一种多元化粉状散料输送控制系统的制作方法

文档序号:12780273阅读:542来源:国知局

本实用新型涉及一种输送控制系统,尤其涉及一种多元化粉状散料输送控制系统。



背景技术:

随着海洋油气资源开发力度的不断加强,作为海上能源开发的主要设施-海洋钻井平台及其陆地供给设施的作业能力及设备自动化程度也越来越高,作为重要钻井设备的输灰系统也随之变化,现有的散料输送控制系统的不足也逐步显现,主要表现在以下几个方面:

第一,数据采集及处理单元设置过于集中。海上钻井作业能力的提升直接导致平台或陆地供料站的钻井散料储罐的数量及容积较之以前有大幅提升,遥控阀门及传感器的数量也随之增加。且现代钻井平台的散料储罐根据散料的不同用途及平台配重需求多采用分散布置的布局,数据采集单元集中设置必然导致电缆数量的大幅增加,系统安装及设备维护的难度加大;第二,设备故障后备能力不足。设备的分散布置导致相关控制单元相对独立,没有互相备用功能,由于控制设备的故障影响生产的风险加大;第三,通讯能力不足,控制型式单一。现代钻井平台均配置平台DCS系统,散料输送系统的网络通讯能力不足导致无法通过DCS系统监视散料输送系统的运行状况和对散料输送流程进行操作;第四 报警功能及危险工况处理能力不足。现有散料输送控制装置偏重于实现散料输送的基本流程,对散料输送过程中参数超限及误操作带来的风险判断不足,缺少报警功能,危险工况出现时,系统基本的处理能力不足。

为了解决现有控制装置存在的上述问题,我们提供了一种具备现场工业总线通讯功能,采用分布式控制的多元化粉状散料输送控制系统。



技术实现要素:

本实用新型正是针对现有技术存在的不足,提供了一种多元化粉状散料输送控制系统。

为解决上述问题,本实用新型所采取的技术方案如下:

一种多元化粉状散料输送控制系统,包括人机界面单元、中央处理单元、现场I/O单元、报警单元和现场工业总线通讯模块,现场工业总线通讯模块分别安装在人机界面单元、中央处理单元、现场I/O单元和报警单元上,人机界面单元、现场I/O单元分别与中央处理单元电联接,报警单元与人机界面单元电联接,所述人机界面单元包括主令控制器、数据显示仪和模拟输灰流程控制盘,所述中央处理单元包括CPU模块,所述现场I/O单元包括信号采集模块和输出模块,所述报警单元包括声光报警器和报警控制模块。

进一步的,所述散料输送控制系统包括至少一个人机界面单元,至少一个现场I/O单元,至少一个报警单元。

进一步的,所述人机界面单元、中央处理单元、现场I/O单元和报警单元上安装的现场工业总线通讯模块相互之间电联接。

本实用新型与现有技术相比较,本实用新型的实施效果如下:

本实用新型所述的一种多元化粉状散料输送控制系统,整套控制系统单元化,各主要单元之间以通讯电缆相连,通过现场工业总线通讯协议进行数据交换,可以根据现场设备的安装位置进行分散布置,实现现场信号就近采集,且易于实现系统扩展,根据操作需要,灵活确定智能人机界面的数量,当系统智能人机界面的数量多于1个时,仅通过修改操作权限,即可实现不同人机界面间的互为备用;所述控制系统可以通过现场工业总线与上位DCS系统交换数据,使得该系统不仅可以独立实现输灰流程的控制,也可以作为上位DCS系统的执行机构,通过DCS实现对散料系统的控制,从而实现多元的控制方式,增强控制系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种多元化粉状散料输送控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本实用新型的内容。

如图1所示为本实用新型所述的一种多元化粉状散料输送控制系统结构示意图,所述的一种多元化粉状散料输送控制系统,包括人机界面单元10、中央处理单元20、现场I/O单元30、报警单元40和现场工业总线通讯模块50,现场工业总线通讯模块50分别安装在人机界面单元10、中央处理单元20、现场I/O单元30和报警单元40上,人机界面单元10、现场I/O单元30分别与中央处理单元20电联接,报警单元40与人机界面单元10电联接,所述人机界面单元10包括主令控制器11、数据显示仪12和模拟输灰流程控制盘13,所述中央处理单元20包括CPU模块21,所述现场I/O单元30包括信号采集模块31和信号输出模块32,所述报警单元40包括声光报警器41和报警控制模块42。

