霍尼韋爾PKS系統(tǒng)在石油鉆井平臺(tái)上的應(yīng)用

分類：技術(shù)教程日期：2009-07-10 08:03:38 來源：廠商

1.引言

中油海9/10升降式鉆井平臺(tái)中控系統(tǒng)采用PKS系統(tǒng)。這是霍尼韋爾公司的自動(dòng)化系統(tǒng)第一次應(yīng)用于鉆井平臺(tái)上。經(jīng)由CCS（中國(guó)船級(jí)社）認(rèn)證,符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

2.系統(tǒng)介紹

PKS（Process Knowledge System）是過程知識(shí)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。PKS控制系統(tǒng)是 Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統(tǒng)。它集合了Plantscape系統(tǒng)組態(tài)方便的特點(diǎn)，又集合了TPS控制系統(tǒng)硬件上的優(yōu)點(diǎn)而推出的一款全新的DCS控制系統(tǒng)。

2.1 本系統(tǒng)框架如下:

在本PKS系統(tǒng)中,含有2個(gè)FSC（FAIL SAFE CONTROLLER ）機(jī)柜,一個(gè)PCS機(jī)柜.FSC用于火氣系統(tǒng)的邏輯關(guān)斷,PCS柜用于船體狀態(tài)的監(jiān)測(cè).系統(tǒng)之間采用FTE（容錯(cuò)以太網(wǎng)連接）.含有冗余的兩臺(tái)服務(wù)器,和兩個(gè)監(jiān)測(cè)用的STATION站.

（1）服務(wù)器冗余: PKS過程系統(tǒng)的服務(wù)器可以冗余配置，以提供更高等級(jí)的可靠性。采用一對(duì)配置相同的服務(wù)器，以主/備結(jié)構(gòu)方式相互支持。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，從服務(wù)器采集數(shù)據(jù)，并為操作站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。主服務(wù)器通過冗余網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)處理信息到從服務(wù)器，使得主從服務(wù)器之間同步。

（2）網(wǎng)絡(luò)冗余\交換機(jī)冗余: 設(shè)備之間用HONEYWELL的容錯(cuò)以太網(wǎng)連接（即H型,保證有4條通訊路線）。

2.2 硬件配置

（1）FSC系統(tǒng)硬件由 Central Part 卡件和I/O卡件兩部分組成。

Central Part簡(jiǎn)稱CP,包括CPU、COM（通訊卡）、WD（系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視卡、或稱看門狗卡）、DBM（診斷和電池卡）、以及VBD（豎向總線驅(qū)動(dòng)卡）。
　　
I/O卡包括DI卡、DO卡、AI卡、以及AO卡。
　　
Central part卡件和I/O卡件之間的通訊構(gòu)成如下：
　　
VB連接VBUS（豎向總線），VBUS連接HBD（水平總線驅(qū)動(dòng)卡），HBD連接HBUS（水平總線），HBUS再連接I/O卡件。
　　
柜內(nèi)還有端子和繼電器。

（2）PCS柜硬件配置

由一塊FTEB（容錯(cuò)以太網(wǎng)橋）卡、一塊C200（控制器）卡、兩塊CNI（CONTROL NET）卡和I/O組成。

上圖為卡件狀態(tài)監(jiān)測(cè)頁。

圖中FTEB01：FTEB卡；
PRS021：C200卡；
CCN014：CNI卡；
IAH161：AI卡；
IDD321：DI卡；
ODD321：DO卡；

（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1）以太網(wǎng)（TCP/IP）
傳輸速率為：100M/10M波特率；
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：server,station,priter（switch,hub）等；
傳輸介質(zhì)：雙絞線：接頭（為RF45，網(wǎng)卡），距離為100m以內(nèi)；
　　
2） I/O Controlnet
傳輸速度：5M波特率；
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：PMIO（輸入輸出卡件）、SIM等；
傳輸介質(zhì)：同軸電纜；網(wǎng)絡(luò)終端需加75Ω電阻；
傳輸協(xié)議：IEEE8023，令牌方式；

