CN111459013A - 一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，包括原控制柜，还包括新控制柜和切换柜，所述原控制柜和新控制柜分别都与所述切换柜连接，所述切换柜与现场设备连接；所述切换柜将从现场设备收到的信号同时传输至新控制柜和原控制柜，通过机械互锁方式在同一时刻仅允许新控制柜或原控制柜的输出指令传达到现场设备。与现有技术相比，本发明能够将现场各类传感信号同时传送至新、原控制系统，实现新、原控制系统的独立运算及逻辑指令输出，切换系统判断后仅允许新或原控制系统的指令输送至现场各执行机构，从而实现整个现场的设备互冗余，以及系统平台的新、原控制系统兼容。

Description

一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统

技术领域

本发明涉及海底电缆油泵站设备技术领域，尤其是涉及一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统。

背景技术

海底电缆油泵站是海南联网系统500KV配套设施，是海底电缆正常运行不可或缺的系统。海底电缆两端各有一套油泵站系统，分别位于广东的南岭和海南林诗岛，其作用是实时检测海底电缆油流的流速、压力、温度并控制海缆中绝缘油的流量和压力。同时将油泵站内各设备状态及参数上传至远程中心。通过这些数据判断出海缆当前运行状况，并了解油泵站内各设备情况，可根据各种情况做出快速响应，实现了海底油泵站无人值守。每个油泵站现有一套控制系统，对现场设备运行情况进行监控，同时根据设定参数控制现场执行机构，由于系统连续运行多年，系统故障率升高，当控制系统出现故障，远程无法对油泵站运行情况进行评估，同时无法按照要求控制油泵站的运行，导致海底电缆由于正常充油而不能得到保护，增加海底电缆损坏的概率，同时影响输电效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，包括原控制柜，还包括新控制柜和切换柜，所述原控制柜和新控制柜分别都与所述切换柜连接，所述切换柜与现场设备连接；所述切换柜将从现场设备收到的信号同时传输至新控制柜和原控制柜，通过机械互锁方式在同一时刻仅允许新控制柜或原控制柜的输出指令传达到现场设备。

优选的，所述新控制柜实时监测原控制柜系统自身故障、网络通讯故障、现场设备故障，并通过逻辑判断触发新控制柜系统的切入时机。

优选的，所述新控制柜包括CPU、以太网卡、冗余模块、IO模块、交换机、冗余直流电源。

优选的，所述新控制柜的CPU中设有切换程序。

优选的，所述切换程序包括自动切换模式和手动切换模式。

优选的，所述自动切换模式的工作过程包括：

所述原控制柜具备对现场设备的优先控制权限，所述新控制柜实时监测现场设备运行，但不具备对现场设备的控制权限；

当所述原控制柜出现故障或异常时，将现场设备的控制权限由所述原控制柜切换到所述新控制柜，当所述原控制柜故障或异常排除，并连续正常运行一定时间后，自动将控制权限由所述新控制柜切换到所述原控制柜。

优选的，所述手动切换模式通过在所述切换柜上设置的切换开关实现，所述切换开关包括以下切换选择：仅原系统控制有效、根据程序自动切换新系统或原系统控制、仅新系统控制有效。

优选的，所述切换柜包括针对现场设备信号的转换元器件，所述转换元器件包括继电器、模拟量隔离栅和高速脉冲隔离栅。

优选的，所述继电器用作数字量输入信号、数字量输出信号、模拟量输出信号的转换元器件，所述模拟量隔离栅用作模拟量输入信号的转换元器件，所述高速脉冲隔离栅用作高速计数器信号的转换元器件。

优选的，所述新控制柜实现原控制柜系统的指令发送和参数设定值的同步功能。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、能够将现场各类传感信号同时传送至新、原控制系统，实现新、原控制系统的独立运算及逻辑指令输出，切换系统判断后仅允许新或原控制系统的指令输送至现场各执行机构，从而实现整个现场的设备互冗余，以及系统平台的新、原控制系统兼容。