智能人机界面单元10主要包含模拟输灰流程控制盘13,盘面安装主令控制器11和数据显示仪12,进行控制指令的输入及系统运行状态的监视;中央处理器单元20包含CPU模块21,用以完成系统逻辑运算处理;现场I/O单元30内置信号采集模块31和控制信号输出模块32,完成就近采集储罐散料重量、储罐气压、物料料位及阀门开度位置信号,控制信号输出模块32输出控制信号,用来驱动不同类型的阀门控制机构(如电磁阀、定位器或电动执行器等)达到开关阀门或调节阀门开度的目的;报警单元40主要包含声光报警器41和报警控制模块42,该单元可根据现场I/O单元30采集的设备信号判断出各种超限状态及危险工况,并对此进行分类,给出相应的报警信号提示及控制信号输出,控制开关相应阀门,规避危险状况的发生。

所述散料输送控制系统包括至少一个人机界面单元10,至少一个现场I/O单元30,至少一个报警单元40。

所述人机界面单元10、中央处理单元20、现场I/O单元30和报警单元40上安装的现场工业总线通讯模块50相互之间电联接,上述主要组成单元内均配置现场工业总线通讯模块50,组成现场总线通讯网络,实现系统组成单元之间以及该系统与上位控制器之间进行数据交换。

整套控制系统单元化,各主要单元之间以通讯电缆相连,通过现场工业总线通讯协议进行数据交换,可以根据现场设备的安装位置进行分散布置,实现现场信号就近采集;且易于实现系统扩展,根据操作需要,灵活确定智能人机界面10的数量;当系统智能人机界面10的数量多于1个时,仅通过修改操作权限,即可实现不同人机界面10间的互为备用;该型控制系统可以通过现场工业总线与上位DCS系统交换数据,使得该系统不仅可以独立实现输灰流程的控制,也可以作为上位DCS系统的执行机构,通过DCS实现对散料系统的控制,从而实现多元的控制方式,增强控制系统的可靠性。

系统自主运行时,首先通过智能人机界面10中的主令控制器11输入控制指令,通过总线通讯网络传输至中央处理单元20内,由CPU模块21完成逻辑运算处理,将控制信息通过通过现场工业总线通讯模块50传输至现场I/O单元30中,并通过控制信号输出模块32输出至现场遥控阀门的执行机构内,完成阀门开关控制;

现场遥控阀门的阀位信号、散料重量、物料料位、储罐压力等信号通过现场I/O单元内30中的信号采集模块31进行采集,并通过现场总线通讯网络传输至中央处理单元20内的CPU模块21,完成运算处理后通过工业总线网络传输至智能人机界面单元10内的数据显示仪12及模拟输灰流程控制盘13内进行显示。

当通过DCS进行远程控制时,中央处理单元20通过其内通讯模块50接收DCS的控制命令,并由CPU模块21完成逻辑运算后,将控制命令传输至现场I/O单元30内,通过控制信号输出模块32驱动现场遥控该阀门的执行机构实现遥控操作,同时,该系统也将现场储罐参数及遥控阀门开关信息通过现场工业总线网络传输至上位DCS系统进行显示。

在任何操作模式下,报警单元40根据中央处理单元20读取的控制指令及现场遥控阀门阀位信号、散料重量信号、物料料位信号及储罐压力信号判断系统运行过程中出现的非正常状态,并按照不同的危险等级,分别驱动声光报警器41进行报警提示,并在智能人机界面10的数据显示仪12弹出报警信息,并且输出控制指令至现场I/O单元30内,通过控制信号输出模块32驱动相关遥控阀门,解除系统危险状况。

系统中智能人机界面单元10的数量和现场I/O单元30的数量可根据设备布置情况及现场操作需要进行扩展,当智能人机界面10的数量达到2个或以上时,通过操作权限的切换,可以实现互为备用功能,减少由于其中一台智能人机界面出现故障而对系统作业产生的影响,增强系统的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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