой
( кол-во индикат-ов )	Индикатора	Индикации
Вес на крюке,	1) 0-100 тс	1тс - 1 индикатор	000,0
( 100 индикаторов )	2) 0-200 тс	2тс - 1 индикатор
3) 0-300 тс	3тс - 1 индикатор
4) 0-400 тс	4тс - 1 индикатор
5) 0-500 тс	5тс - 1 индикатор
Индикатор для множителя	1,2,3,4,5	0
( вес на крюке )
Нагрузка на долото,	0-25 тс	0,333тс-1индикатор	00,0
( 75 индикаторов )
Глубина забоя,	0-10000 м	0000,0
Над забоем,	0-10000 м	0000,0
Тальблок,	0-50 м	00,0
Проходка на долото,	0-1000 м	000,0
Скорость проходки,	1) 0-10 м/ч	0,25м/ч-1индикатор
( 40 индикаторов )	2) 0-20 м/ч	0,5 м/ч-1индикатор
3) 0-30 м/ч	1 м/ч-1индикатор
4) 0-40 м/ч	2 м/ч-1индикатор
5) 0-50 м/ч	4 м/ч-1индикатор
Индикатор для множителя	2,4,6,8,10	0
( проходки )
Крутящий момент,	0-5 т*м	0,125т*м-1индикатор
(40 индикаторов )
Расход на входе,	0-80 л/c	2 л/с-1индикатор	00,
(40 индикаторов )
Расход на выходе,	0-80 л/c	2 л/с-1индикатор	00,
(40 индикаторов )
Суммарное газосодерж-ние	0-20 %	0,5% -1индикатор,	00,0
(40 индикаторов )
Давление на насосах	0-250 атм	000,
Плотность раствора	0-2,5 г/см3	0,00
Баланс долива	0-+-20 м3	+00,0
Информация	16 знаков

Параметры, имеющие индикаторы выхода за установленные

Диапазоны (индикатор один на оба предела) :

Вес (max)

Нагрузка (max)

Момент (max)

Расход на входе (min, max)

Расход на выходе(min, max)

Газосодержание (max)

Плотность(min)

Давление (min, max)

Баланс -+.

Сигнал по выходу из диапазона - включение индикатора;

Возвращение в диапазон - выключение индикатора

Звуковое сопровождение :

Сирена

Прерывистый с высокой частотой

Прерывистый с более низкой частотой.

Сирена - выход газосодержания за верхний предел,

Прерывистый с высокой частотой - выход остальных за верхний предел.

Прерывистый с низкой частотой - выход остальных за нижний предел.

Приоритеты по звуку :

Газосодержание (max)

Расход на выходе(max)

Момент (max)

Плотность (min)

Давление (max)

Расход на выходе(min)

Расход на входе (max)

Нагрузка (max)

Баланс -+.

Если одновременно несколько параметров выдут за границы заданного диапазона, то звуковое сопровождение будет производиться для параметра, который в вышеуказанном списке занимает более высокую строку.

3. Состав изделия

Блок контроля состоит из 4-х функционально законченных модулей, размещенных в металлическом корпусе.

Пульт бурильщика состоит из следующих составных частей:

Плата индикатора веса и момента на роторе (ИВМ-450-15)

Плата индикатора глубин и талевого блока (ИГТ-451-15)

Плата индикатора расхода ПЖ и содержания горючих газов (ИРГ-452-15)

Плата индикатора скорости проходки (ИСП-453-15)

Плата индикации строки сообщений (ИСС-454-15)

Плата модуля управления индикацией (МУИ-455-20)

Плата регистра символа строки (РСС-457-15)

Стабилизатор импульсный 4В 5А (СТИ-231-01-4В)

Стабилизатор импульсный 12В 5А (СТИ-231-01-12В)

Микроконтроллер датчика сетевой унифицированный (МСДИ-206)

Плата акустического усилителя (СНД-459-20)

4. Устройство и работа

На вход пульта бурильщика, через входной разъем 2РМ18Б7Ш, на микроконтроллер датчика сетевого унифицированного (МСДИ-206), информация поступает в цифровом виде по двухпроводным линиям связи, в стандарте RS485.

Далее, прошедшие обработку, пакеты данных поступают на плату модуля управления индикацией (МУИ-455-20) и плату строки сообщений (ИСС-454-15) по однопроводной асинхронной линии связи). На плате модуля управления индикацией расположен микропроцессор AT89LV52, который осуществляет обработку полученного пакета данных и рассылает информацию, по конкретным индикаторам, на платы :

Индикатора веса и момента на роторе (ИВМ-450-15)

Индикатора глубин и талевого блока (ИГТ-451-15)

Индикатора расхода ПЖ и содержания горючих газов (ИРГ-452-15)

Индикатора скорости проходки (ИСП-453-15).

Также платы модуля управления индикацией осуществляется управление яркостью всех индикаторов на пульте бурильщика.

Плата строки сообщений (ИСС-454-15), получая ту же информацию, что и МУИ-455-20 , выполняет следующие функции :

Вывод сообщения на индикацию

Запись сообщения в память

Чтение сообщения из памяти с выводом на индикацию

Подача звукового сигнала

Передача информации о яркости на МУИ-455-20

Пульты бурильщика выпускаются в нескольких модификациях - ИПБ-280-13, ИПБ-280-15. Эти изделия полностью взаимозаменяемы и имеют одинаковую схему подключения внешних кабелей, входные и выходные характеристики. Функциональная, принципиальная и монтажная схемы блоков ИПБ-280-13 и ИПБ-280-15 немного отличаются, и в приложениях приведены схемы на поставляемый вариант.

Плата управления (МУИ-455-20)

Конструкция

Плата модуля управления индикацией представляет из себя конструктивно законченный модуль. В центре платы, на панельке, установлен микропроцессор AT89LV52. Рядом с этим микропроцессором расположены пять буферных микросхем IN74AC245N, выходы которых выведены на разъемы, расположенные по краям платы. Также на плате расположен генератор, обеспечивающий синхронизацию всех плат, на которых имеется микропроцессорное управление.

Работа

Принцип работы платы модуля управления индикацией основан на получении микропрцессором пакета информации от микроконтроллера датчика сетевого унифицированного (МСДИ-206) и, распределения полученной информации по конкретным платам: