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1、操作手册第一章 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

2、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

3、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（

4、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

5、、 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-S 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（5756 DLCP）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

6、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 1.1.1 ECLIPS-S 地面系统图 1.1.2 ECLIPS-S 供电线缆连接图 -2-5756DLCP 面板控制着来自下井仪器和 5750 DASP 面板的信号的方向。 它把 5750 DASP 面板的数据送到下井仪器，把来自下井仪器的数据馈送到 5750 DASP 面板背后的信号分配 板(SDB)

7、。 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 5750 DASP 面板的信号分配板 SDB， SDB 从 板馈送到 WSP 信

8、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-S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

9、两个 DASP 面板中进行多事务 处理。图 1.1.3 ECLIPS-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

10、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 1.1.4 UPS 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

11、 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 2044 UPS 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。 2044 UPS 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 2044 UPS 控制器和

12、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

13、个插板安装在 5750 面板中， 而在 ECLIPS-S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 HP 3600 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 （HP Jet Direct ）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

14、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

15、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。

16、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-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 5750 DAPS 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，

17、 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。

18、-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 743i VME 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

19、（WPS）板由两个 Ixthos LXD7232 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-HP EISA 可编程串行接口（PSI）适配器。 状态显示板。 内部 SCSI 驱动器（硬盘、RWD 光驱、磁带机等） 。 *迟后一些的版本安装了 744i 型 CPU。增强型的系统在每一块 DAPS 面板中只有一块 HP CPU。图 1.2.1 65750 内部结构图 - -二、供电电源 惠普 HP 748i 型主机架包含两

20、块耐用型电源。两块电源在型式上是一样的，下电源用于 VME 总线的插槽 1、2，4 个 EISA 插槽和内部的 SCSI 驱动器。上电源用于 VNE 总线的插 槽 3 到插槽 8，参考下面的结构方块图。 还有第三块电源没有显示出来，它被安装在 DAPS 面板的最底部，这个电源被用于信 号分配板 （SDB） 的供电。 通过二级管也可以为连接在接口板上的深度编码器和张力计供电。 电源的输出为 12V 和+5V。 三、HP 743i 型 VME 总线计算机板 HP-9000 系列的 743i/100 VME 总线计算机板使用了一块 PA-RISC 7100LC 型的 CPU，它 运行主频为 100M

21、HZ，操作系统使用 HP-UX 9.05 或更新的版本。 在 HP-PA 工作站的每一个 VME 总线插槽内的计算机板都拥有自己所需要的 I/O 接口， 每 一个 743i 型的计算机板有自己的 128MBRAM，和软件运行所要求的完整的硬件电路支持 VME 总线，I/O，图形显示控制器。 当开始从硬盘驱动器上运行 ECLIPS 软件时， 配置文件就被下载到这些计算机板上运行。 因此， 在这些计算机板上就有决定程序功能的软件配置表和任务表。 这些任务包括数据采集、 数据处理、数据存储和绘图，在 UNIX 操作系统任务调度器的调度下有序地进行。 这个计算机板的一些其它特征 存储器-743i 型计

22、算机板使用的是 60ns 基于 TSOP 的存储器板， 在每一块 743i 计算机板上有两块 64MB 的存储器板，共 128MB 的存储器。 系统图形显示卡-在每一块计算机板上安装了一块能支持 1280*1024 显示分辨 率的图形显示卡。 在计算机板上的接口-HP 并口、SCSI（AUI） 、PS/2（键盘和鼠标两个口） 、标准图 1.2.2 5750 供电电源图图 1.2.3 HP743i 计算机板-7-的 RS232 串口两个（串口 1 用于控制 UPS 控制器，串口 2 用于下载采集机的程序） 、音频输 出（Audio）口一个、SCSI RWD 驱动口一个、SCSI 磁带机驱动口一个

