用于鉆井平臺升降機構的安全保護控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鉆井平臺升降機構的安全保護控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]海洋工程裝備產業(yè)是我國當前加快培育和發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產業(yè)，是傳統(tǒng)船舶工業(yè)調整和振興的重要方向，如制造海洋石油鉆井平臺。典型的，自升式鉆井平臺是當今使用的主流海工產品之一，在自升式鉆井平臺的建造、試驗過程中，升降機構是保證平臺安全正常工作的核心設備之一。
[0003]早先設計并投入使用的升降機構的安全保護控制系統(tǒng)采用過載應急停止、設備故障應急停止或上、下位機間雙工通訊模式。
[0004]其中，采用過載應急停止、設備故障應急停止的控制方法基本原理是通過傳感器檢測平臺升降機構的負荷狀態(tài)或升降驅動裝置的內部參數(shù)或驅動裝置輔助執(zhí)行機構的正常工作狀態(tài)或其它外部的觸發(fā)條件來作為執(zhí)行應急停止的判斷依據(jù)。所以說不論上述任何一類，任何一條(實際是幾十條觸發(fā)條件)都會最終激發(fā)執(zhí)行程序采取措施。因此，其存在的技術問題是:系統(tǒng)不采取分類處置的原則進行應急停止操作，雖然使平臺升降暫時安全，但會使系統(tǒng)承受巨大的沖擊，較大的能量損耗，即使系統(tǒng)操作者能明確故障的原因，也無法參與決策判斷。
[0005]另外，采用上、下位機間雙工通訊模式的工作方式是:設置中央控制站為上位機，通過一路現(xiàn)場總線(RS-485或光纖)將上位機及各從站(例如，樁腿驅動器、馬達控制中心、就地控制站)相連接實現(xiàn)控制。這種方式存在的技術問題是:當總線出現(xiàn)故障時，下行的設備均出現(xiàn)故障，而無法與中央控制站通信。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)的安全保護控制系統(tǒng)采用單一保護、系統(tǒng)受到的沖擊力較大、能量損耗大、通訊回路可靠性低以及下行的設備全部出現(xiàn)故障的概率較大等缺陷，提供一種用于鉆井平臺升降機構的安全保護控制系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題:
[0008]一種用于鉆井平臺升降機構的安全保護控制系統(tǒng)，該鉆井平臺升降機構包括若干根樁腿，每根該樁腿上設有3組馬達，其特點在于，其包括一中央控制器、若干樁腿馬達控制器和若干高度偏差控制器，該些高度偏差控制器與該些樁腿馬達控制器對應設置且數(shù)量相同；
[0009]該中央控制器包括依次電連接的第一輸入模塊、第一處理器和第一輸出模塊；
[0010]該些樁腿馬達控制器用于控制相應的該樁腿的馬達的速度以及啟停，其分別包括第二輸入模塊、與該第二輸入模塊電連接的第二輸出模塊、若干用于檢測各樁腿的馬達的故障信號的應急停止檢測器、一個用于控制各樁腿的馬達停止的應急停止開關和兩個用于檢測各樁腿的馬達的速度的超速檢測器，其中一個該樁腿馬達控制器還包括電連接于第二輸入模塊和第二輸出模塊之間的第二處理器，且該第二處理器與第一處理器網(wǎng)絡連接；
[0011]該中央控制器、該些樁腿馬達控制器依次首尾連接形成有兩個并行設置的環(huán)形網(wǎng)絡回路，該應急停止檢測器、第二輸入模塊、第二處理器、應急停止開關、第二輸出模塊依次電連接，各該超速檢測器的一端與一超速傳感器電連接，另一端通過相應的該樁腿馬達控制器的第二輸入模塊與第二處理器電連接；
[0012]各該高度偏差控制器用于控制相應的各樁腿的管弦的高度偏差，且該些高度偏差控制器、其中一個該樁腿馬達控制器依次網(wǎng)絡連接，且形成有兩個網(wǎng)絡線路。
