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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页第四章 录井仪传感器培训手册一CAN总线型传感器系统使用要点1. 总线通讯稳定性问题按CAN规范以125Kbps通讯速率，主干电缆长度可达到500m,接入的CAN节点可达到64只。综合录井仪接入的CAN节点在23只左右，主干电缆长度在300m以下。如果出现通讯不稳定现象(指某些节点时不时出现超时，或搜索节点时某些节点时有时无，甚至同一节点搜索到一次以上)，一般应注意以下几点：a.是否正确配接了终端电阻终端电阻应有两个，其一接在主干电缆的末端三通上，另一个已焊接在CAN适配卡上。终端电阻的作用是吸收信号线上电脉冲的多
2、余能量，防止反射形成信号混淆，而信号混淆将导致通讯错误。频繁的通讯错误，会导致CAN总线重置。如此循环将使CAN总线根本无法正常通讯。具体检查方法为：断开CAN总线与适配卡的连接，用万用表200档测量YD20的4、5脚，应在125左右。未接终端电阻，将导致通讯不稳定。如正常，还应检查YD20五个芯脚之间是否互相绝缘(万用表2M应溢出)。b.主干电缆有无分支(即总线拓扑结构是否正确)CAN总线主干电缆应从头至尾为一根“直肠子”，不允许分支。具体来讲，三通左右两端用于连接主干电缆，丁字端只能连接CAN节点，而不能接入主干电缆。尤其在主干分支达到相当长度时，CAN总线必定出现通讯不稳定现象。此时只能
3、取消主干电缆分支。正确的做法是：首先将三通接头布置在应安装的CAN节点附近，然后将主干电缆走线至各三通接头互连，而所有三通丁字端只用于连接CAN节点。c.总线工作电压CAN规范规定总线工作电压为24V。由于电流传输存在压降损失，当总线上某一CAN节点获得工作电压低于19V时，也会导致总线通讯不稳定的现象，此时可将向总线供电的开关电源输出电压调高，但不应超过26V。d.主干电缆是否有螺丝松动，引起接触不良现象主干电缆的芯线与插头的连接是靠小螺丝固定的，如果某一根线螺丝未上紧，接触不良也会出现总线通讯超时或某一个传感器超时现象，此时通讯时好时坏，当出现某一个传感器超时现象时，应注意检查对应节点的插
4、头，有无线头螺丝未上紧的现象，并排除故障。2. 总线接插件防护等级CAN总线接插件防护等级为IP65，接插件插拨可达10000次。实际使用发现密封不好，分析原因认为是现场总线未固定，而在频繁移动造成的。井场油污、泥沙等脏物进入接插件密封部位，将导致接插件防护等级下降。对此在保证电气连接正常的情况下，建议将三通等接插件用防水材料包裹好。但仍应注意包扎前接头应是干燥的。3. CAN节点保险丝问题为满足防爆强制规定，节点内装有三个快速熔断保险丝，其规格不得任意变更。不能靠增大保险丝电流规格来追求不烧保险丝，而无视可能引起的危险气体的爆燃事故。由于自复保险丝等效参数不满足CAN通讯要求，也无法应用于C
5、AN节点中。4. 三通连接的注意事项井场传感器比较集中的地方，通常会出现几只三通连用。由于三通外壳为软性塑料，如果连接超过三只，总线又未固定好，可能造成三通内插针接触不良或骁断。因此，建议使用时，相互连接的三通（中间无总线）不超过三只。为了防止传感器接头进水、泥浆或其他污染物，在安装或更换时，需用保护套对其进行保护。5. 关于CAN总线隔离栅型号的说明目前我们使用的防爆隔离栅共分三种，请在使用时注意区分：a.SK-9N01CAN总线绞车隔离栅，俗称C型节点，用于绞车传感器；b.SK-9N02CAN总线泵冲隔离栅，俗称B型节点，用于泵冲、转盘转速传感器；c.SK-9N03CAN总线模入量隔离栅，
