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案例頻道1.引言
中油海9/10升降式鉆井平臺中控系統采用PKS系統。這是霍尼韋爾公司的自動化系統第一次應用于鉆井平臺上。經由CCS(中國船級社)認證,符合認證標準。
2.系統介紹
PKS(Process Knowledge System) 是過程知識系統的簡稱。PKS控制系統是 Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統。它集合了Plantscape系統組態方便的特點，又集合了TPS控制系統硬件上的優點而推出的一款全新的DCS控制系統。
2.1 本系統框架如下:
在本PKS系統中,含有2個FSC(FAIL SAFE CONTROLLER )機柜,一個PCS機柜.FSC用于火氣系統的邏輯關斷,PCS柜用于船體狀態的監測.系統之間采用FTE(容錯以太網連接).含有冗余的兩臺服務器,和兩個監測用
的STATION站.
(1).服務器冗余: PKS過程系統的服務器可以冗余配置，以提供更高等級的可靠性。采用一對配置相同的服務器，以主/備結構方式相互支持。當主服務器出現故障時，從服務器采集數據，并為操作站提供數據服務。主服務器通過冗余網絡傳送數據庫中的所有數據處理信息到從服務器，使得主從服務器之間同步。
(2).網絡冗余\交換機冗余: 設備之間用HONEYWELL的容錯以太網連接 (即H型,保證有4條通訊路線).
2.2 硬件配置
?。?）FSC系統硬件由 Central Part 卡件和I/O卡件兩部分組成。
Central Part簡稱CP,包括CPU、COM(通訊卡)、WD(系統狀態監視卡、或稱看門狗卡)、DBM(診斷和電池卡)、以及VBD(豎向總線驅動卡)。
I/O卡包括DI卡、DO卡、AI卡、以及AO卡。
Central part卡件和I/O卡件之間的通訊構成如下：
VB連接VBUS（豎向總線），VBUS連接HBD（水平總線驅動卡），HBD連接HBUS（水平總線），HBUS再連接I/O卡件。
柜內還有端子和繼電器。
（2）PCS柜硬件配置
由一塊FTEB（容錯以太網橋）卡、一塊C200（控制器）卡、兩塊CNI（CONTROL NET）卡和I/O組成。
上圖為卡件狀態監測頁。
圖中FTEB01：FTEB卡；
PRS021：C200卡；
CCN014：CNI卡；
IAH161：AI卡；
IDD321：DI卡；
ODD321：DO卡；
（3）網絡結構
1)以太網（TCP/IP）
傳輸速率為：100M/10M波特率；
網絡節點：server,station,priter(switch,hub)等；
傳輸介質：雙絞線：接頭（為RF45，網卡），距離為100m以內；
2) I/O Controlnet
傳輸速度：5M波特率；
網絡節點：PMIO（輸入輸出卡件）、SIM等；
傳輸介質：同軸電纜；網絡終端需加75Ω電阻；
傳輸協議：IEEE8023，令牌方式；
2.3軟件介紹
?。?）control Builder——Control Builder是一種圖形化的、面向對象的、基于窗口的工程工具，用于過程系統控制處理器的控制執行環境和應用控制環境的控制策略的設計、組態、和實施。用于組態硬件，如網絡、I/O模件、控制器、和現場總線設備，以及組態控制點，如調節控制、設備（馬達）控制、邏輯控制、順序控制和特殊的用戶定義的功能等。
?。?）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用戶可以組態第三方的控制器／RTU，以及它們的點、組態操作站和打印機。Quick Builder使用關系數據庫引擎，提供篩選數據庫的用戶顯示、多點編輯工具、和直觀的窗口風格的用戶界面，極大地提高了組態效率。關系數據庫還捉供用戶自定義的域，可以用來設置終止調度，記錄接線編號等，同時還提供標準的報表。ExperiOn PKS過程系統數據庫的添加和修改均可以在線進行。
?。?）HMIWeb Display Builder ——HMIWeb Display Builder是面向對象的，全集成化的用戶畫面組態工具，用于生成用戶專用的顯示圖形畫面。動態顯示可以簡單地通過鼠標點擊迅速生成。系統還提供一個圖形庫含有如容器、管道、閥門、罐、馬達等通用的工廠設備，幫助用戶進一步加快圖形設計的速度。此外，對于一些多處用到的相似的畫面，可以用模板畫面的功能減少組態時間。提供的過程對象和調色板功能可以幫助用戶快速簡便地創建用戶對象，并可以帶有三維效果。通過使用腳本程序(VBScript和 Jscript)組件，可以顯著地增強圖形畫面功能，如高速動畫、工具提示、操作站程序執行的控制作用等都可以通過腳本程序完成。許多ActiveX的組件類型，如播放聲音和視頻圖像等都可以插入在畫面中被調用。
?。?）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在線的電子資料，采用HTML結構的瀏覽器閱;內容全面，包括了FSC，PKS等詳細的介紹。
2.4 系統開放性
[1] 集成Honeywell的先前產品：TDC2000, TDC3000, Plantscape, S9000,Logix60
[2] 與PLC通訊（如：SIMENSE,AB,ABB）
[3] 與現場總線技術的集成（Profibus-DP, Fieldbus, Modebus,HART等）
[4] 標準化的數據訪問程序
[5] AEC：高性能服務器，直接與OPC服務器或客戶機進行數據交換。
3．系統應用
系統應用于鉆井平臺上，主要有船體監測和邏輯關斷兩部分功能。
船體監測：包括發電機、泥漿池、水
泥罐、重晶石罐、海水壓載艙、風閘、風機、消防泵、公共設備等的狀態監測。
邏輯關斷：包括火氣系統報警、手動報警等報警所產生的邏輯關斷。
主界面：
（1）船體監測
船體監測通過硬點將船體設備的信號接入PCS柜。再通過上位機的畫面監測設備的狀態。
下面圖為發電機和TANK的監測：
（2）邏輯關斷：
探頭形式如下:
上圖中的火探頭、煙探頭、手動報警、熱感探頭是由現場探頭采集數據，以WORD形式通過MODBUS協議進入FSC內的邏輯系統的。
硫化氫探頭、可燃氣探頭則是硬點接入FSC系統的。
探頭根據位置不同，被劃分為各個火區，每個火區不同報警對應所關斷的設備也不同。
具體的關斷如下圖所示：
4．結束語
霍尼韋爾的PKS系統，憑借其強大的性能進軍了鉆井平臺制造業，并且取得了一定的成果。它在此行業的發展前景，讓我們一同見證！
參考文獻：
《Process Knowledge System(PKS) Control Execution Environment》
《HONEYWELL 工業安全解決方案》
----摘自工控網
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號