2、可通过手动或自动方式将控制权限切换到任一套控制系统上，减少了故障时间，最大程度上保证了海底电缆油泵站的稳定运行。

3、采用了将切换控制逻辑写入到新控制系统的程序中，不用在切换柜中设置CPU，降低了硬件投入，节省了成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明新控制柜的正面结构示意图；

图3为本发明新控制柜的左侧结构示意图；

图4为本发明切换柜信号一分为二输入示意图；

图5为本发明切换柜控制切换输出示意图。

图中标注：1、原控制柜，2、新控制柜，3、切换柜，4、现场设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，本申请提出一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，用于海南联网系统500KV配套设施海底电缆油泵站上。系统包括原控制柜1、新控制柜2和切换柜3，原控制柜1和新控制柜2分别都与切换柜3连接，切换柜3与现场设备4连接。该系统兼容连接了新控制柜2和原控制柜1及现场各测量执行机构，具备新/原控制系统的兼容运行，解决了新系统与现场硬件设备的兼容性问题及软件版本的不一致性问题。

切换柜3将从现场设备4收到的信号同时传输至新控制柜2和原控制柜1，通过机械互锁方式在同一时刻仅允许新控制柜2或原控制柜1的输出指令传达到现场设备4的执行机构。

如图2、3所示，新控制柜2包括CPU、以太网卡、冗余模块、IO模块、交换机、冗余直流电源。

新控制柜2的CPU中设有切换程序。切换程序控制新/原控制柜系统均能实时监测油泵站现场各项信息，并通过控制切换柜3相应操作实现新控制柜2和原控制柜1之间控制权限的切换。切换程序包括自动切换模式和手动切换模式，可做到油泵站现场的无人值守，以及必要情况下的手动切换功能。

自动切换模式的工作过程包括：

原控制柜1具备对现场设备4的优先控制权限，新控制柜2实时监测现场设备4运行，但不具备对现场设备4的控制权限；当原控制柜1出现故障或异常时，将现场设备4的控制权限由原控制柜1切换到新控制柜2，当原控制柜1故障或异常排除，并连续正常运行一定时间后，自动将控制权限由新控制柜2切换到原控制柜1。

手动切换模式通过在切换柜3上设置的切换开关实现，切换开关包括以下切换选择：仅原系统控制有效、根据程序自动切换新系统或原系统控制、仅新系统控制有效。“仅原系统控制有效”、“仅新系统控制有效”表示手动实现新控制系统和原控制系统的永久切换，不会触发自动切换功能。手动切换模式满足多种情况及检修更换等需求操作。

新控制柜2实时监测原控制柜1系统自身故障、网络通讯故障、现场设备4故障，并通过逻辑判断触发新控制柜2系统的切入时机。另外可实现原控制柜1系统的指令发送和参数设定值的同步功能，其目的是保证新控制柜2和原控制柜1之间切换的正常及稳定。

本实施例中，新控制柜2的切换程序采用Logic5000平台，程序除了具备原控制柜1的功能外，还新增了切换柜3的切换功能，不管是通过自动切换还是手动切换，都是由新控制柜2的程序发出指令到切换柜3。

切换柜3包括针对现场设备4信号的转换元器件，根据输入输出信号的数量和类型选择不同的转换元器件。

转换元器件包括继电器、模拟量隔离栅和高速脉冲隔离栅，按照输入信号一输入、二输出，输出信号一输入、切换输出的原则设置。将DI、DO、AI、AO、HSC这5种信号分为2大类：输入类型和输出类型。输入类型采用一进二出的方式，同时给新控制柜2及原控制柜1提供信号；输出类型采用互锁的方式，原系统与新系统同时只有一路输出。

