专利名称：钻井平台动力管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自升式钻井平台的动力控制管理系统。
背景技术：
在现有的自升式钻井平台中，平台电机均采用全手动操作，发电机组的投入要依靠人员根据平台负荷的变化来进行人工操作。因此电站不仅需要有专人值守，而且还很容易出现机组过载的情况。另外，还有燃油的经济性比较差等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种钻井平台动力管理系统，该系统能够改变以往平台电站完全依靠手动操作的控制方式，实现电站的自动化管理。
本发明的一种钻井平台动力管理系统包括数据采集模块、中央PLC模块、第一通讯模块、第二通讯模块、钻井PLC模块和变频器模块；数据采集模块通过中央PLC模块与第一通讯模块相连，第二通讯模块通过钻井PLC模块与变频器模块相连；其中，所述数据采集模块设置在各发电机组进线断路器上，用于现场采集电机运行的电流、电压等参数，并将采集的参数传输给中央PLC模块；所述中央PLC模块用于将从数据采集模块采集的参数进行计算，并与设定的机组运行限制参数进行比较，从而计算出应有几台机组并网运行即可满足平台负荷要求，并发出钻井PLC模块限制变频模块功率输出或自动起动、停止某台机组的控制指令；所述第一通讯模块用于将中央PLC模块的控制指令传输给第二通讯模块；所述第二通讯模块用于接收中央PLC模块的控制指令，并将控制信号传输给钻井PLC模块；所述钻井PLC模块用于根据第二通讯模块传输的控制指令对变频器模块进行控制，当负荷不能满足实际负荷需要，钻井PLC模块会暂时限制钻井交流变频模块的动力输出，立即启动并投入下一台机组并网运行，然后恢复钻井系统动力输出；当负荷降低到一定程度，立即停掉一台或几台机组。
进一步地，还包括面板操作模块，该面板操作模块与所述中央PLC模块相连，用于设定参数，并对整个动力管理相同进行操作。
本发明采用可编程控制器(PLC)(包括中央PLC和钻井PLC)及通讯模块(包括第一通讯模块和第二通讯模块)来与钻井交流变频系统(VFD)实现通讯，数据采集模块根据监测到的各发电机组的实时电流、电压、功率等各个允许参数进行计算处理，并将计算处理的结果传输给中央PLC，最后由中央PLC发指令给钻井PLC，从而改变钻井变频器的输出来实现依靠负荷的变化自动选择适当数量发电机组并网使用。一旦负荷不能满足实际负荷需要，该系统会暂时限制钻井交流变频系统的动力输出，立即启动并投入下一台机组并网运行，然后恢复钻井系统动力输出。当负荷降低到一定程度，立即停掉一台或几台机组。本发明实现了无人机舱功能，轮机员不必经常守候在机舱随时准备根据钻井工况的需要增减机组，而是可以将更多的时间去检查维护其他辅助设备。另外，电站自动管理转换时间短，相应迅速，节约了宝贵的钻井时间。此外，本发明还实现了电站运行的经济性，不仅节约了燃油，而且使机组始终处于工作在最佳状态。
图1为本发明结构示意框图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括数据采集模块1(5个)、中央PLC模块2、第一通讯模块3、第二通讯模块4、钻井PLC模块5、变频器模块6面板操作模块7；数据采集模块1通过中央PLC模块2与第一通讯模块3相连，第二通讯模块4通过钻井PLC模块5与变频器模块6相连。
数据采集模块1设置在各发电机组进线断路器上，用于现场采集电机运行的电流、电压等参数，并将采集的参数传输给中央PLC模块2。数据采集模块1可以根据具体情况来设置，例如设置5个。
中央PLC模块2用于将从数据采集模块1采集的参数进行计算，并与设定的机组运行限制参数进行比较，从而计算出应有几台机组并网运行即可满足平台负荷要求，并发出钻井PLC模块5限制变频器模块6功率输出或自动起动、停止某台机组指令。
第一通讯模块3用于将中央PLC模块2的控制指令传输给第二通讯模块4。
第二通讯模块4用于接收中央PLC模块2的控制指令，并将控制信号传输给钻井PLC模块5。
