原油艉输安全保护控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安全保护控制系统，特别是原油艉输安全保护控制系统。
【背景技术】
[0002]据申请人所知，FPSO艉输装置作为FPSO平台的关键设备，对其进行有效地监测管理具有十分重要的意义。监测管理主要包含两个方面:设备的状态监测和设备的可靠性实时维护。随着对设备的可靠性要求越来越高，监测管理的智能化和高效性越来越受到重视。FPSO 是英文 Floating Prouduct1n Storage & Off loading 的缩写，FPSO 的中文翻译:浮式生产储存卸货装置，它集生产处理、储存外输及生活、动力供应与一体。FPSO平台是海洋油气开发系统的一个组成部分。申请人通过研究和分析发现，现有FPSO艉输装置存在的不足和问题是，其采用的安全保护控制系统仅仅局限于状态监测方面，设备的可靠性实时维护也仅仅停留在设备操作者的经验判断上，没有智能化的状态分析。因此其安全保护系统统需要改进和加强。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是，针对上述现有技术存在的不足进行改进，提出并研究原油艉输安全保护控制系统。本发明的构想是对整个艉输系统进行安全保护，具体体现在如下几个方面:
O断线监测保护功能，包括模拟量传感器的断线检测和按钮的断线监测功能；
2)应急安全保护功能，包括ESD阀应急关断、大缆绞车应急释放和软管绞车应急释放分别在中控室应急装置上和艉输甲板遥控装置上实现，同时在液压间设有液压泵站的急停保护功能；
3)UPS不间断电源功能方案，主要体现在通过2个二极管和2个常规电源的组合设计方案实线不间断电源(UPS)功能，减少了 UPS元件成本，达到了其UPS不间断电源的目的；
4)数据系统及故障诊断系统方案，具体体现在通过对全工况正常数据库的建立，采用专家系统建立专家系统数据库，达到智能故障诊断的目的。
[0004]本发明的技术解决方案是，采用控制系统，控制系统配置有UPS不间断电源，控制系统包括中控室应急装置、监测管理装置、艉输甲板操作装置、PLC控制装置和动力驱动装置；其特征在于，中控室应急装置、监测管理装置、艉输甲板操作装置、PLC控制装置和动力驱动装置互相配合对艉输装置的安全进行监测，采集艉输装置的信息，并对采集的信息进行处理，实时监测艉输装置的工况，针对被监测的艉输装置可能发生的安全故障进行预警，采取改变艉输装置的工作状态的应急处理方案；PLC控制装置配置数据系统及故障诊断系统；中控室应急装置、监测管理装置设置在中控室内，艉输甲板操作装置设置在艉输甲板上；PLC控制装置包括PLC控制器、ESD电磁阀、软管绞车电磁阀、大绞车电磁阀、货油泵开关；PLC控制器分别与ESD电磁阀、软管绞车电磁阀、大绞车电磁阀、货油泵开关配接；在PLC控制器中安装有PLC控制装置配置的数据系统及故障诊断系统；PLC控制装置负责数据采集、逻辑功能处理、断线监测和通信数据传输；动力驱动装置包括起动器和电机，设有急停操作开关、过载操作开关和电机电流监测装置；动力驱动装置用于实现液压泵站的运转；艉输甲板操作装置配有艉输甲板遥控装置，艉输甲板遥控装置受控于中控室应急装置和监测管理装置；UPS不间断电源采用2个直流电源和2个二极管集成并联构成。
[0005]其特征在于，中控室中设置有控制操作面板；中控室应急装置和监测管理装置通过设置在中控室中的控制操作面板与艉输甲板遥控装置配连。
[0006]其特征在于，控制操作面板上设置有多个操作按钮，包括中控室应急按钮和艉输甲板遥控装置应急按钮。
[0007]其特征在于，所述的数据系统及故障诊断系统设置有专门的数据库，包括全工况数据库和专家系统数据库。
[0008]其特征在于，所述的全工况数据库和专家系统数据库采用了大数据系统所要求的数据库。
[0009]其特征在于，所述的艉输甲板操作装置的箱体采用双层箱体结构。
[0010]本发明具有的功能如下:
I)在艉输装置发生火灾或者紧急情况时，能够及时地对大缆绞车和软管绞车进行应急释放，以及对ESD电磁阀进行应急关断。所设置的中控室应急装置具有实现大缆绞车应急释放、软管绞车应急释放和ESD电磁阀应急关断的功能。
[0011]2)提高了中控室(CCR)的作用和效率，使其真正成为集中管理的监测中心。管理者通过监测管理装置能够实现实时了解艉输装置的运转情况、报警状态和传感监测等信息，同时将采集到的信息进行汇总处理，再根据处理的状态数据向艉输甲板机旁的实际操作人员发送操作命令。
[0012]3)鉴于FPSO艉输装置工作时的工况比较特殊，操作者需要实时关注艉输甲板的机旁的状况，因此艉输甲板操作装置设置在艉输甲板机旁。艉输甲板操作装置能够实现液压泵站的起停控制、压力调节、止链器控制、大缆绞车应急释放、软管绞车应急释放、ESD阀应急关断、大缆拉力监视和综合报警等功能。
[0013]4)PLC控制装置是整个艉输安全保护系统的核心单元，负责传感数据采集、逻辑功能处理、断线监测和通信数据传输等功能。
[0014]5)动力驱动装置用于实现液压泵站的运转，其设备组成包括起动器和电机，设有急停、过载的操作开关和电机电流监测装置，具有急停、过载和电机电流监测等功能。
[0015]本发明的创新点在于:1)本发明在安全保护的逻辑上和操作功能的可靠性上进行了创新；2)通过建立全工况数据库，即软管放管、软管收管、FPSO与油轮对接、额定原油输送和扫舱等所有工况的传感数据和设备运转状态，并将该全工况数据库作为基础数据进行存储，实现了实时监测。
[0016]值得提醒注意的是:1)当原油泄露时，ESD电磁阀必须关断，要执行ESD阀应急关断功能，同时要求停止货油泵；当大缆拉力过大时必须执行大缆应急释放功能，同时ESD电磁阀应急关断和货油泵停止，避免原油泄露流入海洋；当漂浮软管出现紧急故障或者张力过大时，必须执行漂浮软管应急释放功能，同时ESD阀应急关断和货油泵停止。其中，该应急装置只发出应急命令至PLC (可编程控制器)，PLC (可编程控制器)收到命令后根据控制逻辑输出相应的执行命令。2)在操作功能上，要确保命令能够准确发送至PLC，必须保证相应命令发送过程的可靠性，即便发生命令中断故障，系统及时监测，并发出报警，保证整个操作的可靠性。在此，主要监测应急释放按钮至PLC (可编程控制器)的线路的可靠性，即可保证命令可靠到达。
[0017]本发明的优点是，设计合理，考虑周全，结构简单，方便实用，投资少，实现了实时监测。能够很好地克服现有技术存在的弊病和问题，为实现艉输装置的安全监测管理的智能化提供了一种很好的装置。
【附图说明】
[0018]图1、本发明的基本结构方框图。
[0019]图2、本发明的应急命令流程图。
[0020]图3、本发明的断线监测线路图。
[0021]图4、本发明的断线监测操作过程方框图。
[0022]图5、本发明的监测流程图。
[0023]图6、本发明采用的UPS不间断电源的