电控型控制系统讲解

远控装置回路介绍
2.2 主要技术参数
• 系统公称压力： 21 Mpa
• 系统调压范围： 0~14 Mpa
• 蓄能器充氮压力： 7±0.7 Mpa
• 压力控制器调定范围：18.9~21 Mpa
• 液气开关调定范围：17.9~21 Mpa
• 气源压力：
0.65~0.8 Mpa
• 电 源：
380±19V / 50Hz
防腐蚀要求。
二 电控型地面防喷器控制装置
2.1概述、工作原理 2.2技术参数 2.3信息化模块化介绍 2.4电控型远程控制系统 2.5主要特点
FKDQ （电气型）控制装置（CE安全认证）
认证公司：SIRA（英国） 证书号：CIRA 08 ATEX 6007
II3A Ex ck IIB T3
Shanghai Shenkai International Trade Co.,LTD
司钻控制台
示意图
感应开关
磁力启动箱
快速连入的防 爆插接装置
远程控制台电气零 件选用安全原则
零压启动 隔爆电磁阀
西门子Profibus总线通讯技术
西门子PLC 控制模块
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远程控制台电气零件选用安全原则
远程控制台 适应区域 II类2区
司钻控制台 最高适应区域
II类1区
电控柜 最高适应区域
控制区 蜂鸣器 二次操作按钮
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电控型司钻控制台特点
5.控制电源为24V直流电安全可靠。 6.体积小，能够安装在任意位置。 7.采用插接装置，连线方便。 8.二级操作,防止误操作。
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BARTEC按钮
BARTEC是德国的一家专业生产防爆自动化产 品的国际高科技企业 采用防爆按钮，灯泡按钮一体 设计，节约了安装空间，使操 作一目了然； 按钮和底座模块化设计，使拆 装维修极为方便；IP66
标准额定流量 1,200 l/min 工作压力 3 - 10 bar 切换时间，关闭 36 ms 切换时间，打开 18 ms 响应速度快
-20°C <= Ta <= +40°C 燃爆防护型气体 Ex mb II T5 防护等级 IP65
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防爆电磁阀的设计
• 所有的电控型远程控制台均配有防爆型电磁
更加可靠。
剖面图
参数： 1.工作电源： 5~60VDC 2.工作电流：2~100mA 3.感应距离：0~4.05mm 4.工作温度：-25℃~70 ℃ 5.防护等级：IP67 6.防爆等级：Ex nA IIC T6
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防爆电磁阀 5/3 中泄式
德国FESTO公司
根据 EU-Ex 防爆 指导原则 (ATEX）
电池 最高适应区域
II类1区
>>查看防爆小贴士
R3m
钻台
R1.5m
危险区域划分原则
1.井架底座通风良好的钻机（顶部敞开）
顶部敞开
转盘
R1.5m
钟形导向短接中心
防喷器
R1.5m
地秤下的沟或槽
>>返回安全原则 1区
通风不良的井口槽
2区
>>继续
危险区域划分原则
2.通风良好的封闭井架（顶部敞开）
R1.5m
II类1区
磁力启动器 最高适应区域
II类1区
电机 最高适应区域
II类1区
传感器 最高适应区域
II类1区
液位仪 最高适应区域
II类1区
位置传感器 最高适应区域
II类2区
综合电控柜 最高适应区域
II类1区
变压器 最高适应区域
II类1区
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电磁阀 最高适应区域
II类1区
PLC柜 最高适应区域
II类1区
Profibus FC电缆
司钻控制台
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零压启动
• 零压起动就是在电机每次起动时曲轴柱 塞泵腔内压力等于大气压。
• 经测量，零压起动电机电流为24~28A， 而在不装零压起动装置的系统中，电机 起动电流为80~110A，两者在正常打压状 态下，电机电流均为21~23A。
• 零压起动装置能够大幅度降低电机起动 电流，从而减小电机起动时的电源母线 压降，能够延长电机使用寿命，大大提 搞了整个系统的稳定性、安全性和可靠 性。
