一種fpso真空自動掃艙控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動控制技術領域，特別是一種FPSO真空自動掃艙控制方法。其 是關于FPSO平臺的貨油壓載自動掃艙控制方法。FPSO是英文Floating Prouduction Storage&Offloading的縮寫，F(xiàn)PSO的中文翻譯：浮式生產(chǎn)儲存卸貨裝置，它集生產(chǎn)處理、儲 存外輸及生活、動力供應與一體。FPSO裝置是海洋油氣開發(fā)系統(tǒng)的一個組成部分。
【背景技術】
[0002] 據(jù)申請人所知，現(xiàn)今FPSO平臺上的原油裝卸系統(tǒng)設備在中國國內(nèi)尚屬空白，而在 一些先進發(fā)達的國家已經(jīng)用于海洋油氣的開發(fā)中。FPSO貨油壓載綜合系統(tǒng)作為FPSO原油 裝卸系統(tǒng)中的重要組成部分，其重要性不言而喻。據(jù)了解，F(xiàn)PSO貨油壓載綜合系統(tǒng)的控制 難點在于其真空自動掃艙的穩(wěn)定性和可靠性，所依據(jù)的控制參數(shù)分離罐液位和調節(jié)閥開度 的獲取十分困難。申請人在研宄中發(fā)現(xiàn)，真空自動掃艙的穩(wěn)定性和可靠性與油船的工作工 況（工作的錨地或者港口）相關?，F(xiàn)今的FPSO工作在近海或者深海，通常面臨的是惡劣、 復雜的海況，由于平臺的晃動較大，穩(wěn)定性較差，其真空自動掃艙的穩(wěn)定性和可靠性都會受 到不同程度的影響，僅僅使用分離罐液位和調節(jié)閥開度作為反饋量對調節(jié)閥、真空閥和真 空泵控制已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)控制的基本要求，因此需要對其進行改進，才能提高其控制的 穩(wěn)定性和可靠性。如何對FPSO真空自動掃艙進行穩(wěn)定可靠地控制是本領域的技術人員對 于FPSO貨油壓載綜合系統(tǒng)的控制方法的一個重要研宄方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術存在的不足，進行改進，提出并研宄一種FPSO真 空自動掃艙控制方法。
[0004] 本發(fā)明的基本構想是，鑒于FPSO平臺工作于惡劣、復雜的海況，增加一種真空度 傳感器，真空度傳感器的工作不會因為平臺的晃動而發(fā)生擾動；現(xiàn)有技術往往只是通過液 位傳感器來反映分離罐液位的高低，而沒有考慮過要采用真空度傳感器采集真空度的檢測 信息。本發(fā)明采用真空度傳感器獲取真空度，將真空度和分離罐液位的反饋量作為真空自 動掃艙系統(tǒng)的關鍵反饋量，將通過真空度傳感器采集真空度的檢測信息，用來反映分離罐 液位的反饋量，再經(jīng)過特定的閉環(huán)控制算法進行數(shù)據(jù)處理和邏輯分析，以保證用于控制的 真空度的反饋量和分離罐液位的反饋量的準確性和可靠性，從而能夠準確、可靠地對FPSO 平臺的真空自動掃艙系統(tǒng)進行控制。
[0005] 本發(fā)明的技術解決方案是，采用液位傳感器采集的分離罐液位的檢測信息，用于 控制真空泵、真空閥、流量閥，其特征在于，采用真空度傳感器，通過真空度傳感器采集真空 度的檢測信息，將采集的真空度的檢測信息和分離罐液位的檢測信息作為真空度的反饋量 和分離罐液位的反饋量送入可編程控制器，通過可編程控制器使用閉環(huán)控制算法對送入的 作為真空度的反饋量和分離罐液位的反饋量的檢測信息進行數(shù)據(jù)處理和邏輯分析，根據(jù)真 空度和分離罐液位的二者間存在的函數(shù)關系，得到準確的用以控制真空掃艙所需要的真空 度的反饋量和分離罐液位的反饋量，再由可編程控制器將得到的準確的用以控制真空掃艙 所需要的真空度的反饋量和分離罐液位的反饋量作為控制依據(jù)，用于控制真空泵、真空閥、 流量閥，實現(xiàn)對真空掃艙的自動控制。
[0006] 其特征在于，作為控制依據(jù)的用以控制真空掃艙所需要的真空度的反饋量和分離 罐液位的反饋量用以控制真空掃艙所需要的真空度的反饋量和分離罐液位的反饋量包括： 真空度〈 _〇· 7bar ;真空度 >-〇· 3bar 且〈-〇· 25bar ;真空度多-〇· 25bar。
[0007] 其特征在于，用于控制真空泵的步驟包括真空泵開啟和真空泵停止，對真空泵的 控制為閉環(huán)控制。
[0008] 其特征在于，用于控制真空閥的步驟包括真空閥開啟和真空閥停止，對真空閥的 控制為閉環(huán)控制，將真空度作為閉環(huán)反饋量。
