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1、海洋石油111中控系统,主讲人：向邦文,目 录 一、系统概述 二、网络结构 三、PCS与SSS控制器 四、远程I/O控制柜,一、系统概述,中控系统的主要功能是： 实现对整个系统的工艺、船体压载、公用和火气探测报警系统进行集中监视、控制、计量及应急关断、消防，还实现了中控对平台和监护船只的通讯。保证人身安全，保证生产的持续性，保护原油生产处理储存系统和整个浮式储油轮及其设施的安全。 海洋石油111采用的自动化控制系统为集散控制系统（DCS）. 它采用的是ABB公司的产品，它包括过程控制系统PCS以及应急关断系统SSS。,一、系统概述,PCS部分包括船体部分控制系统和原油工艺处理过程控制系统；SS
2、S部分包括应急关断系统(ESD)和火气探测报警系统(F&G)。而火气探测报警系统(F&G)检测到的火灾报警和故障信号通过硬线和串口RS232实现与ESD的通讯显示，再通过关断系统实现紧急关停和消防设施的自动控制功能。 PCS采用控制器冗余，而SSS采用机架冗余。,一、系统概述,1、DCS：集散控制系统(Distributed Control System) 2、PCS：过程控制系统(Process Control System) 3、SSS: 应急关断系统(Safety Shutdown System) 4、ESD: 应急关断系统(Emergency Shutdown System) 5、F&
3、G: 火气探测报警系统(Fire & Gas System) 6、MB300和AF100:ABB公司推崇通讯总线协议 7、I/O 柜: 远程输入输出通讯柜，作为中控控制系统的延伸机柜。 8、PLC：可编程序控制器，可以是DCS系统的组成。,目 录 一、系统概述 二、网络结构 三、PCS与SSS控制器 四、远程I/O控制柜,二、网络结构,目 录 一、系统概述 二、网络结构 三、PCS与SSS控制器 四、远程I/O控制柜,PCS 过程控制器,三、PCS与SSS控制器,PCS过程控制系统控制器采用ABB公司的AC450(Advant Controller 450)控制器, 该控制器带冗余的CPU和内
4、存。 该控制器位于第三甲板的中控设备间，共有2个机柜。AC450-1负责上部模块生产和其它重要设备以及单点PLC的通讯和管理；AC450-2主要负责船体部分的远程I/O及设备的管理。AC450控制器通过冗余的双绞线连接到MB300控制网络电缆上，该控制网络电缆也是冗余的。控制器内部配有闪存，用于系统在线增加软件而不致于影响系统的正常运行。 为RAM内存配备的电池可以维持4小时。该控制器由UPS供2路AC220V电源，机柜内配有电源转换器。,PCS 过程控制器,三、PCS与SSS控制器,AC450-1机柜由AC450控制器机架、控制器风扇、光钎信号转换器、RS-485通讯转换器、机柜稳压电源等组
5、件组成。 控制器通过光纤信号通道与上部模块远程I/O柜紧密关联，实时接受上部模块现场工艺状态信号。 RS-485通讯转换器作用为与各上部模块公共系统PLC系统建立通讯，它们有单点系统STP、主机系统、氮气发生器系统N2 SYS、锅炉系统HM. SYS.、惰气系统IG等。,PCS 过程控制器,三、PCS与SSS控制器,AC450-2机柜与AC450-1机柜结构相同，但是作用范围不同，控制器通过光纤信号通道与船体部分远程I/O柜紧密关联，实时接受船体部分现场工况状态信号。 RS-485通讯转换器作用为与各船体系统PLC系统建立通讯，它们有阀门遥控系统、液位遥测系统、船体空压机系统、货油系统.、艉输
6、系统、气体采样系统等等。AC450-2控制器处理还原这些系统的工程数据信号为操作者可以方便读取的设备状态信息和模拟量读数。,SSS应急关断控制器,三、PCS与SSS控制器,SSS系统采用ABB公司的AC400, 该系统为带有双重配置的双冗余的故障安全型的控制器。该控制器包括2个独立的AC400控制器，这2个控制器同时并联独立运行，通过冗余的MB300高速数据网进行通讯，内置专用的与安全有关的软件，带增强的环路监测功能。 冗余的处理器模块为8MB内存，RAM的电池在系统主电源失电后可持续保持RAM内容约4小时。 该控制器由UPS供2路AC220V电源，机柜内配有电源转换器。另外，机柜内还配有I/
