一種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置控制系統(tǒng)，包括中央控制臺(tái)、冗余PLC控制器、液壓泵站控制單元、樁腿機(jī)旁控制單元、樁腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置和CCTV監(jiān)控裝置。本發(fā)明通過(guò)采用冗余PLC控制器的方式，建立控制器的CPU冗余以及與各遠(yuǎn)程I/O模塊間的PROFIBUS通訊冗余，當(dāng)其中一個(gè)CPU模塊因內(nèi)部故障或外部通訊故障導(dǎo)致停機(jī)后，備用CPU模塊立即投入運(yùn)行，保證升降裝置能夠不間斷的運(yùn)行。通過(guò)冗余PLC控制器的手段，使升降裝置更加適應(yīng)各種海上環(huán)境，降低了升降裝置因CPU模塊故障或外部通訊故障停機(jī)而產(chǎn)生的維護(hù)成本，進(jìn)而保障了平臺(tái)升降的安全、穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程平臺(tái)的升降技術(shù)，特別是一種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海工裝備對(duì)于控制系統(tǒng)的安全性要求非常高，海上環(huán)境復(fù)雜多變，若升降裝置由于故障不能正常運(yùn)行，整個(gè)海洋工程平臺(tái)的安全就無(wú)法保障。
[0003]目前，在海洋工程平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱“平臺(tái)”)升降過(guò)程中，為保證平臺(tái)升降更加安全，常常在各粧腿旁設(shè)置工作人員對(duì)升降裝置的工作情況進(jìn)行瞭望，但由于升降裝置安裝在固粧桶內(nèi)部，而固粧桶內(nèi)部空間有限，使粧腿旁的工作人員不能完全了解到升降裝置的運(yùn)行情況，平臺(tái)的安全性仍存在隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種升降裝置控制系統(tǒng)，以適應(yīng)復(fù)雜多變的平臺(tái)海上作業(yè)環(huán)境，最大程度的保障升降裝置的穩(wěn)定、安全、無(wú)故障運(yùn)行，降低生產(chǎn)維護(hù)成本。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0006]—種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置控制系統(tǒng)，包括中央控制臺(tái)、冗余PLC控制器、液壓栗站控制單元、粧腿機(jī)旁控制單元、粧腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置和CCTV監(jiān)控裝置。
[0007]所述的中央控制臺(tái)包括按鈕、指示燈、CMS監(jiān)控裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊;遠(yuǎn)程I/O模塊采集工作人員通過(guò)按鈕發(fā)出的控制指令，經(jīng)PLC控制器處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊輸出狀態(tài)信息到指示燈，并將控制系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳到CMS監(jiān)控裝置供顯示和歸檔。
[0008]所述的冗余PLC控制器包括有源背板總線、電源模塊A、電源模塊B、CPU模塊A、CPU模塊B、四個(gè)同步模塊和兩條同步光纖;所述的電源模塊A、CPU模塊A、電源模塊B、CPU模塊B、四個(gè)同步模塊和兩條同步光纖通過(guò)有源背板總線集成為一體，電源模塊A為CPU模塊A提供24V供電電源，電源模塊B為CPU模塊B提供24V供電電源，兩個(gè)CPU模塊獨(dú)立運(yùn)行，CPU模塊A和CPU模塊B通過(guò)四個(gè)同步模塊及兩條同步光纖建立連接，當(dāng)一個(gè)CPU模塊因故障停機(jī)，另一個(gè)CHJ模塊可通過(guò)同步模塊和同步光纖與故障CPU模塊同步運(yùn)行信息并轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成控制系統(tǒng)的CPU冗余。
[0009]所述的液壓栗站控制單元包括無(wú)功補(bǔ)償裝置、低壓配電裝置、栗站控制裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊;外部380V電源供電到低壓配電裝置，由低壓配電裝置為栗站控制裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊進(jìn)行供電，無(wú)功補(bǔ)償裝置采集低壓配電裝置的電流信號(hào)，當(dāng)功率因數(shù)低時(shí)，自動(dòng)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，遠(yuǎn)程I/O模塊采集低壓配電裝置和栗站控制裝置內(nèi)斷路器和接觸器的供配電元件的狀態(tài)，在冗余PLC控制器發(fā)出相關(guān)控制指令時(shí)，控制相關(guān)執(zhí)行裝置運(yùn)行。
[0010]所述的粧腿機(jī)旁控制單元有四個(gè)，分別為1#粧腿機(jī)旁控制單元、2#粧腿機(jī)旁控制單元、3#粧腿機(jī)旁控制單元和4#粧腿機(jī)旁控制單元，各粧腿機(jī)旁控制單元包括按鈕、指示燈、觸摸屏和遠(yuǎn)程I/O模塊;遠(yuǎn)程I/O模塊采集工作人員通過(guò)粧腿機(jī)旁控制單元按鈕發(fā)出的控制指令，經(jīng)冗余PLC控制器處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊輸出狀態(tài)信息到指示燈，并將控制系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳到觸摸屏供顯示和歸檔。