23、。 注意： 不论如何配置 5750DAPS 工作站系统， VME 总线插槽 1 上的 743i 计算机板为主计算机 在 板（CPU2） ，在标准系统中插在 VME 总线插槽 3 的计算机板为辅助处理计算机板（CPU1） 。 图 1.2.3 为计算机板的主要结构，包括各个连接头的功能。 观看计算机板前面的插座， 标有系统使用的各种功能。 通常音频插座没有连接音频输入， 因此， 没有使用音频输入功能， 只从扬声器插孔连接了一个安装在键盘合中的小扬声器作为 音频输出。 复位开关是一个上下两置的钮扣式开关， 在下面是软件重新启动系统。 在上面位置是硬 件复位重新启动系统，这个复位信号在 VME 总线上

24、产生。这个开关的功能对于在 DAPS 前面 扳的按钮开关是无效的。 SCSI 接口插座支持系统中 7 个 SCSI 设备，由于在系统中有两块计算机板，两块计算机 板的 SCSI 总线是互相独立的。 同时支持外部 SCSI 设备， 这些设备通过电缆连接到多介质存 储面板 5755 中。 标有 LAN 记号的插座是以太网线插座，一个（AUI）接口通过（MAU）连接器可以连接到 支持以太网的任何系统上， 他被安装在 DAPS 面板的顶部。 有三个 MAU 连接器,其中有两个与 743i 计算机插板相连,另一个于 RAP 插板相连接。 Video 输出插座与一个显示器相连接，由于有两块计算机板，有两个

25、 Video 输出口，每 一块计算机板支持一个显示器。 在每个计算机板上有两个 RS232 串连接口，串口 1 连接到 UPS 控制器用于关闭系统电 源，串口 2 连接到 RAP 的控制台接口，用于升级或重写 RAP 的程序。对 RAP 板的操作必须 在 XWINDOWS 窗口打开的情况下进行。 鼠标接口用于连接鼠标，键盘接口用于连接键盘，在系统中有两块计算机板，因此有两 个鼠标接口和两个键盘接口，既配置两个鼠标和两个键盘。 在 743i 计算机板上的 BOOT ROM，他的功能是运行自己的诊断测试程序，对板上的主 要电路进行诊断测试，如果系统硬件存在问题，则红色（RED）的系统故障指示灯会点

26、亮， 绿色的（LED）将指示出存在的问题。图 1.2.4 为 HP743i 计算机板的功能方框图图 1.2.4 HP743i 功能方框图 -8-四、实时采集处理板（ RAP） 实时采集处理板 （RAP） 是遵循摩托罗拉 MVME162 总线协议的前置采集板， ECLIPS 与 系统中早期使用的 MVME147 插板类似。 MVME162 板是基于 MC68040 微处理器构建的， 它的主频为 32MHZ， 拥有 16MB DRAM 的内存，两个通用串口，四个 DMA 通道和 10MHZ 的以太网卡接口。图 1.2.5 使用图解的图 1.2.5 RAP 板方式说明了 RAP 板上关键元件的位置，

27、特别是连接插头的位置。 RAP 板通过 VME 总线与其它的 VME 总线上的资源进行通讯。 RAP 同时也通过 IP-ADIO 板控制信号分配板。RAP 板是 RS485 总线的主控制计算机，图 1.2.6 是两个附加板 IP-ADIO 的结构图。图 1.2.6 IP-ADIO 结构图。完成初始化配置是通过同时按下 Abort 和 Reset 键进入 Debug 程序来完成的。另外在电-9-路板上电的时候，激活 RESET 开关也有同样的效果；他可以擦除存储器并且初始化。Abort 开关终止正在执行的任务，并且指示没有激活的区域。 PSOS+是一个商用软件，作为实时操作系统安装在 RAP 中

