原油艉輸安全保護控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種安全保護控制系統，特別是原油艉輸安全保護控制系統。
【背景技術】
[0002]據申請人所知，FPSO艉輸裝置作為FPSO平臺的關鍵設備，對其進行有效地監測管理具有十分重要的意義。監測管理主要包含兩個方面:設備的狀態監測和設備的可靠性實時維護。隨著對設備的可靠性要求越來越高，監測管理的智能化和高效性越來越受到重視。FPSO 是英文 Floating Prouduct1n Storage & Off loading 的縮寫，FPSO 的中文翻譯:浮式生產儲存卸貨裝置，它集生產處理、儲存外輸及生活、動力供應與一體。FPSO平臺是海洋油氣開發系統的一個組成部分。申請人通過研究和分析發現，現有FPSO艉輸裝置存在的不足和問題是，其采用的安全保護控制系統僅僅局限于狀態監測方面，設備的可靠性實時維護也僅僅停留在設備操作者的經驗判斷上，沒有智能化的狀態分析。因此其安全保護系統統需要改進和加強。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是，針對上述現有技術存在的不足進行改進，提出并研究原油艉輸安全保護控制系統。本發明的構想是對整個艉輸系統進行安全保護，具體體現在如下幾個方面:
O斷線監測保護功能，包括模擬量傳感器的斷線檢測和按鈕的斷線監測功能；
2)應急安全保護功能，包括ESD閥應急關斷、大纜絞車應急釋放和軟管絞車應急釋放分別在中控室應急裝置上和艉輸甲板遙控裝置上實現，同時在液壓間設有液壓泵站的急停保護功能；
3)UPS不間斷電源功能方案，主要體現在通過2個二極管和2個常規電源的組合設計方案實線不間斷電源(UPS)功能，減少了 UPS元件成本，達到了其UPS不間斷電源的目的；
4)數據系統及故障診斷系統方案，具體體現在通過對全工況正常數據庫的建立，采用專家系統建立專家系統數據庫，達到智能故障診斷的目的。
[0004]本發明的技術解決方案是，采用控制系統，控制系統配置有UPS不間斷電源，控制系統包括中控室應急裝置、監測管理裝置、艉輸甲板操作裝置、PLC控制裝置和動力驅動裝置；其特征在于，中控室應急裝置、監測管理裝置、艉輸甲板操作裝置、PLC控制裝置和動力驅動裝置互相配合對艉輸裝置的安全進行監測，采集艉輸裝置的信息，并對采集的信息進行處理，實時監測艉輸裝置的工況，針對被監測的艉輸裝置可能發生的安全故障進行預警，采取改變艉輸裝置的工作狀態的應急處理方案；PLC控制裝置配置數據系統及故障診斷系統；中控室應急裝置、監測管理裝置設置在中控室內，艉輸甲板操作裝置設置在艉輸甲板上；PLC控制裝置包括PLC控制器、ESD電磁閥、軟管絞車電磁閥、大絞車電磁閥、貨油泵開關；PLC控制器分別與ESD電磁閥、軟管絞車電磁閥、大絞車電磁閥、貨油泵開關配接；在PLC控制器中安裝有PLC控制裝置配置的數據系統及故障診斷系統；PLC控制裝置負責數據采集、邏輯功能處理、斷線監測和通信數據傳輸；動力驅動裝置包括起動器和電機，設有急停操作開關、過載操作開關和電機電流監測裝置；動力驅動裝置用于實現液壓泵站的運轉；艉輸甲板操作裝置配有艉輸甲板遙控裝置，艉輸甲板遙控裝置受控于中控室應急裝置和監測管理裝置；UPS不間斷電源采用2個直流電源和2個二極管集成并聯構成。
[0005]其特征在于，中控室中設置有控制操作面板；中控室應急裝置和監測管理裝置通過設置在中控室中的控制操作面板與艉輸甲板遙控裝置配連。