[0013]在本方案中，安全保護回路采用非單一保護形式，根據(jù)故障的級別，會對應采取不同的措施，從而在滿足安全保護底線的前提下，保護好設備與人員安全，降低了系統(tǒng)受到的巨大沖擊，同時降低了能源損耗；同時，該安全保護控制系統(tǒng)采用了環(huán)行網(wǎng)絡回路結構，從而當單個故障點發(fā)生時，所有的從站均能通過環(huán)行網(wǎng)絡回路保持正常運行，不受影響，并且即使失去一個通訊主站，整個安全保護控制系統(tǒng)的操作仍然不受影響，提高了該安全保護控制系統(tǒng)的可靠性。
[0014]較佳地，該樁腿馬達控制器的數(shù)量為3個，其中依次為左樁腿馬達控制器、右樁腿馬達控制器和前樁腿馬達控制器，且第二處理器設于該左樁腿馬達控制器上。
[0015]較佳地，該中央控制器、左樁腿馬達控制器、右樁腿馬達控制器和前樁腿馬達控制器通過通信線和通信接口依次首尾連接形成有兩個并行設置的環(huán)形網(wǎng)絡回路。
[0016]較佳地，該通信線為通信電纜或光纖。
[0017]較佳地，該中央控制器上設有一用于控制所有樁腿的馬達停止的總應急停止開關，該總應急停止開關的一端與第一處理器電連接。
[0018]在本方案中，采用上述結構形式，即可以單獨控制各樁腿的馬達的運行狀態(tài)，也可以整體上控制所有樁腿的馬達的運行狀態(tài)，提高了該安全保護控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性和可靠性。
[0019]在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。
[0020]本發(fā)明的積極進步效果在于:
[0021]本發(fā)明提高了該安全保護控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在安全保護控制系統(tǒng)控制范圍避免了鉆井平臺在升降時出現(xiàn)傾覆、跌落，保障了升降機構的正常運行；同時，降低了系統(tǒng)受到的巨大沖擊，還降低了能源損耗。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明較佳實施例的安全保護控制系統(tǒng)的結構示意圖。
[0023]附圖標記說明:
[0024]中央控制器:I左樁腿馬達控制器:2
[0025]右樁腿馬達控制器:3前樁腿馬達控制器:4
[0026]左高度偏差控制器:5右高度偏差控制器:6
[0027]前高度偏差控制器:7第一處理器:8
[0028]第二處理器:9應急停止開關:10
[0029]超速檢測器:11超速傳感器:12
[0030]環(huán)形網(wǎng)絡回路:13通信線:14
[0031]通信接口:15
【具體實施方式】
[0032]下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明用于鉆井平臺升降機構的安全保護控制系統(tǒng)包括一中央控制器1、3個樁腿馬達控制器和3個高度偏差控制器，該些高度偏差控制器與該些樁腿馬達控制器對應設置，且3個樁腿馬達控制器依次為左樁腿馬達控制器2、右樁腿馬達控制器3和前樁腿馬達控制器4，3個高度偏差控制器依次為左高度偏差控制器5、右高度偏差控制器
6、前高度偏差控制器7。其中，鉆井平臺升降機構包括3根樁腿，每根樁腿上設有3組馬達和3組馬達剎車器，3組馬達和3組馬達剎車器均分別對稱均勻布置于每個樁腿的三個角上,對稱均勻布置。
[0034]請根據(jù)圖1予以理解，該中央控制器I包括依次電連接的第一輸入模塊、第一處理器8和第一輸出模塊。該些樁腿馬達控制器用于控制相應的樁腿的馬達的速度以及啟停，其分別包括第二輸入模塊、與第二輸入模塊電連接的第二輸出模塊、若干應急停止檢測器、一個應急停止開關10和兩個超速檢測器11。其中，應急停止檢測器用于檢測各樁腿的馬達的故障信號；應急停止開關10用于控制各樁腿的馬達停止；超速檢測器11用于檢測各樁腿的馬達的速度。各樁腿的馬達的故障信號可以為系統(tǒng)應急停止、升降單元超速停止、變頻器過電流、變頻器接地故障、變頻器欠壓、變頻器缺相故障、馬達負荷異常、變頻器逆變單元過熱、通信故障中的任意一種或多種。
[0035]另外，左樁腿馬達控制器2上還包括電連接于第二輸入模塊和第二輸出模