如图4所示。DI信号为数字量输入类型，用继电器作为转换元器件，通过继电器的两对触点，灵敏度高，反应快，无干扰。当线圈被触发后，触点动作，原系统和新系统同时收到信号。AI信号为模拟量输入类型，用模拟量隔离栅作为转换元器件，三端隔离，抗干扰能力强，精度高。当隔离栅输入端接收到模拟量信号时，隔离栅输出端将信号转换后等值输出给原系统及新系统。高速计数器信号HSC信号为高速脉冲输入类型，用高速脉冲隔离栅作为转换元器件，三端隔离，抗干扰能力强，精度高。当隔离栅输入端接收到模拟量信号时，隔离栅输出端将信号转换后等值输出给原系统及新系统。

如图5所示。DO信号为数字量输出类型，用继电器作为转换元器件，原控制柜1系统和新控制柜2系统的控制信号接到同一对触点上面，默认原控制柜1系统接常闭，新控制柜2系统接常开，通过机械隔离的方式，将原控制柜1系统及新控制柜2系统隔离开来，保证切换系统的安全性。继电器线圈由自动及手动控制，自动为新控制柜2系统程序判断，手动方式通过切换柜3上设置的开关实现。AO信号为模拟量输出类型，用继电器作为转换元器件，原控制柜1系统和新控制柜2系统的控制信号接到同一对触点上面，默认原控制柜1系统接常闭，新控制柜2系统接常开，通过机械隔离的方式，将原控制柜1系统及新控制柜2系统隔离开来，保证切换系统的安全性。继电器线圈有自动及手动控制方式，自动为新控制柜2系统程序判断，手动方式通过切换柜3上设置的开关实现。

按照切换柜3机柜布置时先将继电器、隔离栅等电气元器件摆放到位，再根据接线原理图，将各个电气元器件用导线和控制柜的IO模块连接起来。

Claims (10)

1.一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，包括原控制柜(1)，其特征在于，还包括新控制柜(2)和切换柜(3)，所述原控制柜(1)和新控制柜(2)分别都与所述切换柜(3)连接，所述切换柜(3)与现场设备(4)连接；所述切换柜(3)将从现场设备(4)收到的信号同时传输至新控制柜(2)和原控制柜(1)，通过机械互锁方式在同一时刻仅允许新控制柜(2)或原控制柜(1)的输出指令传达到现场设备(4)。

2.根据权利要求1所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述新控制柜(2)实时监测原控制柜(1)系统自身故障、网络通讯故障、现场设备(4)故障，并通过逻辑判断触发新控制柜(2)系统的切入时机。

3.根据权利要求1所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述新控制柜(2)包括CPU、以太网卡、冗余模块、IO模块、交换机、冗余直流电源。

4.根据权利要求3所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述新控制柜(2)的CPU中设有切换程序。

5.根据权利要求4所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述切换程序包括自动切换模式和手动切换模式。

6.根据权利要求5所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述自动切换模式的工作过程包括：

所述原控制柜(1)具备对现场设备(4)的优先控制权限，所述新控制柜(2)实时监测现场设备(4)运行，但不具备对现场设备(4)的控制权限；

当所述原控制柜(1)出现故障或异常时，将现场设备(4)的控制权限由所述原控制柜(1)切换到所述新控制柜(2)，当所述原控制柜(1)故障或异常排除，并连续正常运行一定时间后，自动将控制权限由所述新控制柜(2)切换到所述原控制柜(1)。

7.根据权利要求5所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述手动切换模式通过在所述切换柜(3)上设置的切换开关实现，所述切换开关包括以下切换选择：仅原系统控制有效、根据程序自动切换新系统或原系统控制、仅新系统控制有效。

8.根据权利要求1所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述切换柜(3)包括针对现场设备(4)信号的转换元器件，所述转换元器件包括继电器、模拟量隔离栅和高速脉冲隔离栅。

9.根据权利要求8所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述继电器用作数字量输入信号、数字量输出信号、模拟量输出信号的转换元器件，所述模拟量隔离栅用作模拟量输入信号的转换元器件，所述高速脉冲隔离栅用作高速计数器信号的转换元器件。

10.根据权利要求1所述的一种海底电缆油泵站设备信号的切换系统，其特征在于，所述新控制柜(2)实现原控制柜(1)系统的指令发送和参数设定值的同步功能。

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