2.3軟件介紹

（1）control Builder——Control Builder是一種圖形化的、面向?qū)ο蟮摹⒒诖翱诘墓こ坦ぞ撸糜谶^程系統(tǒng)控制處理器的控制執(zhí)行環(huán)境和應(yīng)用控制環(huán)境的控制策略的設(shè)計(jì)、組態(tài)、和實(shí)施。用于組態(tài)硬件，如網(wǎng)絡(luò)、I/O模件、控制器、和現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，以及組態(tài)控制點(diǎn)，如調(diào)節(jié)控制、設(shè)備（馬達(dá)）控制、邏輯控制、順序控制和特殊的用戶定義的功能等。
　　
（2）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用戶可以組態(tài)第三方的控制器／RTU，以及它們的點(diǎn)、組態(tài)操作站和打印機(jī)。Quick Builder使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎，提供篩選數(shù)據(jù)庫的用戶顯示、多點(diǎn)編輯工具、和直觀的窗口風(fēng)格的用戶界面，極大地提高了組態(tài)效率。關(guān)系數(shù)據(jù)庫還捉供用戶自定義的域，可以用來設(shè)置終止調(diào)度，記錄接線編號(hào)等，同時(shí)還提供標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表。ExperiOn PKS過程系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的添加和修改均可以在線進(jìn)行。
　　
（3）HMIWeb Display Builder ——HMIWeb Display Builder是面向?qū)ο蟮模苫挠脩舢嬅娼M態(tài)工具，用于生成用戶專用的顯示圖形畫面。動(dòng)態(tài)顯示可以簡(jiǎn)單地通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊迅速生成。系統(tǒng)還提供一個(gè)圖形庫含有如容器、管道、閥門、罐、馬達(dá)等通用的工廠設(shè)備，幫助用戶進(jìn)一步加快圖形設(shè)計(jì)的速度。此外，對(duì)于一些多處用到的相似的畫面，可以用模板畫面的功能減少組態(tài)時(shí)間。提供的過程對(duì)象和調(diào)色板功能可以幫助用戶快速簡(jiǎn)便地創(chuàng)建用戶對(duì)象，并可以帶有三維效果。通過使用腳本程序（VBScript和Jscript）組件，可以顯著地增強(qiáng)圖形畫面功能，如高速動(dòng)畫、工具提示、操作站程序執(zhí)行的控制作用等都可以通過腳本程序完成。許多ActiveX的組件類型，如播放聲音和視頻圖像等都可以插入在畫面中被調(diào)用。
　　
（4）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在線的電子資料，采用HTML結(jié)構(gòu)的瀏覽器閱;內(nèi)容全面，包括了FSC，PKS等詳細(xì)的介紹。

2.4 系統(tǒng)開放性

[1] 集成Honeywell的先前產(chǎn)品：TDC2000, TDC3000, Plantscape, S9000,Logix60
[2] 與PLC通訊（如：SIMENSE,AB,ABB）
[3] 與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的集成（Profibus-DP, Fieldbus, Modebus,HART等）
[4] 標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)訪問程序
[5] AEC：高性能服務(wù)器，直接與OPC服務(wù)器或客戶機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3．系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)應(yīng)用于鉆井平臺(tái)上，主要有船體監(jiān)測(cè)和邏輯關(guān)斷兩部分功能。

船體監(jiān)測(cè)：包括發(fā)電機(jī)、泥漿池、水泥罐、重晶石罐、海水壓載艙、風(fēng)閘、風(fēng)機(jī)、消防泵、公共設(shè)備等的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

邏輯關(guān)斷：包括火氣系統(tǒng)報(bào)警、手動(dòng)報(bào)警等報(bào)警所產(chǎn)生的邏輯關(guān)斷。

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