介紹：使用NI FieldPoint硬件設(shè)備和LabVIEW實(shí)時(shí)軟件" title="實(shí)時(shí)軟件">實(shí)時(shí)軟件來設(shè)計(jì)可靠的定制控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)。

??? Schlumberger(斯倫貝謝)有限公司是一家全球化的油田和信息服務(wù)公司，主要業(yè)務(wù)集中在能源領(lǐng)域。公司為業(yè)內(nèi)的市場提供實(shí)時(shí)技術(shù)服務(wù)和解決方案，幫助用戶將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為有用的信息，作為決策的參考。

??? 在過去幾年中，Schlumberger開創(chuàng)性地在阿拉斯加推出連續(xù)油管鉆探(CTD)作業(yè)，這項(xiàng)新技術(shù)能夠探明被忽略的石油儲量并提高生產(chǎn)效率。連續(xù)油管鉆探使用了盤繞在卷軸上的超長油管。在被推入井眼之前，油管先被拉直，在運(yùn)輸和存放時(shí)再重新盤繞到卷軸上。由于節(jié)省了鉆探時(shí)的連接時(shí)間，相對于連接式油管鉆探作業(yè)，Schlumberger所采用的連續(xù)盤繞式油管加快了作業(yè)流程。在這個(gè)北美最大" title="最大">最大的油田中幾乎一半的新油井使用了連續(xù)盤繞式油管進(jìn)行鉆探。

安全第一
??? 盡管連續(xù)油管鉆探系統(tǒng)有著巨大的優(yōu)勢，它能提升安全性和生產(chǎn)效率，減少對環(huán)境的影響，最大限度降低對地層的損害，同時(shí)提升鉆探的性能，但阿拉斯加斯倫貝謝（Schlumberger）普拉德霍灣（ Prudhoe）油田的作業(yè)經(jīng)理們還在尋求一種定制的整合系統(tǒng)。他們希望為鉆探技術(shù)員和操作員尋找一套自動(dòng)化后備系統(tǒng)，能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)的作業(yè)提供后備控制器，并為不同的泵機(jī)設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)的操作員接口。設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的定制系統(tǒng)可以增加系統(tǒng)內(nèi)置的安全冗余性，在保障生命的同時(shí)節(jié)約金錢。

??? Schlumberger為了尋求這樣的解決方案，與B&BT公司簽訂合約。BBT總部位于新墨西哥州，是NI公司的指定系統(tǒng)集成商之一，主要經(jīng)營各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，有相當(dāng)豐富的使用LabVIEW和FieldPoint技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，利用這兩種技術(shù)開發(fā)的應(yīng)用涵蓋從汽車，石油，天然氣到軍事和航天等各個(gè)領(lǐng)域。

在對Schlumberger的系統(tǒng)需求進(jìn)行評估之后，我們確定系統(tǒng)的關(guān)鍵需求如下：

??? .可靠性
??? .堅(jiān)固性
??? .嵌入式控制" title="嵌入式控制">嵌入式控制
??? .數(shù)據(jù)記錄" title="數(shù)據(jù)記錄">數(shù)據(jù)記錄
??? .通信

??? 由于系統(tǒng)需要具備可靠性以及數(shù)據(jù)記錄，嵌入式控制等一系列高級功能，我們建議使用運(yùn)行在FieldPoint控制器上的LabVIEW 實(shí)時(shí)系統(tǒng)。我們和Schlumberger協(xié)作設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)化的軟泵機(jī)整合系統(tǒng)，在主機(jī)出現(xiàn)失效，閑置或關(guān)機(jī)等情況時(shí)作為后備的控制器。

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Schlumberger使用NI FieldPoint硬件設(shè)備和LabVIEW實(shí)時(shí)軟件來設(shè)計(jì)可靠的定制控制系統(tǒng)

自動(dòng)化帶來的更多控制功能
??? 軟泵機(jī)整合系統(tǒng)主要由五個(gè)部分組成－個(gè)人計(jì)算機(jī)，SPI控制盒，引擎，傳輸和泵機(jī)。系統(tǒng)的核心是控制盒，我們的設(shè)計(jì)中使用了具有數(shù)字輸入和輸出，模擬輸入，兩個(gè)頻率模擬轉(zhuǎn)換器以及一個(gè)電池后備電源的FieldPoint 2000實(shí)時(shí)模塊。使用NI LabVIEW實(shí)時(shí)模塊開發(fā)的定制軟件提供了簡單易用的標(biāo)準(zhǔn)控制接口，帶有用戶可配置的警報(bào)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄功能?？刂葡到y(tǒng)與中央監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信，能夠完成遠(yuǎn)程關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)中任意泵機(jī)系統(tǒng)的操作。

??? 我們還在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中引入了許多其它的安全保障裝置，包括“看門狗”模式，該模式對所有引擎參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并在某參數(shù)超過預(yù)設(shè)的“正常值限制”時(shí)關(guān)機(jī)。系統(tǒng)能夠監(jiān)控液面，通過調(diào)節(jié)閥門維持一定的泵機(jī)液面。另外，如果泵機(jī)操作員的筆記本電腦失去連接，控制盒會將引擎?zhèn)鬏斣O(shè)為中間值，并將閥門閑置?？刂坪袆t繼續(xù)監(jiān)測引擎參數(shù)，一旦液面超過限制就關(guān)閉引擎。在筆記本電腦恢復(fù)連接之后，操作員可以重新登錄。

??? 如果另一臺筆記本電腦連接到控制盒上，控制盒會將設(shè)置上傳到新操作員的筆記本電腦中，以便繼續(xù)進(jìn)行控制。所有的校準(zhǔn)設(shè)置，警報(bào)水平，控制流程都保存在控制盒當(dāng)中。FieldPoint模塊支持熱插拔，現(xiàn)場維護(hù)只需要很短的時(shí)間。