[0009] 其特征在于，用于控制流量閥的步驟包括流量閥開啟和流量閥停止，對流量閥的 控制為閉環(huán)控制，將分尚罐的液位量和流量閥的開度作為閉環(huán)反饋量。
[0010] 本發(fā)明的創(chuàng)新性在于：與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有如下特點和進步：
[0011] 1、本發(fā)明能夠對真空泵進行有效的控制。研宄和試驗證明，真空泵的自動啟停與 真空度的反饋量有關。鑒于真空度能夠真實的反映分離罐內(nèi)的液位情況，本發(fā)明通過真空 度和相應的控制算法來控制真空泵的起停。本發(fā)明中真空泵數(shù)量為兩個，與現(xiàn)有技術相比 這樣既提高了效率，又達到節(jié)能的目的。當真空系統(tǒng)的真空度〈_〇. 7bar時，所有真空泵停 止；在真空系統(tǒng)的真空度>_〇. 3bar并且〈-0. 25bar時，1個真空泵啟動；當真空系統(tǒng)的真空 度^ -0. 25bar時，全部真空泵均啟動。對真空泵控制時，真空度設定帶有一定的死區(qū)設定， 這樣可以使真空泵的起停較為平穩(wěn)，本發(fā)明與運用分離罐液位直接控制真空泵的方法相比 具有明顯的特點，能夠很好地避免由于外界擾動引起的真空泵誤啟停的失誤。
[0012] 2、本發(fā)明能夠對真空閥進行有效的控制。研宄和試驗證明，真空閥的開關與真空 泵的狀態(tài)和真空度有關。真空閥的運行前提必須是真空泵運行，同時真空度必須小到一定 的設定值。本發(fā)明通過相應的算法對真空閥進行控制，效果明顯，與直接用分離罐液位控制 相比，具有更好地可靠性和準確性。
[0013] 3、本發(fā)明能夠對流量閥進行有效的控制。研宄和試驗證明，在流量閥控制流量的 過程中，流量閥的開度與分離罐的液位是具有一定的函數(shù)關系，流量閥的動作控制與流量 閥的開度設定上限以及分離罐的液位有關。其中：
[0014] a.根據(jù)設定流量，當流量閥的開度為a%時，分離罐液位h>10'時，如果流量閥 的開度+死區(qū)設定值〈a %，則流量閥的電磁鐵動作，使流量閥開啟。分離罐液位h< I 時， 如果流量閥的開度-死區(qū)設定值〈(〇. Ih)2%，則流量閥的電磁鐵動作，使流量閥開啟。
[0015] b.根據(jù)設定流量，當流量閥的開度為a%時，分離罐液位h>l〇Vii時，如果流量閥 開度+死區(qū)設定值〉a%，則流量閥的電磁鐵動作，使流量閥關閉。分離罐液位h<l〇Va：時， 如果流量閥開度-死區(qū)設定值> (〇. Ih)2 %，則流量閥的電磁鐵動作，使流量閥關閉。
[0016] 由于分離罐的液位變化較小時對流量閥的開度影響較小，并且通過分離罐液位的 控制能夠使流量閥具有良好的滯回曲線，從而使流量閥的控制具有很強的可靠性和穩(wěn)定 性。
[0017] 4、本發(fā)明對流量閥、真空閥和真空泵的控制為閉環(huán)控制。通過采用真空度、分離罐 液位和流量閥的開度作為閉環(huán)反饋量，采用PID控制算法對真空閥、真空泵和流量閥進行 自動控制，整個控制系統(tǒng)具有較強的可靠性和穩(wěn)定性。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點是，構思新穎，方法合理，解決問題，能保證真空度和分離罐液位的 反饋量的準確性和可靠性，從而能夠準確、可靠地對FPSO平臺的真空自動掃艙系統(tǒng)進行控 制。
【附圖說明】
[0019] 圖1、本發(fā)明的基本流程方框圖。
[0020] 圖2、本發(fā)明采用的真空泵自動啟動控制流程。
[0021] 圖3、本發(fā)明采用的真空泵自動停止控制流程。
[0022] 圖4、本發(fā)明采用的真空閥自動開關打開控制流程。
[0023] 圖5、本發(fā)明采用的真空閥自動開關關閉控制流程。
[0024] 圖6、本發(fā)明采用的流量調節(jié)閥打開控制流程。
[0025] 圖7、本發(fā)明采用的流量調節(jié)閥關閉控制流程。
[0026] 圖8、應用本發(fā)明的真空自動掃艙控制結構圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面，根據(jù)附圖，詳細描述本發(fā)明的實施例。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明采集真空度的檢測信息和分離罐液位的檢測信息，用于控制 真空泵、真空閥、流量閥。本發(fā)明采用了真空度傳感器，通過真空度傳感器采集真空度的檢 測信息，將采集的真空度的檢測信息和分離罐液位的檢測信息作為真空度的反饋量和分離