乔俊福
中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司山东东营257055
摘要：为加强海洋钻井平台设备管理和监控，能够给平台提供报警监测、数据采集及自动控制，在平台建立了DCS系统，实现了中控系统主要设备及相关系统生产过程的监视与控制，完成了包括系统内各设备的运行状况监视和控制，过程值显示，报警显示和记录，报表记录等，对于平台设备管理和安全监控具有重要的意义。
关键词：DCS；钻井平台；监测；系统
1DCS系统概述
随着海洋钻井平台的发展，平台设备日趋多样化和复杂化，功能不断增强。设备是平台运行的核心，研究自动化的设备管理对于平台自动化的发展具有重要意义。DCS全称DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM,中文全称为分布式控制系统，也称作集散型控制系统。DCS系统可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的，尽量将控制所造成的危险性分散，而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。
2系统组成
DCS系统一般由五部分组成：（1）控制器；（2）I/O板；（3）操作站；（4）通讯网络；（5）图形及遍程软件。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
3系统布置
DCS系统可以监控和控制各种分系统的运行，系统的主要部件都是双重冗余。任何主要部件的失灵都能够无间断地转换到后备系统，并在系统MMIS上显示报警信息。系统在升降控制室、队长办公室、机控室、钻台等处设显示终端。
4实现功能
平台DCS系统可以分为监测与报警、数据采集及自动控制几个功能部分。
4.1监测与报警
监测与报警可以将平台通风故障报警系统、主机报警系统、主空压机监测和控制系统、空调装置检测、锚机运行状态监测、水密门检测系统、烟火探测报警系统、可燃气体和硫化氢检测报警系统、二氧化碳灭火报警系统、消防和喷淋泵控制系统、HVAC关闭系统、应急关断系统、液位测量系统、散装罐检测系统、压载系统、舱底水报警系统、污油水排放监测系统、PG/GA，自动电话、电视监视系统（包括飞机候机室监视器等）、环境数据采集系统（包括倾斜仪，气压计、风速风向仪等）、冷库防误关报警、医务室呼叫系统、电脑局域网、CO2气体探测系统等的数据在DCS系统中明确的显示出来，方便操作人员观察并及时处理报警信息，同时DCS的冗余电源可以保证报警信息的翻查，为故障排除提供有力保障。
4.2数据采集及自动控制
数据采集及自动控制是将平台各个系统的运行状态集中采集并进行处理，为相互关联的系统自动运行提供先决条件，实现设备的自动启停，故障诊断等。例如MCC的自动化控制，需要满足哪些前提条件，如果单纯的利用硬线连接，采集控制点，将会大大增加空间及布线，且在故障排查中会耽误很多的时间。利用DCS系统，将各种前提及要求采集集中,可以一目了然的了解是什么原因造成的设备停机或无法启动，可以有针对性的进行排查工作。
5各系统画面显示
DCS系统主要包括以下画面：
5.1发电机组画面
显示五台发电机及一台应急发电机画面，包括主机运行、超速、油压低，启动失败，超速停车，公共报警缸套水压力低，冷却液温度高，启动空气压力低等信号状态。显示如下设备的状态显示、故障报警、运行指示信号：1#主发电机组、2#主发电机组、3#主发电机组、4#主发电机组、5#发电机组、应急发电机组等。