[0011]所述的粧腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置包括液壓升降油缸位移傳感器、插銷(xiāo)油缸限位開(kāi)關(guān)、液壓升降油缸有桿腔壓力傳感器、液壓升降油缸無(wú)桿腔壓力傳感器、電子傾角儀和液位傳感器和油箱溫度傳感器;粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊接收液壓升降油缸位移傳感器、插銷(xiāo)油缸限位開(kāi)關(guān)、液壓升降油缸有桿腔壓力傳感器、液壓升降油缸無(wú)桿腔壓力傳感器、電子傾角儀和液位傳感器和油箱溫度傳感器的信號(hào)，通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)傳給冗余PLC控制器。
[0012]所述的CCTV監(jiān)控裝置包括CCTV控制單元、各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭、機(jī)旁光端機(jī)接線裝置和液晶顯示設(shè)備;CCTV控制單元經(jīng)各粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置連接到各粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，輸出信號(hào)給液晶顯示設(shè)備;所述的各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭與機(jī)旁光端機(jī)接線裝置間采用以太網(wǎng)連接，機(jī)旁光端機(jī)接線裝置與CCTV控制單元間采用光纖連接。
[0013]所述的冗余PLC控制器的CPU模塊A通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)A分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/o模塊、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊和各粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊連接；CPU模塊B也通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)B分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/O模塊、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊和各粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊連接。
[0014]所述的冗余PLC控制器的CPU模塊A和CPU模塊B分別通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)A和PROFINET網(wǎng)絡(luò)B連接到以太網(wǎng)交換機(jī)；以太網(wǎng)交換機(jī)分別與中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置和各粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏連接。
[0015]本發(fā)明的工作原理如下:
[0016]本發(fā)明的冗余PLC控制器的兩個(gè)CPU模塊通過(guò)四個(gè)同步模塊及兩條同步光纖建立CPU冗余;通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/O模塊、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊、粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊相連接，建立冗余PLC控制器同遠(yuǎn)程I/O間的通訊冗余。當(dāng)主CPU模塊A由于內(nèi)部原因或外部通訊原因?qū)е鹿收蠒r(shí)，備用CPU模塊B與主CPU模±夬八間的同步連接通過(guò)同步光纖自動(dòng)建立，備用CPU模塊B發(fā)出請(qǐng)求，主CPU模塊A接收請(qǐng)求后將所有數(shù)據(jù)發(fā)送給備用CPU模塊B，備用CPU模塊B接收主CPU模塊A的輸入、輸出、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和位內(nèi)存信息后擁有當(dāng)前控制系統(tǒng)的控制權(quán)限，保障升降裝置在一個(gè)CPU模塊故障后仍然能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明的冗余PLC控制器利用以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)分別與中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置和粧腿機(jī)旁控制單元觸摸屏相連接，使升降裝置運(yùn)行時(shí)，中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置和粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控升降裝置運(yùn)行狀態(tài)、歸檔相關(guān)操作記錄及報(bào)警信息。
[0018]本發(fā)明的各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭與機(jī)旁光端機(jī)接線裝置間采用以太網(wǎng)連接，機(jī)旁光端機(jī)接線裝置與CCTV控制單元間采用光纖連接。CCTV控制單元將采集到的視頻信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)液晶顯示設(shè)備實(shí)時(shí)的顯示各粧腿升降裝置的運(yùn)行情況。
