[发明专利]一种海洋工程平台的插销式升降装置控制系统

摘要

本发明公开了一种海洋工程平台的插销式升降装置控制系统，包括中央控制台、冗余PLC控制器、液压泵站控制单元、桩腿机旁控制单元、桩腿运行状态检测装置和CCTV监控装置。本发明通过采用冗余PLC控制器的方式，建立控制器的CPU冗余以及与各远程I/O模块间的PROFIBUS通讯冗余，当其中一个CPU模块因内部故障或外部通讯故障导致停机后，备用CPU模块立即投入运行，保证升降装置能够不间断的运行。通过冗余PLC控制器的手段，使升降装置更加适应各种海上环境，降低了升降装置因CPU模块故障或外部通讯故障停机而产生的维护成本，进而保障了平台升降的安全、稳定。

主权项

一种海洋工程平台的插销式升降装置控制系统，其特征在于：包括中央控制台、冗余PLC控制器(8)、液压泵站控制单元、桩腿机旁控制单元、桩腿运行状态检测装置和CCTV监控装置；所述的中央控制台包括按钮、指示灯、CMS监控装置和远程I/O模块；远程I/O模块采集工作人员通过按钮发出的控制指令，经PLC控制器处理后，通过远程I/O模块输出状态信息到指示灯，并将控制系统运行的状态信息通过PROFINET网络传到CMS监控装置供显示和归档；所述的冗余PLC控制器(8)包括有源背板总线(1)、电源模块A(2)、电源模块B(4)、CPU模块A(3)、CPU模块B(5)、四个同步模块(6)和两条同步光纤(7)；所述的电源模块A(2)、CPU模块A(3)、电源模块B(4)、CPU模块B(5)、四个同步模块(6)和两条同步光纤(7)通过有源背板总线(1)集成为一体，电源模块A(2)为CPU模块A(3)提供24V供电电源，电源模块B(4)为CPU模块B(5)提供24V供电电源，两个CPU模块独立运行，CPU模块A(3)和CPU模块B(5)通过四个同步模块(6)及两条同步光纤(7)建立连接，当一个CPU模块因故障停机，另一个CPU模块可通过同步模块(6)和同步光纤(7)与故障CPU模块同步运行信息并转为运行状态，构成控制系统的CPU冗余；所述的液压泵站控制单元包括无功补偿装置、低压配电装置、泵站控制装置和远程I/O模块；外部380V电源供电到低压配电装置，由低压配电装置为泵站控制装置和远程I/O模块进行供电，无功补偿装置采集低压配电装置的电流信号，当功率因数低时，自动对功率因数进行补偿，远程I/O模块采集低压配电装置和泵站控制装置内断路器和接触器的供配电元件的状态，在冗余PLC控制器(8)发出相关控制指令时，控制相关执行装置运行；所述的桩腿机旁控制单元有四个，分别为1#桩腿机旁控制单元、2#桩腿机旁控制单元、3#桩腿机旁控制单元和4#桩腿机旁控制单元，各桩腿机旁控制单元包括按钮、指示灯、触摸屏和远程I/O模块；远程I/O模块采集工作人员通过桩腿机旁控制单元按钮发出的控制指令，经冗余PLC控制器(8)处理后，通过远程I/O模块输出状态信息到指示灯，并将控制系统运行的状态信息通过PROFINET网络传到触摸屏供显示和归档；所述的桩腿运行状态检测装置包括液压升降油缸位移传感器、插销油缸限位开关、液压升降油缸有杆腔压力传感器、液压升降油缸无杆腔压力传感器、电子倾角仪和液位传感器和油箱温度传感器；桩腿机旁控制单元的远程I/O模块接收液压升降油缸位移传感器、插销油缸限位开关、液压升降油缸有杆腔压力传感器、液压升降油缸无杆腔压力传感器、电子倾角仪和液位传感器和油箱温度传感器的信号，通过PROFIBUS网络传给冗余PLC控制器(8)；所述的CCTV监控装置包括CCTV控制单元(33)、各桩腿固桩桶内的高清全景摄像头、机旁光端机接线装置和液晶显示设备(34)；CCTV控制单元(33)经各桩腿机旁光端机接线装置连接到各桩腿固桩桶内高清全景摄像头，输出信号给液晶显示设备(34)；所述的各桩腿固桩桶内的高清全景摄像头与机旁光端机接线装置间采用以太网连接，机旁光端机接线装置与CCTV控制单元(33)间采用光纤连接；所述的冗余PLC控制器(8)的CPU模块A(3)通过PROFIBUS网络A(9)分别与中央控制台的远程I/O模块(11)、液压泵站控制单元的远程I/O模块(12)和各桩腿机旁控制单元的远程I/O模块连接；CPU模块B(5)也通过PROFIBUS网络B(10)分别与中央控制台的远程I/O模块(11)、液压泵站控制单元的远程I/O模块(12)和各桩腿机旁控制单元的远程I/O模块连接；所述的冗余PLC控制器(8)的CPU模块A(3)和CPU模块B(5)分别通过PROFINET网络A(17)和PROFINET网络B(18)连接到以太网交换机(24)；以太网交换机(24)分别与中央控制台的CMS监控装置(19)和各桩腿机旁控制单元的触摸屏连接。