FPSO?Profibus-Dp现场总线冗余中控装置，其特征是：现场冗余总线(3)与冗余监视控制总线层(2)连接，冗余监视控制总线层(2)与公司级岸站连接，现场冗余总线(3)中包含可编程控制器PLC(6)，冗余监视控制总线层(2)中包含操作站HMI(4)，公司级岸站中包含上位机及数据服务器(5)。具有较高实用性、可靠性和开放性，数据传输速度快，实现对短路、开路和过流等在线监测，支持Modbus、Dp、Hart接口仪表及执行机构，支持智能网关实现第三方设备PCS控制。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站PLC程序循环时间短。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及海洋工程数字仪表系统及海洋安全自动系统控制技术，尤其是FPSOProfibus-Dp现场总线冗余中控装置。
技术介绍
现有技术中，FPSO即 Float Production Storage and Off loading,中文是海上浮式生产储油船。FPSO是对开采的石油进行油气分离、处理含油污水、动力发电、供热、原油产品的储存和运输，集人员居住与生产指挥系统于一体的综合性的大型海上石油生产基地。与其他形式石油生产平台相比，FPSO具有抗风浪能力强、适应水深范围广、储/卸油能力大，以及可转移、重复使用的优点，广泛适合于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发，已成为海上油气田开发的主流生产方式。它集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。同时它还具有高投资、高风险、高回报的海洋工程特点。FPSO俨然一座“海上油气加工厂”把来自油井的油气水等混合液经过加工处理成合格的原油或天然气，成品原油储存在货油舱，到一定储量时经过外输系统输送到穿梭油轮。FPSO系统——作为海上油气生产设施，FPSO系统主要由系泊系统、载体系统、生产工艺系统及外输系统组成，涵盖了数十个子系统。对于FPSO系统众多复杂的各类设备进行控制、协调，需要应用较为先进的计算机控制工作系统，可选技术中优选的技术包括Profibus-Dp 技术。Profibus-Dp 的 DP 即 Decentralized Periphery。它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式1/0的通信。它与PR0FIBUS-PA(Process Automation)、PROF IBUS-FMS (Fie ldbus Message Specification)共同组成了 PR0FIBUS 标准,用于现场层的高速数据传送。·
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种FPSO Profibus-Dp现场总线冗余中控装置。实现本技术目的措施在于现场冗余总线与冗余监视控制总线层连接，冗余监视控制总线层与公司级岸站连接，现场冗余总线中包含可编程控制器PLC，冗余监视控制总线层中包含操作站HMI，公司级岸站中包含上位机及数据服务器。本技术的优点在于,在海工装备领域中应用基于Profibus-Dp现场总线的冗余支持中控系统工作，全集成自动化及强大的诊断功能，符合现代工业网络发展的趋势和要求，使系统实现简单可靠，具有较高实用性、可靠性和开放性，数据传输速度快，实现对短路、开路和过流等在线监测，支持Modbus、Dp、Hart接口仪表及执行机构,支持智能网关实现第三方设备PCS控制。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站PLC程序循环时间短。附图说明图1是本技术的结构示意图附图标记包括:远程监控延伸网络1，冗余监视控制总线层2，现场冗余总线3，操作站HMI4，上位机及数据服务器5，可编程控制器6，远程I/O站7。具体实施方式本技术构成控制系统中包含两套具有完全同样拓扑结构的系统分为HULL和TOPSIDE,即船体控制和数据采集系统HCSS、船体关闭系统HSD、船体火灾报警和气体检测系统HFGS、T0PSIED安全控制关断系统PSD、T0PSIDE火灾报警和气体检测系统FGS、T0PSIDE控制及数据采集系统PCS，可完成过程控制、火气监视和应急4级关断等功能。以下通过实施例和附图进一步说明。