• 3蓄能器容积要求：
• a 最低功能液量应在泵不工作的情况下，满足：在井 筒压力为零的情况下，从全开状态到完全关闭所需液 量的100％为功能液量要求，包括关闭一个环形防喷 器和防喷器组中的所有闸板防喷器的液量，及打开防 喷器组一侧的节流阀或压井阀的液量
b在排放完所要求的液量后，蓄能器中剩余液体的计 算压力，应大于关闭一个环形防喷器，任一闸板防 喷器及在防喷器组最大额定井筒压力下打开一侧的 放喷阀并使其保持打开状态时所需的最小计算的操 作压力 • 4液压液箱的容积:应是蓄能器系统储存液压液体积两倍
图1 多芯电缆连接司钻台和远程控制台 图2 改进后司钻-远控台运用总线技术连接
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磁力启动箱、变压器
防爆等级Exd ‖B T6 工作条件: a.海拔不超过2000米； b.周围介质温度-20 0 C ~40 0 C c.空气相对湿度不大于90% d.爆炸混合物为‖B级
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位置开关
三位四通转阀的换向也可通过电控型司钻控制台遥控完成。首先按下司钻控制 台上主控按钮，同时操作其它控制按钮，使得信号通过PLC控制位于远程控制台 上的电磁阀进行换向，该动作是压缩空气进入对应的控制回路控制气缸以达到控 制三位四通转阀换向的目的。当三位四通转阀换向完毕后通过位置传感器反馈到 司钻控制台上的闪光灯上使得用户能读出当前开关状态。
3000 psi 0~2000 psi 1000±100psi 2700~3000psi 2700~3000psi 93~115psi
从站 IM153-
1
主站 314C2DP
主控制部分：采用西门子314C－2DP作为主站的CPU。CPU上集成了24点数字 量输入及16点数字量输出，另配上数字量输入模块和数字量输出模块各一个，以 及模拟量输入模块。 数据输入输出部分：四个的压力传感器将远程控制台上的蓄能器、管汇、环形和 气源压力信号传入CPU，一个的液位传感器将远程台的油箱液位信号传入CPU。 电磁换向阀按照CPU的指令控制三位四通转阀，气缸上的接近开关又将三位四通 转阀的位置报告给CPU。
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电控型司钻控制台特点
3 电控司钻控制台在液位或者压力 异常的情况下都能及时提供声光 报警。
报警内容有气源压力低、蓄能 器压力低、备用电源使用报警、 电机运行指示、液位低。
4 能即时同步显示远程控制台转阀 位置，达到司钻台和远控台的显 示动作一致，且手动或遥控操作 均可实现。
报警区 读数区
• 5泵系统要求:
• a根据API Spec 16D（第二版）要求，在不使用蓄能器的情况下 ，泵系统应能在2分钟内在空井时关闭一个环形防喷器，同时打 开液动溢流阀，并且达到系统的最小操作压力值。
• b泵组的总排量应能在15分钟内使整个蓄能器系统从预充压力升 至控制系统的额定压力
• 6响应时间：水上防喷器控制系统应能在 30 s内 关闭每个闸板防喷器，公称通径小于476.25 mm （18 3/4 in）的环形防喷器的关闭时间应不超过 30 s，公称通径等于或大于476.25 mm（18 3/4 in）时应不超过45 s。
西门子300PLC控制
采用国际品牌西门子系列PLC进行控制，SIMATIC S7-300性能稳定，适用领域：高电磁兼容性和强振 动性，冲击性，使其具有很高的工业环境适应性。 选用的CPU、DI、DO、AO、AI等模块且在全球各 处均能够采购得到PLC配件。该品牌控制PLC质量 以及服务世界首肯。
该类型远程控制台配有司钻控制台或辅助司钻控制台（选配）
电控气控液型液控装置采用西门子PLC控制，工作稳定、可靠。其远控台和 司钻台之间、远控台和辅助司钻控制台之间使用防火四芯船用电缆和标准 Profibus通讯连接。另外可以根据客户需要配置触摸屏式辅助司钻台和PN-T 远程控制台状态自动记录模块
控制原理 储存在蓄能器组中的压力油通过蓄能器隔离阀(高压球阀)、滤油器，再经减 压溢流阀减压后，进入控制管汇，到各三位四通转阀进油口。同时来自蓄能器组 的压力油经滤油器，进入控制环形防喷器的减压溢流阀，减压后专供环形防喷器 使用。只需推动相应的三位四通转阀手柄，便可迅速实现“开”、“关”防喷器 的动作。
电控型远程控制装置
井控技术部
2014.