7、O接口卡、串行通讯卡、SSS系统控制软件和系统软件等。控制器机柜安装于第三甲板的中控设备间，共有2个机柜。,SSS应急关断控制器,三、PCS与SSS控制器,AC400-1机柜由两个双重配置的双冗余AC400控制器机架、光纤信号转换器、机柜稳压电源等组件组成。控制器通过光纤信号通道与上部模块远程I/O柜（SSS 2001 I/O柜、SSS 2002 I/O柜）紧密关联，实时接受上部模块现场工艺关断仪表数据信号（如系列一高压分离器液位高高变送器或者压力高高变送器实时读数高于中控设定值）和SSS控制器将发出关断指令（根据ESD关断逻辑，发出3A级关断指令，关断相应SDV关断阀门）。,SSS应急关断控
8、制器,三、PCS与SSS控制器,如右图，AC400-1和AC400-2机柜内为冗余控制器配置的供电电源开关控制系统，保证输出卡的输出有效。,SSS应急关断控制器,三、PCS与SSS控制器,AC 400-2在网络系统中的作用为： 进行船体部分的ESD和F&G的硬线信号(大约400点) 的数据处理和执行，紧密联系于远程SSS I/O控制柜（SSS 9001 I/O柜）进行数据的输出和接收（用于分担动力辅机、化学药剂泵部分的关断逻辑处理）。 AC400-2机柜与AC400-1机柜结构相同，但是作用范围不同，除船体ESD逻辑外，还处理火气系统的ESD 2级关断逻辑。,目 录 一、系统概述 二、网络结构
9、 三、PCS与SSS控制器 四、远程I/O控制柜,海洋石油111 船体部分的控制、监测和报警点约2000个，上部模块部分也有1000余个,这么多的信号不可能每一个信号直接用线接入中控机柜，于是现场信号根据它们所在的区域，分别就近接入远程RIO机柜（REMOTE INPUT&OUTPUT CABINET），远程RIO控制机柜与中控系统的控制器通讯。 每个船体部分的RIO机柜供2路AC220V 1Ph UPS电源，其内部配有电源模块将AC220V转换成DC24V给每个IO卡件供电。卡件的核心电压为5VDC。,四、远程I/O控制柜,RIO 20001/RIO 20002,生产部分的I/O柜PCS-2
10、0001/20002和SSS20001/20002位于上部模块，两个序列控制柜基本对称布置，在世纪大道两侧计量撬块和水力旋流器附近。 两组柜子与上部模块两个原油工艺处理系统的现场设备进行连接。包括温度、压力、液位变送器等以及还有阀门定位器等现场设备的信号。,四、远程I/O控制柜,四、远程I/O控制柜,RIO 90001,船体的I/O柜包括PCS90001和SSS90001位于上部模块低压配电房，主要负责由高压配电板和区配电板直接供电的设备、泵和装置的运行信号、可控制信号和故障信号的采集，以便于在中控室实行集中监控。,低压配电间,RIO 90002,PCS90002位于上甲板U平台的液压间，有3
11、立的机柜, 该RIO机柜为阀门遥控系统和大舱加热系统专用，阀门的开启/关闭状态、开度大小要在中控显示，在中控CRT上可以遥控阀门，发出开启和关闭指令、调节阀门开度、调节温控阀的温度等。,四、远程I/O控制柜,RIO 90003,PCS90003位于机舱C平台，机舱和泵舱内的一些现场仪表的液位信号、压力信号和一些泵的运行信号、故障报警信号要通过硬线接入 Remote I/O，传入中控系统在中控CRT上显示和控制。,四、远程I/O控制柜,机舱C平台,RIO 90004,PCS90004位于A平台的船体配电板室, 主要负责由高压配电板和区配电板直接供电的设备、泵和装置的运行信号、可控制信号和故障信号
12、的采集，以便于在中控室实行集中监控。 配电板母排故障和对地绝缘低故障也要在中控台CRT上显示。一些风机和有关的泵主要在中控CRT上遥控启动和停止。另外，位于就近区域的防火风闸、防火门的状态信号也要送到中控显示。,四、远程I/O控制柜,主配电间,RIO 90005,PCS90005位于第一甲板的应急配电板室，主要负责由应急配电板直接供电的设备、泵和装置的运行信号、可控制信号和故障信号的采集，以便于在中控室实行集中监控。 配电板母排故障和对地绝缘低故障也要在中控台CRT上显示。一些风机和有关的泵主要在中控CRT上遥控启动和停止。另外，位于就近区域的防火风闸、防火门的状态信号也要送到中控显示。,四、远程I/O控制柜,应急配电间,谢谢！,