[0006]其特征在于，控制操作面板上設置有多個操作按鈕，包括中控室應急按鈕和艉輸甲板遙控裝置應急按鈕。
[0007]其特征在于，所述的數據系統及故障診斷系統設置有專門的數據庫，包括全工況數據庫和專家系統數據庫。
[0008]其特征在于，所述的全工況數據庫和專家系統數據庫采用了大數據系統所要求的數據庫。
[0009]其特征在于，所述的艉輸甲板操作裝置的箱體采用雙層箱體結構。
[0010]本發明具有的功能如下:
I)在艉輸裝置發生火災或者緊急情況時，能夠及時地對大纜絞車和軟管絞車進行應急釋放，以及對ESD電磁閥進行應急關斷。所設置的中控室應急裝置具有實現大纜絞車應急釋放、軟管絞車應急釋放和ESD電磁閥應急關斷的功能。
[0011]2)提高了中控室(CCR)的作用和效率，使其真正成為集中管理的監測中心。管理者通過監測管理裝置能夠實現實時了解艉輸裝置的運轉情況、報警狀態和傳感監測等信息，同時將采集到的信息進行匯總處理，再根據處理的狀態數據向艉輸甲板機旁的實際操作人員發送操作命令。
[0012]3)鑒于FPSO艉輸裝置工作時的工況比較特殊，操作者需要實時關注艉輸甲板的機旁的狀況，因此艉輸甲板操作裝置設置在艉輸甲板機旁。艉輸甲板操作裝置能夠實現液壓泵站的起停控制、壓力調節、止鏈器控制、大纜絞車應急釋放、軟管絞車應急釋放、ESD閥應急關斷、大纜拉力監視和綜合報警等功能。
[0013]4)PLC控制裝置是整個艉輸安全保護系統的核心單元，負責傳感數據采集、邏輯功能處理、斷線監測和通信數據傳輸等功能。
[0014]5)動力驅動裝置用于實現液壓泵站的運轉，其設備組成包括起動器和電機，設有急停、過載的操作開關和電機電流監測裝置，具有急停、過載和電機電流監測等功能。
[0015]本發明的創新點在于:1)本發明在安全保護的邏輯上和操作功能的可靠性上進行了創新；2)通過建立全工況數據庫，即軟管放管、軟管收管、FPSO與油輪對接、額定原油輸送和掃艙等所有工況的傳感數據和設備運轉狀態，并將該全工況數據庫作為基礎數據進行存儲，實現了實時監測。
[0016]值得提醒注意的是:1)當原油泄露時，ESD電磁閥必須關斷，要執行ESD閥應急關斷功能，同時要求停止貨油泵；當大纜拉力過大時必須執行大纜應急釋放功能，同時ESD電磁閥應急關斷和貨油泵停止，避免原油泄露流入海洋；當漂浮軟管出現緊急故障或者張力過大時，必須執行漂浮軟管應急釋放功能，同時ESD閥應急關斷和貨油泵停止。其中，該應急裝置只發出應急命令至PLC (可編程控制器)，PLC (可編程控制器)收到命令后根據控制邏輯輸出相應的執行命令。2)在操作功能上，要確保命令能夠準確發送至PLC，必須保證相應命令發送過程的可靠性，即便發生命令中斷故障，系統及時監測，并發出報警，保證整個操作的可靠性。在此，主要監測應急釋放按鈕至PLC (可編程控制器)的線路的可靠性，即可保證命令可靠到達。
[0017]本發明的優點是，設計合理，考慮周全，結構簡單，方便實用，投資少，實現了實時監測。能夠很好地克服現有技術存在的弊病和問題，為實現艉輸裝置的安全監測管理的智能化提供了一種很好的裝置。
【附圖說明】
[0018]圖1、本發明的基本結構方框圖。
[0019]圖2、本發明的應急命令流程圖。
[0020]圖3、本發明的斷線監測線路圖。
[0021]圖4、本發明的斷線監測操作過程方框圖。
[0022]圖5、本發明的監測流程圖。
[0023]圖6、本發明采用的UPS不間斷電源的