钻井PLC模块5用于根据第二通讯模块4传输的控制指令对变频器模块6进行控制，当负荷不能满足实际负荷需要，钻井PLC模块5会暂时限制钻井交流变频系统的动力输出，立即启动并投入下一台机组并网运行，然后恢复钻井系统动力输出。当负荷降低到一定程度，立即停掉一台或几台机组。
面板操作模块7，该面板操作模块7与中央PLC模块2相连，用于设定参数，并对整个动力管理相同进行操作。面板操作模块7可以选择触摸式操作面板。
本发明基于通讯原理，采用可编程逻辑控制器(PLC)和带有通讯模块的各发电机自动空气断路器，与钻井交流变频系统(VFD)实现通讯。通过监测各发电机的电流、电压、功率等各种运行参数，动力管理系统PLC根据计算结果对各发电机断路器、以及钻井VFD系统输出进行遥控控制，实现依靠负荷的变化而自动选择适当数量的发电机组并网使用。该系统一改以往平台电站完全依靠手动操作的方式，实现电站的自动化管理一旦电站负荷不能满足实际负荷需要，该系统会暂时限制钻井交流变频系统的动力输出，立即启动并投入下一台机组并网运行，然后恢复钻井系统动力输出；当负荷降低到一定程度，立即停掉一台或几台机组。该系统还实现了无人机舱功能，轮机员不必经常守候在机舱随时准备根据钻井工况的需要增减机组，而是可以有更多的时间去检查维护其他辅助设备。电站自动管理转换时间短，响应迅速，节约了宝贵的钻井时间，另外也实现了电站运行的经济性，节约燃油，使机组始终工作在最佳状态。
权利要求
1.一种钻井平台动力管理系统，其特征在于，包括数据采集模块(1)、中央PLC模块(2)、第一通讯模块(3)、第二通讯模块(4)、钻井PLC模块(5)和变频器模块(6)；数据采集模块(1)通过中央PLC模块(2)与第一通讯模块(3)相连，第二通讯模块(4)通过钻井PLC模块(5)与变频器模块(6)相连；其中，所述数据采集模块(1)设置在各发电机组进线断路器上，用于现场采集电机运行的电流、电压等参数，并将采集的参数传输给中央PLC模块(2)；所述中央PLC模块(2)用于将从数据采集模块(1)采集的参数进行计算，并与设定的机组运行限制参数进行比较，从而计算出应有几台机组并网运行即可满足平台负荷要求，并发出钻井PLC模块(5)限制变频模块(6)功率输出或自动起动、停止某台机组的控制指令；所述第一通讯模块(3)用于将中央PLC模块(2)的控制指令传输给第二通讯模块(4)；所述第二通讯模块(4)用于接收中央PLC模块(2)的控制指令，并将控制信号传输给钻井PLC模块(5)；所述钻井PLC模块(5)用于根据第二通讯模块(4)传输的控制指令对变频器模块(6)进行控制，当负荷不能满足实际负荷需要，钻井PLC模块(5)会暂时限制钻井交流变频模块(6)的动力输出，立即启动并投入下一台机组并网运行，然后恢复钻井系统动力输出；当负荷降低到一定程度，立即停掉一台或几台机组。
2.如权利要求1所述的钻井平台动力管理系统，其特征在于，还包括面板操作模块(7)，该面板操作模块(7)与所述中央PLC模块(2)相连，用于设定参数，并对整个动力管理相同进行操作。
全文摘要
一种钻井平台动力管理系统，包括数据采集模块(1)、中央PLC模块(2)、第一通讯模块(3)、第二通讯模块(4)、钻井PLC模块(5)、变频器模块(6)；数据采集模块(1)通过中央PLC模块(2)与第一通讯模块(3)相连，第二通讯模块(4)通过钻井PLC模块(5)与变频器模块(6)相连。本发明实现了无人机舱功能，轮机员不必经常守候在机舱随时准备根据钻井工况的需要增减机组，而是可以将更多的时间去检查维护其他辅助设备。另外，电站自动管理转换时间短，相应迅速，节约了宝贵的钻井时间。
文档编号G08C19/00GK101086200SQ200710118790
公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者刘宝元, 陈力生, 牛宏伟 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司