一种热冗余模式的游车补偿装置电控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋石油控制技术领域，涉及一种热冗余模式的游车补偿装置电控系统。
【背景技术】
[0002]浮式钻井平台在波浪作用下，除前后左右发生摇摆外，还将产生上下升沉运动。浮式钻井平台随波浪周期性的上下升沉运动将引起井架及大钩上悬吊的整个钻具(钻杆、钻头等)周期性上下运动。钻具上下运动将导致钻头在井底无法正常钻井。为了保证钻具能够在浮式钻井平台上的正常钻进，提高钻井生产率，就必须克服平台升沉带来的问题，以保证钻具能够在比较恒定的钻压下实施正常钻井作业。
[0003]目前，钻井平台的升沉补偿技术在国内还处于空白，该系统均由国外提供，通常采用液压驱动方式，主要有被动式、主动式、半主动式(即被动+主动)3种补偿形式。控制系统在不同的补偿形式下功能侧重不同，在被动补偿系统中，电控系统主要负责整个系统的监视，为操作者提供操作的依据；而含有主动补偿的补偿系统中，电控系统除了完成整个系统的监视外，还要根据船体的升沉情况实时控制补偿器运动，达到主动补偿的目的。
[0004]国外NOV公司的被动补偿系统和MH公司的主被动结合的补偿系统的电控系统均采用的是集中控制的方式，所有的信号直接进入控制柜，使得整个系统的维护不方便，风险集中，降低了整个系统的可靠性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种热冗余模式的游车补偿装置电控系统，解决了现有技术中采用集中控制的方式，所有的信号直接进入控制柜，使得整个系统的维护不方便，风险集中，降低了整个系统可靠性的问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是，一种热冗余模式的游车补偿装置电控系统，包括IBBC集成控制柜，IBBC集成控制柜分别与HM1、控制面板、IBBC配电柜、1#IBBC控制柜、2#IBBC控制柜、3#IBBC控制柜同时信号连接；1#IBBC控制柜再分别与1#JBBC接线箱、2#JBBC接线箱、OPBC接线箱、MRU接线箱同时信号连接；2#IBBC控制柜和3#IBBC控制柜再分别与多个JBBC接线箱同时信号连接；0PBC接线箱与各个开关、按钮和指示灯信号连接，MRU接线箱以及所有JBBC接线箱均与现场的I/O设备对应信号连接。
[0007]本实用新型的热冗余模式的游车补偿装置电控系统，其特征还在于:
[0008]IBBC配电柜和IBBC集成控制柜布置在甲板仪表房内，1#IBBC控制柜布置在甲板上；2#IBBC控制柜布置在船舱内；3#IBBC控制柜布置在低位船舱内；HMI和控制面板布置在甲板司钻房的操作台上，分别通过工业以太网和多芯电缆接到IBBC集成控制柜内的控制器上。
[0009]IBBC集成控制柜内设置有可编程控制器PLC，在1#IBBC控制柜、2#IBBC控制柜、3#IBBC控制柜内分别设置有一个ET200M从站，主站和从站之间通过PROFIBUS-DP通讯。
[0010]本实用新型的有益效果是，整个系统电缆规格少，电缆用量也少，布线方便，而且总线通讯干扰少，故障检测维护方便，功能扩展容易实现。另外其重要器件是双重的，之间通过光纤连接通讯，响应速度快，稳定性和可靠性更高。
[0011]为了满足游车补偿装置工作的工艺要求，减少钻柱与海底的相对运动，充分考虑平台应用工况，对游车补偿装置采用电液复合的控制系统，所涉及的电控系统采用热冗余分散控制方式，以PLC主控单元为核心，配合使用各种功能模块、传感器和执行元件，完成对补偿系统的检测、控制和程序运行。同时配套人机对话界面触摸屏，通过触摸屏把工作指令和工作参数送入主控单元，并及时输出、显示系统工作状态和实时数据。这种方案配置的主要器件是双重的，之间通过光纤连接通讯，响应速度快，能做到无扰动切换，不丢失信息，整个系统稳定可靠。同时闭环控制系统能够做到实时反馈，更贴近现场状况，控制速度快，从而起到很好的补偿平台运动的目的。
[0012]主被动结合的液压式游车补偿装置的电液复合控制系统，其主动补偿要求控制器根据采集的船体升沉状态信号自动控制升沉补偿系统工作，尽量减少钻柱与海底的相对运动，同时系统要求具有良好的人机交互性和安全可靠性，满足游车补偿装置工作的工艺要求。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型电控系统的结构框图；
[0014]图2是本实用新型电控系统的局部网络结构框图；
[0015]图3是本实用新型电控系统操作面板的实施例布局示意图。
[0016]图中，1.1BBC集成控制柜，2.HMI，3.控制面板，4.1BBC配电柜，5.1#IBBC控制柜，6.2#IBBC控制柜，7.3#IBBC控制柜，8.1#JBBC接线箱，9.2#JBBC接线箱，10.0PBC接线箱，11.MRU 接线箱，12.3#JBBC 接线箱，13.4#JBBC 接线箱，14.5#JBBC 接线箱，15.6#JBBC 接线箱，16.7#JBBC接线箱，17.8#JBBC接线箱。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]参见图1，本实用新型的游车补偿装置电气控制系统结构是，
[0019]包括IBBC集成控制柜1，IBBC集成控制柜I分别与HMI2 (触摸屏)、控制面板3、IBBC配电柜4、1#IBBC控制柜5、2#IBBC控制柜6、3#IBBC控制柜7同时信号连接；1#IBBC控制柜5再分别与1#JBBC接线箱8、2#JBBC接线箱9、OPBC接线箱10、MRU接线箱11同时信号连接；2#IBBC控制柜6再分别与3#JBBC接线箱12、4#JBBC接线箱13同时信号连接；3#IBBC控制柜7再分别与5#JBBC接线箱14、6#JBBC接线箱15、7#JBBC接线箱16、8#JBBC接线箱17同时信号连接；OPBC接线箱10与各个开关、按钮和指示灯信号连接，MRU接线箱11以及所有JBBC接线箱均与现场的I/O设备对应信号连接。
[0020]上述的实施例总共设置有三个IBBC控制柜及八个JBBC接线箱，实际应用时，也可以根据需要增减数量。
[0021]上述的各个控制设备分别布局在甲板、船舱、低位船舱，如IBBC配电柜4和IBBC集成控制柜I布置在甲板仪表房内，1#IBBC控制柜5布置在甲板上，从1#JBBC接线箱8、2#JBBC接线箱9、MRU接线箱11引出的多芯电缆和甲板司钻房OPBC接线箱10引出的多芯电缆均接到1#IBBC控制柜5内的I/O模块上；2#IBBC控制柜6布置在船舱内，从3#JBBC接线箱12、4#JBBC接线箱13引出的多芯电缆接到2#IBBC控制柜6内的I/O模块上；3#IBBC控制柜7布置在低位船舱内，从5#JBBC接线箱14、6#JBBC接线箱15、7#JBBC接线箱16、8#JBBC接线箱17引出的多芯电缆接到3#IBBC控制柜7内的I/O模块上；HMI2和控制面板3布置在甲板司钻房的操作台上，分别通过工业以太网和多芯电缆接到IBBC集成控制柜I内的控制器上。
[0022]参见图2，游车补偿装置电控系统的网络结构是，在IBBC集成控制柜I内设置有可编程控制器PLC，可编程控制器PLC采用西门子热冗余设备中的S7-400H，在1#IBBC控制柜5、2