[0019]本發(fā)明利用中央控制臺(tái)的按鈕及選擇開(kāi)關(guān)，可通過(guò)選擇手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)控制的控制方式完成平臺(tái)上升、平臺(tái)下降、單個(gè)粧腿或多個(gè)粧腿的上升或單個(gè)粧腿或多個(gè)粧腿的下降，可半自動(dòng)控制完成單個(gè)粧腿或多個(gè)粧腿的拔粧或壓粧。利用液壓栗站控制單元的按鈕、選擇開(kāi)關(guān)完成各液壓栗站電機(jī)檢修期間的啟?？刂?。利用粧腿機(jī)旁控制單元的按鈕、選擇開(kāi)關(guān)完成對(duì)相應(yīng)粧腿液壓裝置的手動(dòng)控制。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]1、本發(fā)明通過(guò)采用冗余PLC控制器的方式，建立控制器的CPU冗余以及與各遠(yuǎn)程I/O模塊間的PR0FIBUS通訊冗余，當(dāng)其中一個(gè)CPU模塊因內(nèi)部故障或外部通訊故障導(dǎo)致停機(jī)后，備用CPU模塊立即投入運(yùn)行，保證升降裝置能夠不間斷的運(yùn)行。通過(guò)冗余PLC控制器的手段，使升降裝置更加適應(yīng)各種海上環(huán)境，降低了升降裝置因CPU模塊故障或外部通訊故障停機(jī)而產(chǎn)生的維護(hù)成本，進(jìn)而保障了平臺(tái)升降的安全、穩(wěn)定。
[0022]2、本發(fā)明通過(guò)在粧腿固粧桶內(nèi)設(shè)置高清全景攝像頭及液晶顯示設(shè)備，在中央控制臺(tái)設(shè)置CMS監(jiān)控裝置、在粧腿機(jī)旁控制單元設(shè)置觸摸屏，不但能夠通過(guò)液晶顯示設(shè)備實(shí)時(shí)的觀察到各粧腿固粧桶內(nèi)部的運(yùn)行情況，更能夠顯示、歸檔控制系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置的黑匣子功能。
【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明有附圖4張，其中:
[0024]圖1是冗余PLC控制器組成示意圖。
[0025]圖2是冗余PLC控制器同各遠(yuǎn)程I/O模塊建立PR0FIBUS冗余通訊連接的示意圖。
[0026]圖3是冗余PLC控制器同中央控制臺(tái)CMS和各粧腿機(jī)旁控制單元觸摸屏建立PROFINET通訊連接示意圖。
[0027]圖4是CCTV監(jiān)控裝置網(wǎng)絡(luò)圖。
[0028]圖中:1、有源背板總線，2、電源模塊A，3、CPU模塊A，4、電源模塊B，5、CPU模塊B，6、同步模塊，7、同步光纖，8、冗余PLC控制器，9、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)A，1、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)B，11、中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/O模塊，12、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊，13、1#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/0模塊，14、2#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/0模塊，15、3#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/0模塊，16、4#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/0模塊，17、PROFINET網(wǎng)絡(luò)A，18、PROFINET網(wǎng)絡(luò)B，19、中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置，20、1#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏，21、2#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏，22、3#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏，23、4#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏，24、以太網(wǎng)交換機(jī)，25、1#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，26、1#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置，27、2#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，28、2#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置，29、3#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，30、3#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置，31、3#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，32、4#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置，33、CCTV控制單元，34、液晶顯示設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-4所示，一種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置控制系統(tǒng)，包括中央控制臺(tái)、冗余PLC控制器8、液壓栗站控制單元、粧腿機(jī)旁控制單元、粧腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置和CCTV監(jiān)控裝置。
[0030]所述的中央控制臺(tái)包括按鈕、指示燈、CMS監(jiān)控裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊;遠(yuǎn)程I/O模塊采集工作人員通過(guò)按鈕發(fā)出的控制指令，經(jīng)PLC控制器處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊輸出狀態(tài)信息到指示燈，并將控制系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳到CMS監(jiān)控裝置供顯示和歸檔。