如附图1所示，本技术构成控制系统中包含三层网络结构:1)现场冗余总线3 =Profibus-Dp,联系可编程控制器PLC6与现场远程I/O站7。2)冗余监视控制总线层2:标准的工业以太环网，联系可编程控制器PLC 6与上位机及数据服务器5。3)公司级岸站:工业以太网，岸站级通讯以太网通过冗余监视控制总线层2的网关对本FPSO的远程监视和系统维护。本技术组成系统 中硬件采用了冗余控制系统:包括可编程控制器PLC 6、上位机及数据服务器5，现场冗余总线3、操作站HMI4、现场远程I/O站7，系统还包括远程监控延伸网络I和冗余监视控制总线层2，以及监管网络环网、控制网络环网，以及I/O站间的光纤联接。前述中，现场冗余总线3与冗余监视控制总线层2连接，冗余监视控制总线层2与公司级岸站连接，现场冗余总线3中包含可编程控制器PLC6，冗余监视控制总线层2中包含操作站HMI4，公司级岸站中包含上位机及数据服务器5。本技术组成系统中应用软件包括:图形化的上位机组态软件，可以实现PCS控制和监控并能打印；局域网搜所引擎应用与服务器可以进行历史查询和各类报表等；通讯协议，采用DP主-从多主模式。本技术中，设备网络执行PROFIBUS DP或IEC61850协议，电力系统自动化控制执行电气规程，根据规程要求部分设备安装于船体吃水线以上，本技术中传输技术采用:RS_485双绞线.双线电缆或光缆，波特率从9.6Kbit/s到12M bit/s ;总线存取在各主站间令牌传递，主站与从站间为主-从传送，支持单主或多主系统，总线上最多主-从设备站点数为126，Profibus的理论广播地址范围:0-127，最多可用32个主站，总的多主站数可达127个；通信采用点对点用户数据传送或控制指令广播模式，循环主-从用户数据传送和非循环主-主数据传送；运行模式为运行-清除-停止；同步模式采用控制指令允许输入和输出同步，同步模式采用输出同步，锁定模式采用输入同步；系统功能包括:DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送，通过总线给DP从站赋予地址，各DP从站的动态激活和可激活，输入或输出的同步，通过部线对DP主站DPMI进行配置，每DP从站的输入和输出数据最大为244字节，此外，还具备DP从站组态的检查功能，尤其是诊断功能强大，可进行三级信息诊断；可靠性和保护机制包括:所有信息的传输按海明距离HD = 4进行，DP从站带看门狗定时器Watchdog Timer,对DP从站的输入/输出进行存取保护，DP主站上带可变定时器的用户数据传送监视；设备类型包括:第二类DP主站(DPM2)是可进行编程-组态-诊断的设备，第一类DP主站DPMI是中央可编程控制器，如PLC、PC等，DP从站是带二进制值或模拟量输入输出的驱动器、阀门等，同时也可以是智能从站，即从站支持可编程，一般智能从站即另外一个PLC主机。本技术中，系统内数据传输速率较快，在一个有着32个站点的分布系统中，PR0FIBUS-DP对所有站点传送512bit/s输入和512bit/s输出，在12Mbit/s时只需I毫秒；诊断功能工作时，经过扩展的PR0FIBUS-DP诊断能对故障进行快速定位，诊断信息在总线上传输并由主站采集，诊断信息分三级，即:本站诊断操作:本站设备的一般操作状态，如温度过高.压力过低。模块诊断操作:一个站点的某具体I/O模块故障。通过诊断操作:一个单独输入/输出位的故障。本技术中，系统内PR0FIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上最多可连接126个站点。系本文档来自技高网...
【技术保护点】
FPSO?Profibus?Dp现场总线冗余中控装置，其特征是：现场冗余总线(1)与冗余监视控制总线层(2)连接，冗余监视控制总线层(2)与公司级岸站(3)连接，现场冗余总线(1)中包含可编程控制器PLC(4)，冗余监视控制总线层(2)中包含工控机HMI(5)，公司级岸站(3)中包含数据服务器(6)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：段陟，汤劲松，郭海峰，朱静波，万洁，
申请(专利权)人：上海中远船务工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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