目录
1 API介绍 2 电控型地面防喷器控制装置 3 升级改造、部分新产品介绍
概念、设计要求
1可用液量usable hydraulic fluid：蓄能器系统从 系统额定压力降到最小操作压力时所排出的液体体积 。
• 2储存的液压液体积 stored hydraulic fluid volume：蓄能器系统从系统额定压力降到预充压力 时所排出的液体体积。
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报警灯、蜂鸣器
安装方便 高IP防护等级IP67 防爆等级II 2GD EEx e II 认证PTB 00 ATEX 3114U UL E184198 环境温度 -55 0 C ~70 0 C
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90db,5kHz
西门子总线通讯技术的运用
通讯采用西门子Profibus协议，因此远程控制台与司钻控制 台之间的连接仅仅只需要一根7mm外径的紫色标准西门子FC 电缆以及一根铠装防火4芯电缆用于电源连接；之前我公司使 用过多芯铠装电缆，但发现该方案后期维护不便，内部插针 容易出现损坏；因此从2008年开始我公司生产的640-7型远程 控制台上开始采用总线通讯方式。总线通讯便于维护，后期 若发现问题可以通过诊断功能查出问题所在。
阀，为了工作稳定，所选阀体线圈均采用进
口件。
• 很多厂家为了节约成本，运用隔爆型防爆箱(Ex d)配非防爆
电磁阀以及传感器，并将气路铜管引入该隔爆箱内。该做
法其实并不可取，本身隔爆箱系统是有认证编号，但是其
图4 某些厂家将电磁阀 并不支持气管路的引入（具体可以参照该隔爆箱的证书附
安装在防爆箱内
件，附件明确规定了最初认证的隔爆系统内允许安装的内 容，任何超出此内容的在防爆的角度上来讲都是不被允许
• 自2009年开始，对于所有电控型远程控制台上气缸位置反馈元 件，我们将传统磁感应式接近开关用位置开关取代。
• 运用该类开关的优点是安装方便并且并不局限于配置带磁环的 气缸，而传统磁感应接近开关必须配
置带磁环的特制气缸才能实现位置反馈。 适用于任何普通型三位四通转阀。
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感应开关
在选型上依然选用国际知名品牌 PEPPER+FUCHS的产品，使得工作性能
• 7电源要求
当主电源中断时，电气控或电液控面板的电源应 自动切换到备用电源上。如果主电源发生故障， 备用电源应具备至少2 h的远程控制能力。
海洋钻井平台控制装置的特殊要求
• 按石油天然气行业标准规定，海洋钻井平台 控制装置应配有声、光报警装置以显示：
• a) 蓄能器压力低； • b) 油箱液位面过低； • c) 气源压力低； • d) 显示转阀位置以及电泵的运转情况； • e)司钻控制台使用备用电源以及海上的防潮
从站 IM153-
1
主站 314C2DP
远程遥控系统：分为HMI面板和按钮控制箱。其中HMI面板主要由西门子的 MP370触摸屏作为人机界面。按钮箱上有带灯控制按钮，将司钻的指令通过从站 的分布式I/O系统IM153-1传给主站的CPU，同时，又将主站侧的转阀位置通过磁 性开关传到司钻台上。 通讯传输系统：主站和从站采用现在比较成熟的、高可靠性的PROFIBUS工业总 线进行远程传输。同时主站通过供电电缆为触摸屏和按钮箱内提供24V直流电源。
顶部敞开
钻台
封闭的井架 封闭的底座
R1.5m
转盘 防喷器
地秤下的沟或槽
>>返回安全原则 1区
通风不良的井口槽
2区
电控型司钻控制台特点
1 材料选用不锈钢316材质，比传统不 锈钢更适应腐蚀严重的海洋环境。 防护等级IP65 Ex II 3G EEx ednAm ib IIC
•2 体积小巧轻便------司钻控制台用Ex e取代Exd型壳体，最大程度上减小了 司钻台重量。一人就可以搬动司钻台 。体积为650X400X210mm（长宽深） ，可以轻易悬挂在任何场所。
的）。在咨询了大量专家以及参考防爆资料后，我公司坚
持采用防爆电磁阀以及防爆传感器沿用至今。
图5 我公司用进口电磁阀
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快速连入的防爆插接装置
配电柜端使用2芯插接装置
船用耐火电源电缆 Profibus 电缆
远程控制台配电柜
配电柜端使用总线连接器
8888 8888 8888 8888
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