28、，允许贝克阿特拉斯的实时 采集软件在这个实时操作系统上运行。 MVME162 板的详细描述摩托罗拉关于 MVME162 安装指南的第一部分厂商的支持文 件和参看制造装配过程。 注意 一般情况下 RAP 板安装在 MVME162 总线插槽的第四槽。如果不安装在插槽 4 中需要 更改在总线背面的以太网络连接插头的位置。 由图 1.2.6 可以看出有两块工业级标准的电路模块安装在 RAP 板上，一块的硬件是 （IP-Serial） 支持两个附加的通用串口。 ， 另一块的硬件是 （IP-ADIO） 他包含有 A/D 和 D/A ， 通道，而且它能支持多种输入和输出。 IP-Serial 提供了两个通道

29、的高速串口通讯，一个是 RS232-D 另一个是 RS485。通过电 缆从 J5 连接到信号分配板的 J101 从 SDB 信号分配通过 J13 输出，用于在 5712 绞车显示面 板上显示测井参数。可多点连接的 RS485 总线通过 J14 输出到不同的面板，起到监视控制 功能，这些功能包括设置 DLCP 缆芯控制面板的继电器，从 5711 模拟器面板选择信号源， 控制 UPS 控制器， 控制 AC 交流面板和 DC 直流面板的供电等。 在将来软件完善后的 ECLIPS 测井系统中有 7 个终端使用 RS485 总线。 双 IP-ADIO 是由用于仪器控制的数字输入和输出、模拟输入和输出组成

30、的。有 16 个模 拟通道，可输入对地的信号输入，可以用于差分信号输入，也可以使用两种信号混合输入。 有两个抗脉冲干扰的模拟输出通道， 独立支持三个不同的输出范围。 现在没有使用这些模拟 输入和输出，但他保留了这些接口用于将来的信号输入和输出。最多可有 68 根数据线用于 输入和输出， 这取决于用户对这些数据线的配置， 这些数据线大多数用于控制信号连接到信 号分配板 SDB。选择接收、发送。选择增益，设置多路选择开关等。 五、电缆信号处理板（WSP） 1、P/N 164224-001 和 164224-002 注意：部件号为 164224-001 和 164224-002 版本用于 5750B

31、A，5750CA，5750EA，5750FA， 5750FC。 电缆信号处理板是由两个 IXTHOS IXD7232 数字信号处理器（DSP）组成。每个板有两 个 DSP 通道，在系统中有两块 WSP 板，共有 4 个 DSP 通道。 （现在使用的 WSP 板在一块 板上安装了 4 块 DSP 处理器， 既一块板有 4 个 DSP 通道）使用的是 ANALOG 的 ADSP-21020 。 DSP 数字信号处理心片。每一个 DSP 通道都可以对基于慢彻斯特码的遥测系统和各种模拟 量进行编码和译码。 每一个 DSP 处理器拥有他自己的 IXI I/O 端口，另外有独立的 512KB 的数据存储器

32、 SRAM（128K X 32）卡和 192KB 的程序存储 SRAM（32K X 48）卡。ADSP-21020 使用的是 改进型哈佛结构的总线。WSP 板的每个 DSP 处理器的最高传送速率为 100MB。WSP 板的结构 和外观图参看图 1.2.7 在 RAP 板和 WSP 板之间通过 VME 总线建立了一个专用的协议，用于数据的采集、增 益控制、信号传输等。 2、P/N184718-000 注意： P/N184718-000 版本只用于 5750BB，5750CB，5750DB，5750FB，5750BC，5750CC， 5750DC 和 5750FD 系统。 电缆信号处理板（WSP）由 4 块 SHARC ADSP-2106x 数字信号处理器（DSP）组成，- 10 -由控制程序把他分成两组， 每两个一组。 每个 ADSP-2106x 数字信号处理芯片包含一个 DSP 通道，在一块 WSP 板上共有 4 个 DSP 通道。使用 SHARC 数字信号处理器 ADSP-2106x 的 DSP 通道可以对基于慢彻斯特码的谣传系统和个种不同的模拟量进行编码译码。图 1.2.7 双通道 WSP 板在每一个 DSP 内部有巨大的双端口内存和独立的 I/O 端口，另外在内部还有 4MB 的随