海上钻井平台监测报警系统的设计与研制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第21卷第6期中国海洋平台·51-文章编号：1001—4500(2006)060051—03海上钻井平台监测报警系统的设计与研制张志旺，王鸿鹏，胡姣娥(中国船舶工业集团公司第十一研究所，上海200032)摘要：全面介绍了海坐底式钻井平台监刹报警系统的构成及功能关键词：监测报警系统；工业以太网；CAN网中图分类号：TP393文献标识码：A1概述平台监测报警系统将完成对平台上的各种电气设备(例如发电机、空压机、配电板、阀门遥控、液位等)实信号墒出时监控。系统可完成对包括各类单点信号(开关

2、量、mA、P'I、100、mV等)和采用标准／非标准通讯协议的打包数据在内的所有数据的采集。上述所有数据，均可在人机界面部分以图形、数字、报警灯、声音报警等形式，进行显示和报警。操作人员可根据上述信息进行判断，通过人机界面的控制部分，对设备发出控制指令。对于重要报警及设备运行参数等信息，均采用数据库进行存储，可实现历史数据查询功能。所有要监控的设备，可通过单独的信号(开关量、mA、PT100、mv等)，送至该系统的采集模块(输入模块)，也可通过通信的方式，采集需要监控设备的数据。当然，采集到的信号经过处理后，也可以通过输出模块输出

3、给人以警示(如报警灯板、运行指示板、二次仪表)。网：2系统构成2．I信号系统集控宣I{机K}中控台系统的信号传输网络采用工业以太网和现场回甲网}}回越准nz瑟0z总线混合组网方式(图1)，可有效地提高系统的数据传输速度和抗毁性能。系统采用控制分层、工业以太喇对象分群、监测分级、同层分布式计算的系统结构，增加了系统的稳定性，提高了传输速度。采用信号采集网络与控制网络分离的方式，并通过安芰量通信关量}lL通业信模块装网关模块，解决信号干扰问题，增加了安全性。窖rl关譬I信号传输网络的主体采用工业以太网，配合各种模块lnr匿兰焦堡l；》

4、信号转换模块，可以最大限度的实现数据在各设拟敏l集}；I块I睦垒壁垫I备间的共享。数据采集网络采用国家专利技术——分布数据库式高速响应网络，可以有效地L．兰兰皇苎!墨苎lI竺兰兰竺!墨苎lI竺竺竺竺兰兰．1保证系统的响应速度。PC代表工控机。CAN代表由CAN总线组成的cAN网。在图1中，每个开关量、模拟量模块均可采集图116路的开关量信号和模拟量信号。其中模拟量模块又分为4、⋯、20mA模块、PT100模块、inv模块。每一路的信号采集都是独立的，相互之间不受干扰。通过设置每个模块的跳线，可以设置每个模块的地址，从而为每一路的信

5、号也编排了一个数据库地址。所有与交换机连接的模块均带有网卡功能。可通过跳线或修改程序设置每个模块的网络地址。收稿日期：2006—1019作者简介：张志旺(1978～)，男，助理工程师。从事自动化研究。维普资讯http://www.cqvip.com·52·张志旺等海上钻井平台监测报警系统的设计与研制2006年12月图1中所示的通信模块，即可以进行RS232通信，也可以进行RS485、RS422通信，该通信模块将需要监测设备的数据读取后，为每个点安排一个数据库地址，通过双绞线接口(UTP)散播到工业以太网上。需要特别说明的是，该监测

6、报警中所有采集点的地址编排是唯一的。所有这些数据在工业以太网上均可见，每个输出设备可以根据自己的需要有取舍地读取这些数据，然后以多种形式给值班人员以警示。2．2电源系统在电源系统的设计中，考虑到平台配电的特点，实现了电源系统的冗余。整个监测报警系统的电源系统原理及配电见图2。在图2中，AC220V的自动转换装置，是通过接触器和继电器实现的．而DC24V的自动转换装置，是通过桥堆和蓄电池充电电阻来实现的。即使输入该电源装置的电压有些波动或某路电源断电，经过转换后，也可输出稳定可靠的DC24V和AC220V。3系统功能为了确保该系统安

7、全可靠，在集控室设双微图2电源系统原理及配电机系统，在中央控制台和轮机长室各自的局域网终端，均可监视机舱报警系统的所有设备的运行情况。有关重要被测点的数值，尚可通过独立的设备(报警灯板、运行指示板等)进行实时报警和实时显示。系统内所有被监测点的实时状况，均可通过显示器在组态软件中进行显示。各种信号根据不同要求，可通过数字、柱状图、仪表、报警灯、曲线等多种方式进行显示。同时，为防止显示器受干扰或发生故障，各重要显示信息和报警信息，将通过二次仪表和复示板以仪表、运行指示灯板、报警灯板等方式重复显示。除此之外，任何连接到局域网中的计算机

8、，都可通过组态软件获得所有的监测报警信息。3．1报警功能监测报警系统可根据设定，实时监测连接到系统上的各设备参数变化情况。当某参数超过预先设定的报警界限时，系统可根据数值变化实现预警和报警功能。在报警发生时，人机界面软件自动弹出报警窗口，显示发生报