[0031 ]所述的冗余PLC控制器8包括有源背板總線1、電源模塊A2、電源模塊B4、CHJ模塊A3、CPU模塊B5、四個(gè)同步模塊6和兩條同步光纖7;所述的電源模塊A2、CPU模塊A3、電源模塊B4、CPU模塊B5、四個(gè)同步模塊6和兩條同步光纖7通過(guò)有源背板總線I集成為一體，電源模塊A2為CPU模塊A3提供24V供電電源，電源模塊B4為CPU模塊B5提供24V供電電源，兩個(gè)CPU模塊獨(dú)立運(yùn)行，CPU模塊A3和CPU模塊B5通過(guò)四個(gè)同步模塊6及兩條同步光纖7建立連接，當(dāng)一個(gè)CPU模塊因故障停機(jī)，另一個(gè)CPU模塊可通過(guò)同步模塊6和同步光纖7與故障CPU模塊同步運(yùn)行信息并轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成控制系統(tǒng)的(PU冗余。
[0032]所述的液壓栗站控制單元包括無(wú)功補(bǔ)償裝置、低壓配電裝置、栗站控制裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊;外部380V電源供電到低壓配電裝置，由低壓配電裝置為栗站控制裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊進(jìn)行供電，無(wú)功補(bǔ)償裝置采集低壓配電裝置的電流信號(hào)，當(dāng)功率因數(shù)低時(shí)，自動(dòng)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，遠(yuǎn)程I/O模塊采集低壓配電裝置和栗站控制裝置內(nèi)斷路器和接觸器的供配電元件的狀態(tài)，在冗余PLC控制器8發(fā)出相關(guān)控制指令時(shí)，控制相關(guān)執(zhí)行裝置運(yùn)行。
[0033]所述的粧腿機(jī)旁控制單元有四個(gè)，分別為1#粧腿機(jī)旁控制單元、2#粧腿機(jī)旁控制單元、3#粧腿機(jī)旁控制單元和4#粧腿機(jī)旁控制單元，各粧腿機(jī)旁控制單元包括按鈕、指示燈、觸摸屏和遠(yuǎn)程I/O模塊;遠(yuǎn)程I/O模塊采集工作人員通過(guò)粧腿機(jī)旁控制單元按鈕發(fā)出的控制指令，經(jīng)冗余PLC控制器8處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊輸出狀態(tài)信息到指示燈，并將控制系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳到觸摸屏供顯示和歸檔。
[0034]所述的粧腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置包括液壓升降油缸位移傳感器、插銷(xiāo)油缸限位開(kāi)關(guān)、液壓升降油缸有桿腔壓力傳感器、液壓升降油缸無(wú)桿腔壓力傳感器、電子傾角儀和液位傳感器和油箱溫度傳感器;粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/o模塊接收液壓升降油缸位移傳感器、插銷(xiāo)油缸限位開(kāi)關(guān)、液壓升降油缸有桿腔壓力傳感器、液壓升降油缸無(wú)桿腔壓力傳感器、電子傾角儀和液位傳感器和油箱溫度傳感器的信號(hào)，通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)傳給冗余PLC控制器8。
[0035]所述的CCTV監(jiān)控裝置包括CCTV控制單元33、1#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭25、I #粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置26、2#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭27、2#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置28、3#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭29、3#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置30、3#粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭31、4#粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置32和液晶顯示設(shè)備34;CCTV控制單元33經(jīng)各粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置連接到各粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，輸出信號(hào)給液晶顯示設(shè)備34;所述的各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭與機(jī)旁光端機(jī)接線裝置間采用以太網(wǎng)連接，機(jī)旁光端機(jī)接線裝置與CCTV控制單元33間采用光纖連接。
[0036]所述的冗余PLC控制器8的CPU模塊A3通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)A9分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/o模塊11、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊12、1#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊
13、2#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I /0模塊14、3#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I /0模塊15和4#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊16連接;CPU模塊B5也通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)BlO分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/0模塊11、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/0模塊12、I #粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I /0模塊13、2#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I /0模塊14、3#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I /0模塊15和4#粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊16連接。
[0037]所述的冗余PLC控制器8的CI3U模塊A3和CPU模塊B5分別通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)A17和PROFINET網(wǎng)絡(luò)B18連接到以太網(wǎng)交換機(jī)24;以太網(wǎng)交換機(jī)24分別與中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置19、1#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏20、2#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏21、3#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏22和4#粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏23連接。
[0038]本發(fā)明的工作原理如下:
[0039]本發(fā)明的冗余PLC控制器8的兩個(gè)CPU模塊通過(guò)四個(gè)同步模塊6及兩條同步光纖7建立CPU冗余;通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/O模塊11、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊12、粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊相連接，建立冗余PLC控制器8同遠(yuǎn)程I/O間的通訊冗余。當(dāng)主CPU模塊A3由于內(nèi)部原因或外部通訊原因?qū)е鹿收蠒r(shí)，備用CPU模塊B5與主CPU模塊A3間的同步連接通過(guò)同步光纖7自動(dòng)建立，備用CPU模塊B5發(fā)出請(qǐng)求，主CPU模塊A3接收請(qǐng)求后將所有數(shù)據(jù)發(fā)送給備用CPU模塊B5，備用CPU模塊B5接收主CPU模塊A3的輸入、輸出、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和位內(nèi)存信息后擁有當(dāng)前控制系統(tǒng)的控制權(quán)限，保障升降裝置在一個(gè)CPU模塊故障后仍然能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
[0040]本發(fā)明的冗余PLC控制器8利用以太網(wǎng)交換機(jī)24通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)分別與中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置19和粧腿機(jī)旁控制單元觸摸屏相連接，使升降裝置運(yùn)行時(shí)，中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置19和粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控升降裝置運(yùn)行狀態(tài)、歸檔相關(guān)操作記錄及報(bào)警信息。
[0041]本發(fā)明的各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭與機(jī)旁光端機(jī)接線裝置間采用以太網(wǎng)連接，機(jī)旁光端機(jī)接線裝置與CCTV控制單元33間采用光纖連接。CCTV控制單元33將采集到的視頻信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)液晶顯示設(shè)備34實(shí)時(shí)的顯示各粧腿升降裝置的運(yùn)行情況。
[0042]本發(fā)明利用中央控制臺(tái)的按鈕及選擇開(kāi)關(guān)，可通過(guò)選擇手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)控制的控制方式完成平臺(tái)上升、平臺(tái)下降、單個(gè)粧腿或多個(gè)粧腿的上升或單個(gè)粧腿或多個(gè)粧腿的下降，可半自動(dòng)控制完成單個(gè)粧腿或多個(gè)粧腿的拔粧或壓粧。利用液壓栗站控制單元的按鈕、選擇開(kāi)關(guān)完成各液壓栗站電機(jī)檢修期間的啟?？刂?。利用粧腿機(jī)旁控制單元的按鈕、選擇開(kāi)關(guān)完成對(duì)相應(yīng)粧腿液壓裝置的手動(dòng)控制。
[0043]目前全球有超過(guò)110座鉆井平臺(tái)年齡超過(guò)30年，已到了更新?lián)Q代的時(shí)期，未來(lái)鉆井裝備和生產(chǎn)裝備將保持旺盛需求，本發(fā)明對(duì)企業(yè)未來(lái)拓展海洋工程裝備產(chǎn)品打下了良好的基礎(chǔ)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海洋工程平臺(tái)的插銷(xiāo)式升降裝置控制系統(tǒng)，其特征在于:包括中央控制臺(tái)、冗余PLC控制器(8)、液壓栗站控制單元、粧腿機(jī)旁控制單元、粧腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置和CCTV監(jiān)控裝置； 