6、俗称A型节点，用于所有4-20mA输出信号传感器；A型节点又分为二线制和三线制二种，出厂时在防爆隔离栅外壳不锈钢标牌上有所标识，三线制A节点仅用于SK-8N07电扭矩传感器，SP1102总烃检测传感器和H2S传感器（格林通），其余均为二线制。值得注意的是，安路、雪格产H2S传感器为二线制。6. CAN总线仪器泵冲回零太慢调滤波时间的操作a.退出CAN服务程序，只接一个泵冲节点传感器。b.在盘符：SK-SOFT1.40.4DLSPUMP STROKE TAO目录下,运行5016bd程序弹出c.输入节点序列号 B#。修改滤波时间TAO 一般为20-60之间，数值越大泵冲越稳定，但泵冲回零太慢，按数
7、据下载按钮,计算机显示成功后退出程序.7. CAN总线仪器绞车倒向程序使用的操作a.在：SK-SOFT1.40.4DLSDrawWork reverse的目录下,运行5016cs程序。b.输入MAC ID 节点序列号。c.按读计数方向按钮，查看方向值是0或1，然后输入原读计数方向值相反的值。d.按读计数值按钮，查看通信是否正常。二传感器原理及标定1 压力传感器1.1工作原理SK-8Y2X A系列合金薄膜传感器，由离子束溅射合金薄膜压力传感器与信号调制电路组成，适用于流体压力、差压或液位的检测，采用现代薄膜设备与刻蚀技术制造，其技术独特、性能优越，由此组成的SK-8Y2X A系列传感器，具有精度
8、高，能长期在恶劣环境下稳定工作的特点。液体介质压力/差压，作用于耐蚀不锈钢弹性膜片，使膜片产生变形，如应变原理图所示。在膜片上制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变电阻，膜片变形使电阻的几何尺寸和阻值发生改变，电桥输出相应的电信号。电子电路，将电桥输出的信号放大，并转换成标准420mA电流信号输出。保护膜P2输入合金薄膜电阻绝缘膜P1输出金属弹性体应变原理图1.2零点调校用于连续调节量程的电位器，位于电路的元件侧，有“S”标记，如下图所示。电位器上的调节螺钉可旋转25圈，超出25圈继续转动时无效。零点调节量程调节ZS零点调节电位器位于电路的元件侧，有“Z”标记，调节圈数25圈1.3 一般故障判断和
9、排除传感器无信号输出时，应首先检查加长电缆的断线或短路或传感器的工作电压是否正常怀疑压力传感器出故障，可用下列方法检查判断折下压力传感器，使其与压力计相连，根据压力传感器量程，分别测定零位、1/2和满量程时的输出值，用万用表mA流档测量2脚和3脚输出电流信号应为4mA、10mA、20mA即为正常，否则传感器有故障压力读数不正确首先检查是否缺液压油，如缺油应用加油。1.4 维护保养定期维护普通环境运行的传感器，每年应进行一次校验测量高温、腐蚀性介质或在振动条件下运行的变送器，应半年进行一次校验传感器运行5年以后，应进生一次绝缘电阻试验，绝缘电阻在500M以上，（注意只能使用电压不大于100V的绝
10、缘仪检查）2. 泵冲传感器2.1 工作原理 SK-8B03泵冲/转盘转速传感器是电感式二线制进口接近开关式传感器，用于测量泵冲或转盘转速。具有电源电压范围宽，重复定位精度高，频率响应快，使用寿命长，耐振动，耐腐蚀，防水等特点。传感器本体有显示动作的指示灯，使用方便。该传感器为电感型接近开关。当金属物体靠近传感器的端面时，使振荡减弱以至停振，施密特电路输出高电平，指示灯亮；当金属物体离开时，振荡器起振，输出低电平，指示灯灭。2.2 技术指标1 工作温度：-25 702 额定工作电压：830VDC（二线制）3 最大输出电流：100mA4 重复定位精度: 0.10mm5 垂直接近距离: 12mm6.
