本實(shí)用新型涉及一種輸送控制系統(tǒng)，尤其涉及一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著海洋油氣資源開發(fā)力度的不斷加強(qiáng)，作為海上能源開發(fā)的主要設(shè)施-海洋鉆井平臺(tái)及其陸地供給設(shè)施的作業(yè)能力及設(shè)備自動(dòng)化程度也越來越高，作為重要鉆井設(shè)備的輸灰系統(tǒng)也隨之變化，現(xiàn)有的散料輸送控制系統(tǒng)的不足也逐步顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，數(shù)據(jù)采集及處理單元設(shè)置過于集中。海上鉆井作業(yè)能力的提升直接導(dǎo)致平臺(tái)或陸地供料站的鉆井散料儲(chǔ)罐的數(shù)量及容積較之以前有大幅提升，遙控閥門及傳感器的數(shù)量也隨之增加。且現(xiàn)代鉆井平臺(tái)的散料儲(chǔ)罐根據(jù)散料的不同用途及平臺(tái)配重需求多采用分散布置的布局，數(shù)據(jù)采集單元集中設(shè)置必然導(dǎo)致電纜數(shù)量的大幅增加，系統(tǒng)安裝及設(shè)備維護(hù)的難度加大；第二，設(shè)備故障后備能力不足。設(shè)備的分散布置導(dǎo)致相關(guān)控制單元相對(duì)獨(dú)立，沒有互相備用功能，由于控制設(shè)備的故障影響生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)加大；第三，通訊能力不足，控制型式單一?，F(xiàn)代鉆井平臺(tái)均配置平臺(tái)DCS系統(tǒng)，散料輸送系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊能力不足導(dǎo)致無法通過DCS系統(tǒng)監(jiān)視散料輸送系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和對(duì)散料輸送流程進(jìn)行操作；第四 報(bào)警功能及危險(xiǎn)工況處理能力不足?，F(xiàn)有散料輸送控制裝置偏重于實(shí)現(xiàn)散料輸送的基本流程，對(duì)散料輸送過程中參數(shù)超限及誤操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)判斷不足，缺少報(bào)警功能，危險(xiǎn)工況出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)基本的處理能力不足。

為了解決現(xiàn)有控制裝置存在的上述問題，我們提供了一種具備現(xiàn)場工業(yè)總線通訊功能，采用分布式控制的多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)。

為解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下：

一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)，包括人機(jī)界面單元、中央處理單元、現(xiàn)場I/O單元、報(bào)警單元和現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊，現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊分別安裝在人機(jī)界面單元、中央處理單元、現(xiàn)場I/O單元和報(bào)警單元上，人機(jī)界面單元、現(xiàn)場I/O單元分別與中央處理單元電聯(lián)接，報(bào)警單元與人機(jī)界面單元電聯(lián)接，所述人機(jī)界面單元包括主令控制器、數(shù)據(jù)顯示儀和模擬輸灰流程控制盤，所述中央處理單元包括CPU模塊，所述現(xiàn)場I/O單元包括信號(hào)采集模塊和輸出模塊，所述報(bào)警單元包括聲光報(bào)警器和報(bào)警控制模塊。

進(jìn)一步的，所述散料輸送控制系統(tǒng)包括至少一個(gè)人機(jī)界面單元，至少一個(gè)現(xiàn)場I/O單元，至少一個(gè)報(bào)警單元。

進(jìn)一步的，所述人機(jī)界面單元、中央處理單元、現(xiàn)場I/O單元和報(bào)警單元上安裝的現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊相互之間電聯(lián)接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的實(shí)施效果如下：

本實(shí)用新型所述的一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)，整套控制系統(tǒng)單元化，各主要單元之間以通訊電纜相連，通過現(xiàn)場工業(yè)總線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的安裝位置進(jìn)行分散布置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號(hào)就近采集，且易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展，根據(jù)操作需要，靈活確定智能人機(jī)界面的數(shù)量，當(dāng)系統(tǒng)智能人機(jī)界面的數(shù)量多于1個(gè)時(shí)，僅通過修改操作權(quán)限，即可實(shí)現(xiàn)不同人機(jī)界面間的互為備用；所述控制系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場工業(yè)總線與上位DCS系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，使得該系統(tǒng)不僅可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)輸灰流程的控制，也可以作為上位DCS系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過DCS實(shí)現(xiàn)對(duì)散料系統(tǒng)的控制，從而實(shí)現(xiàn)多元的控制方式，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述的一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的內(nèi)容。

如圖1所示為本實(shí)用新型所述的一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，所述的一種多元化粉狀散料輸送控制系統(tǒng)，包括人機(jī)界面單元10、中央處理單元20、現(xiàn)場I/O單元30、報(bào)警單元40和現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊50，現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊50分別安裝在人機(jī)界面單元10、中央處理單元20、現(xiàn)場I/O單元30和報(bào)警單元40上，人機(jī)界面單元10、現(xiàn)場I/O單元30分別與中央處理單元20電聯(lián)接，報(bào)警單元40與人機(jī)界面單元10電聯(lián)接，所述人機(jī)界面單元10包括主令控制器11、數(shù)據(jù)顯示儀12和模擬輸灰流程控制盤13，所述中央處理單元20包括CPU模塊21，所述現(xiàn)場I/O單元30包括信號(hào)采集模塊31和信號(hào)輸出模塊32，所述報(bào)警單元40包括聲光報(bào)警器41和報(bào)警控制模塊42。