所述的中央控制臺(tái)包括按鈕、指示燈、CMS監(jiān)控裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊;遠(yuǎn)程I/O模塊采集工作人員通過(guò)按鈕發(fā)出的控制指令，經(jīng)PLC控制器處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊輸出狀態(tài)信息到指示燈，并將控制系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳到CMS監(jiān)控裝置供顯示和歸檔； 所述的冗余PLC控制器(8)包括有源背板總線(1)、電源模塊A(2)、電源模塊B(4)、CPU模塊A(3)、CPU模塊B(5)、四個(gè)同步模塊(6)和兩條同步光纖(7);所述的電源模塊A( 2)、CPU模塊A(3)、電源模塊B(4)、CPU模塊B(5)、四個(gè)同步模塊(6)和兩條同步光纖(7)通過(guò)有源背板總線(I)集成為一體，電源模塊A (2)為CPU模塊A (3)提供24V供電電源，電源模塊B (4)為CPU模塊B (5)提供24V供電電源，兩個(gè)CPU模塊獨(dú)立運(yùn)行，CPU模塊A (3)和CPU模塊B (5)通過(guò)四個(gè)同步模塊(6)及兩條同步光纖(7)建立連接，當(dāng)一個(gè)CPU模塊因故障停機(jī)，另一個(gè)CPU模塊可通過(guò)同步模塊(6)和同步光纖(7)與故障CPU模塊同步運(yùn)行信息并轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成控制系統(tǒng)的CPU冗余； 所述的液壓栗站控制單元包括無(wú)功補(bǔ)償裝置、低壓配電裝置、栗站控制裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊;外部380V電源供電到低壓配電裝置，由低壓配電裝置為栗站控制裝置和遠(yuǎn)程I/O模塊進(jìn)行供電，無(wú)功補(bǔ)償裝置采集低壓配電裝置的電流信號(hào)，當(dāng)功率因數(shù)低時(shí)，自動(dòng)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，遠(yuǎn)程I/O模塊采集低壓配電裝置和栗站控制裝置內(nèi)斷路器和接觸器的供配電元件的狀態(tài)，在冗余PLC控制器(8)發(fā)出相關(guān)控制指令時(shí)，控制相關(guān)執(zhí)行裝置運(yùn)行； 所述的粧腿機(jī)旁控制單元有四個(gè)，分別為1#粧腿機(jī)旁控制單元、2#粧腿機(jī)旁控制單元、3#粧腿機(jī)旁控制單元和4#粧腿機(jī)旁控制單元，各粧腿機(jī)旁控制單元包括按鈕、指示燈、觸摸屏和遠(yuǎn)程I/O模塊;遠(yuǎn)程I/O模塊采集工作人員通過(guò)粧腿機(jī)旁控制單元按鈕發(fā)出的控制指令，經(jīng)冗余PLC控制器(8)處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊輸出狀態(tài)信息到指示燈，并將控制系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳到觸摸屏供顯示和歸檔； 所述的粧腿運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置包括液壓升降油缸位移傳感器、插銷(xiāo)油缸限位開(kāi)關(guān)、液壓升降油缸有桿腔壓力傳感器、液壓升降油缸無(wú)桿腔壓力傳感器、電子傾角儀和液位傳感器和油箱溫度傳感器;粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊接收液壓升降油缸位移傳感器、插銷(xiāo)油缸限位開(kāi)關(guān)、液壓升降油缸有桿腔壓力傳感器、液壓升降油缸無(wú)桿腔壓力傳感器、電子傾角儀和液位傳感器和油箱溫度傳感器的信號(hào)，通過(guò)PR0FIBUS網(wǎng)絡(luò)傳給冗余PLC控制器(8)； 所述的CCTV監(jiān)控裝置包括CCTV控制單元(33)、各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭、機(jī)旁光端機(jī)接線裝置和液晶顯示設(shè)備(34) ;CCTV控制單元(33)經(jīng)各粧腿機(jī)旁光端機(jī)接線裝置連接到各粧腿固粧桶內(nèi)高清全景攝像頭，輸出信號(hào)給液晶顯示設(shè)備(34);所述的各粧腿固粧桶內(nèi)的高清全景攝像頭與機(jī)旁光端機(jī)接線裝置間采用以太網(wǎng)連接，機(jī)旁光端機(jī)接線裝置與CCTV控制單元(33)間采用光纖連接； 所述的冗余PLC控制器(8)的CPU模塊A (3)通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)A (9)分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I/O模塊(11)、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊(12)和各粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊連接；CPU模塊B (5)也通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)B (1)分別與中央控制臺(tái)的遠(yuǎn)程I /0模塊(11)、液壓栗站控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊(12)和各粧腿機(jī)旁控制單元的遠(yuǎn)程I/O模塊連接；所述的冗余PLC控制器(8)的CPU模塊A (3)和CPU模塊B (5)分別通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)A (17)和PROFINET網(wǎng)絡(luò)B(18)連接到以太網(wǎng)交換機(jī)(24);以太網(wǎng)交換機(jī)(24)分別與中央控制臺(tái)的CMS監(jiān)控裝置(19)和各粧腿機(jī)旁控制單元的觸摸屏連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK105824288SQ201610348625
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】姜鑫, 湯明清, 趙磊
【申請(qǐng)人】大連華銳重工集團(tuán)股份有限公司