11、 最高工作频率: 50Hz7. 开关电压降: 6V2.3 引出脚接线规定8B03实际是三线式外部变形的接线方式，如下图 1脚： 电源 +24V2脚： 输出信号3脚： 空脚2 13 2.4 安装和使用本传感器可兼容替代同类型的接近开关传感器，泵冲速测定与转盘转速测定可选用同类型的传感器。泵冲传感器可用支架固定于泥浆泵头，或转盘的适当部位。调整被测对象感应面的位置与传感器的端面之间的最近距离在12mm以内，加上工作电压。当感应体与传感器端面接近后，指示灯亮；远离传感器时，指示灯灭。为防止野外工作时，工业用水和雨水溅落，也可将泵冲传感器固定在泥浆泵传动轴的轴端部，端部处焊接或固定一块感应面，感应面为
12、长宽各为30mm的铁片，可随传动轴旋转。其感应面与传感器端面平行，调整传感器上的螺母与铁片之间的距离在8-10mm左右，使感应距离较规定的极限尺寸留有适当的余量，以确保工作可靠。转盘转速传感器可用支架固定在转盘主动轴的适当部位，应考虑到方便安装检修，视钻机型号作出抉择。在主动轴或气囊离合器的转轴上焊接一块长宽各为30mm的铁片，其端面位置应与传感器端面接近平行，调整传感器的固定螺母，使铁片与传感器之间的距离在8-10mm左右。2.5 一般故障判断及排除a.如果泵冲、转盘转速传感器在正常状态下使用无信号输出，首先观察传感器上的指示灯是否有相应的闪烁。如指示灯常灭或常亮，应检查加长电缆是否断路或短
13、路。b.确定加长电缆正常后，则测试传感器的工作电压，在密封插头的1、2脚之间应有相应的工作电压。c.如工作电压正常，可用金属物体靠近传感器的端面，指示灯应亮，远离时应灭，否则传感器损坏。d.若传感器无损坏，应调整传感器与被测物体之间的距离，直到指示灯的亮、灭正常。e.应注意不使金属屑或带有金属屑的油污玷污感应面，以免造成磁短路而造成传感器误动作。安装点尽量避免阳光直射和雨淋，以提高其可靠性。3. SK-8J05G绞车传感器3.1 工作原理SK-8J05G绞车传感器是一种增量型旋转编码器，将它安装在绞车轴上后，就可以监测钻井过程中绞车轴的角位移变化，通过计算机处理就可以得到钻井时大钩的高度位置变
14、化，从而测得钻井深度。SK-8J05G绞车传感器内部装有两只光电开关，并配有一片带12齿的遮光片，当遮光片随绞车轴转动时，分别阻断或导通传感器内两只相位差为90度的光电开关间隙中的红外光线，从而使光电开关产生两组相应的电脉冲信号，供后级仪表检测。3.2 技术指标a.工作电压：5VDC10%b.工作温度：-4085c.编码盘齿数：12d.最大转速： 2000rpm 3.3 引出脚接线规定1脚：信号线A 2脚：信号线B3脚：+5VDC 4脚：0V本传感器配有密封式YD20型的四芯插头 可加接75m或100m的信号电缆。3.4 保养和维护绞车传感器安装好后，要将护罩装上，如果护罩长度尺寸小于传感器安
15、装后的长度，建议将护罩外移。由于井场使用环境较差，尽管传感器本身采取了一定密封措施，但长期暴露使用仍可能对接插件及传感器金属本体产生腐蚀，建议加强外部防溅措施以提高其寿命的可靠性。加接电缆时应注意铺设的电缆不妨碍井场工作人员的现场操作，并且不易被砸碰，损坏且架设安全、可靠。3.5 一般故障判断及处理如果绞车传感器在绞车轴旋转过程中，无信号输出，即两路脉冲信号或一路脉冲信号出故障，首先应检查加长电缆的断线或短路。以及接口的输出电压是否正常。如果确定传感器电缆完好则可能是传感器感光元件，表面受污染造成的，只要将传感器下部的两只螺钉拧下，就可取出传感器的电路板，用软织物清洁光敏元件表面。（注意：清洁时要小心，因为电路板进行过防水绝缘处理，清洁时不要破坏绝缘）。清洁后再将电路板装入，拧紧螺钉即可。如故障仍未排除，则是电路板损坏，建议返厂维修，如因特殊原因需要现场更换时要注意焊完