智能人機(jī)界面單元10主要包含模擬輸灰流程控制盤13，盤面安裝主令控制器11和數(shù)據(jù)顯示儀12，進(jìn)行控制指令的輸入及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視；中央處理器單元20包含CPU模塊21，用以完成系統(tǒng)邏輯運(yùn)算處理；現(xiàn)場I/O單元30內(nèi)置信號(hào)采集模塊31和控制信號(hào)輸出模塊32，完成就近采集儲(chǔ)罐散料重量、儲(chǔ)罐氣壓、物料料位及閥門開度位置信號(hào)，控制信號(hào)輸出模塊32輸出控制信號(hào)，用來驅(qū)動(dòng)不同類型的閥門控制機(jī)構(gòu)（如電磁閥、定位器或電動(dòng)執(zhí)行器等）達(dá)到開關(guān)閥門或調(diào)節(jié)閥門開度的目的；報(bào)警單元40主要包含聲光報(bào)警器41和報(bào)警控制模塊42，該單元可根據(jù)現(xiàn)場I/O單元30采集的設(shè)備信號(hào)判斷出各種超限狀態(tài)及危險(xiǎn)工況，并對(duì)此進(jìn)行分類，給出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)提示及控制信號(hào)輸出，控制開關(guān)相應(yīng)閥門，規(guī)避危險(xiǎn)狀況的發(fā)生。

所述散料輸送控制系統(tǒng)包括至少一個(gè)人機(jī)界面單元10，至少一個(gè)現(xiàn)場I/O單元30，至少一個(gè)報(bào)警單元40。

所述人機(jī)界面單元10、中央處理單元20、現(xiàn)場I/O單元30和報(bào)警單元40上安裝的現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊50相互之間電聯(lián)接，上述主要組成單元內(nèi)均配置現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊50，組成現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組成單元之間以及該系統(tǒng)與上位控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

整套控制系統(tǒng)單元化，各主要單元之間以通訊電纜相連，通過現(xiàn)場工業(yè)總線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的安裝位置進(jìn)行分散布置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號(hào)就近采集；且易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展，根據(jù)操作需要，靈活確定智能人機(jī)界面10的數(shù)量；當(dāng)系統(tǒng)智能人機(jī)界面10的數(shù)量多于1個(gè)時(shí)，僅通過修改操作權(quán)限，即可實(shí)現(xiàn)不同人機(jī)界面10間的互為備用；該型控制系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場工業(yè)總線與上位DCS系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，使得該系統(tǒng)不僅可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)輸灰流程的控制，也可以作為上位DCS系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過DCS實(shí)現(xiàn)對(duì)散料系統(tǒng)的控制，從而實(shí)現(xiàn)多元的控制方式，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的可靠性。

系統(tǒng)自主運(yùn)行時(shí)，首先通過智能人機(jī)界面10中的主令控制器11輸入控制指令，通過總線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央處理單元20內(nèi)，由CPU模塊21完成邏輯運(yùn)算處理，將控制信息通過通過現(xiàn)場工業(yè)總線通訊模塊50傳輸至現(xiàn)場I/O單元30中，并通過控制信號(hào)輸出模塊32輸出至現(xiàn)場遙控閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)，完成閥門開關(guān)控制；

現(xiàn)場遙控閥門的閥位信號(hào)、散料重量、物料料位、儲(chǔ)罐壓力等信號(hào)通過現(xiàn)場I/O單元內(nèi)30中的信號(hào)采集模塊31進(jìn)行采集，并通過現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央處理單元20內(nèi)的CPU模塊21，完成運(yùn)算處理后通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)傳輸至智能人機(jī)界面單元10內(nèi)的數(shù)據(jù)顯示儀12及模擬輸灰流程控制盤13內(nèi)進(jìn)行顯示。

當(dāng)通過DCS進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，中央處理單元20通過其內(nèi)通訊模塊50接收DCS的控制命令，并由CPU模塊21完成邏輯運(yùn)算后，將控制命令傳輸至現(xiàn)場I/O單元30內(nèi)，通過控制信號(hào)輸出模塊32驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場遙控該閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)遙控操作，同時(shí)，該系統(tǒng)也將現(xiàn)場儲(chǔ)罐參數(shù)及遙控閥門開關(guān)信息通過現(xiàn)場工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位DCS系統(tǒng)進(jìn)行顯示。

在任何操作模式下，報(bào)警單元40根據(jù)中央處理單元20讀取的控制指令及現(xiàn)場遙控閥門閥位信號(hào)、散料重量信號(hào)、物料料位信號(hào)及儲(chǔ)罐壓力信號(hào)判斷系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的非正常狀態(tài)，并按照不同的危險(xiǎn)等級(jí)，分別驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器41進(jìn)行報(bào)警提示，并在智能人機(jī)界面10的數(shù)據(jù)顯示儀12彈出報(bào)警信息，并且輸出控制指令至現(xiàn)場I/O單元30內(nèi)，通過控制信號(hào)輸出模塊32驅(qū)動(dòng)相關(guān)遙控閥門，解除系統(tǒng)危險(xiǎn)狀況。

系統(tǒng)中智能人機(jī)界面單元10的數(shù)量和現(xiàn)場I/O單元30的數(shù)量可根據(jù)設(shè)備布置情況及現(xiàn)場操作需要進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)智能人機(jī)界面10的數(shù)量達(dá)到2個(gè)或以上時(shí)，通過操作權(quán)限的切換，可以實(shí)現(xiàn)互為備用功能，減少由于其中一臺(tái)智能人機(jī)界面出現(xiàn)故障而對(duì)系統(tǒng)作業(yè)產(chǎn)生的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。