上述设备在正常运行时，画面中对应设备的运行指示灯为绿色，在设备处于停止状态时，运行指示灯为灰色。在设备故障报警时，画面中设备对应的故障报警指示灯显示红色闪烁，在上位机界面上确认报警后，对应故障报警指示灯显示为红色平光，报警离开后，对应的故障指示灯显示为灰色。
5.2配电系统画面
配电系统画面包括平台整个配电设备的合闸、分闸和脱扣状态，三种状态表现形式如下：
变压器状态对应测点也分几种状态，变压器温度高报警和故障报警分别用红色闪烁和洋红色闪烁表示，确认报警后，闪烁变平光，报警撤销后恢复正常显示状态。
变压器三相温度显示方式为模拟量显示。相应绝缘低及漏电报警UPS故障等报警信号以状态灯的形式显示。
类型为AI的信号量在画面中以数值输出框形式展现，并且根据信号的数字量值大小、量程、报警值等做不同显示，以不同颜色表示所在的范围是否正常，当框的背景色为黄色时表示低报警或高报警，当框背景色为红色时表示低低报警或高高报警，当框背景色为灰色时表示正常。状态灯显示方式与开关量报警灯显示方式一样。
5.3火气系统画面
显示火灾和有毒可燃气体信号的状态。对于火灾气体，当火灾信号正常时报警状态灯显示为灰色，当火灾信号屏蔽时显示为蓝色，当火灾信号故障时显示洋红色，探测到发生火灾时显示红色。对于有毒可燃气体，当发生有毒气体释放时，正常情况下圆灯显示为灰色，当探测到气体释放时，根据气体浓度的大小，分别触发一级报警和二级报警，浓度低于特定设定值时为二级报警，报警灯显示为黄色闪烁，当浓度高于特定设定值时为一级报警，报警灯显示为红色闪烁。若探头故障，则信号灯显示为洋红色闪烁。
5.4灭火系统画面
灭火系统主要由状态灯显示各区域释放信号状态，发生报警则状态灯显示红色闪烁，确认报警后状态灯变平光，报警消失后状态灯变灰色。
5.5MCC系统画面
显示智能马达状态。每个智能马达对应有六种状态显示，分别为运行、可用、本地、远程、通讯故障、故障。当智能马达运行和可用时，运行灯显示绿色；当信号为本地时，显示本地、远程和通讯故障字样。
5.6液位&防火画面
液位&防火画面以状态灯形式显示液位系统报警信息，状态灯为红色闪烁表示有相应报警产生，状态灯为红色平光表示已确认报警，正常状态下，报警状态灯为灰色。
5.7生产相关画面，显示空压机、燃油分油机、钻台综合液压站控制板、电伴热控制板、纯净水机、干燥机、油水分离器、控制箱等信号点。同样以状态灯形式显示生产相关画面报警信息，状态灯为红色闪烁表示有相应报警产生，状态灯为红色平光表示已确认报警，正常状态下，报警状态灯为灰色。
5.8防火风闸系统画面
显示防火风闸开关状态。画面中以开关符号显示防火风闸开关状态，以输出数值框显示这些模拟信号。
5.9阀门遥控、通讯及辅助系统画
画面中设备对应的故障报警指示灯显示红色闪烁，在上位机界面上确认报警后，对应故障报警指示灯显示为红色平光，报警离开后，对应的故障指示灯显示为灰色。
5.10输灰系统画面
显示船上各灰罐的载荷，以数值形式显示。
5.11水密门系统画面
显示水密门水密舱开关状态。
5.12生活系统画面
显示与生活相关系统的变化，包括空调、冷水机组，病房&冷库报警等状态变化信号。
结语：
通过DCS系统，可以将平台的大部分设备的运行状况集中反映在上位计算机中，在中控室及集控室的电脑屏幕上可以随时查看设备运行状态以及各种报警信息。平台技术人员可通过DCS系统远程控制某一设备的启停，实现了设备管理和显示的集中。DCS系统可以提高对设备运行状态的监控，出现运行故障可及时发现处理，并且可对故障原因进行简单的分析，大大缩短故障排除时间，对于平台设备管理和安全监控具有重要的意义。
参考文献：
[1]李云鹏，杜渊，杨秀菊，毕小均.自升式钻井平台DCS集成配置的研究[J].自动化博览，2014,(9):92-94.
[2]黄春成.浅谈DCS系统的应用与发展趋势[J].中国新技术新产品,2018，(3):3-4.