[發明專利]冗余控制系統及其方法

在審

• 申請號: 202011029321.6
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112130449A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 郝富強;張帝強;林小東;包南杰;涂維;戴旺
• 申請（專利權）人: 深圳市行健自動化股份有限公司;深圳市鯤鵬智能裝備制造有限公司
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 深圳協成知識產權代理事務所(普通合伙) 44458
• 代理人: 章小燕

本申請公開一種冗余控制系統及其方法，所述冗余控制系統包括電力單元以及水下控制模塊；所述電力單元包括第一供電模塊、第一通訊模塊、第二供電模塊、第二通訊模塊、第一冗余切換裝置以及冗余控制模塊；所述水下控制模塊包括第一水下電子模塊、第二水下電子模塊以及第二冗余切換裝置；所述第一供電模塊與所述第一通訊模塊通過第一臍帶纜與所述第一水下電子模塊連接以形成第一支路；所述第二供電模塊與所述第二通訊模塊通過第二臍帶纜與所述第二水下電子模塊連接以形成第二支路。本申請通過冗余控制模塊控制第一冗余切換裝置和/或第二冗余切換裝置進行切換操作，實現了電力單元對水下控制模塊的供電和通訊的冗余，保證了水下控制模塊的可靠運行。

技術領域

本申請涉及海洋油氣設備技術領域，尤其涉及一種冗余控制系統及其方法。

背景技術

SCM(Subsea Control Module，水下控制模塊)是海洋油氣田用來控制水下采油樹、管匯等石油鉆采設備的核心控制部件，其具備以下基本功能：1)監測位于水下鉆采設備上的各項傳感器參數，并將參數信息傳輸至海面平臺主控站；2)基于海面平臺主控站發送的控制信號，控制位于水下鉆采設備上的液壓驅動器及閥門的開閉狀態。

EPU(Electrical Power Unit，電力單元)是為SCM提供電源以及通訊的關鍵部件，一般是通過臍帶纜分兩路獨立電源給SCM進行供電。然而當其中一路臍帶纜出現不可恢復故障時，這一路的供電及通訊將處于長時間的停止運行狀態，進而使得該路對應的SEM(Subsea Electronic Module，水下電子模塊)處于閑置狀態，這將給供電安全可靠性、數據通訊、線路損耗等方面帶來了挑戰。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種冗余控制系統及其方法，以解決水下控制模塊的供電及通訊的故障問題。

本申請解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本申請的一個方面，提供的一種冗余控制系統，所述冗余控制系統包括電力單元以及水下控制模塊；

所述電力單元包括第一供電模塊、第一通訊模塊、第二供電模塊、第二通訊模塊、第一冗余切換裝置以及冗余控制模塊；所述水下控制模塊包括第一水下電子模塊、第二水下電子模塊以及第二冗余切換裝置；

所述第一供電模塊與所述第一通訊模塊通過第一臍帶纜與所述第一水下電子模塊連接以形成第一支路；所述第二供電模塊與所述第二通訊模塊通過第二臍帶纜與所述第二水下電子模塊連接以形成第二支路；

所述冗余控制模塊被配置為：

獲取所述第一供電模塊、所述第一通訊模塊、所述第一臍帶纜、所述第二供電模塊、所述第二通訊模塊以及所述第二臍帶纜的狀態信息；根據所述狀態信息確定所述第一支路以及所述第二支路的故障信息；根據所述第一支路以及所述第二支路的故障信息，控制所述第一冗余切換裝置和/或所述第二冗余切換裝置進行切換操作，以實現所述電力單元對所述水下控制模塊的供電和通訊的冗余。

在一種實施方式中，所述冗余控制模塊被配置：

當所述第一供電模塊和/或所述第一通訊模塊出現故障時，控制所述第一冗余切換裝置進行切換操作，以通過所述第二供電模塊和所述第二通訊模塊對所述第一水下電子模塊進行供電和通訊。

在一種實施方式中，所述冗余控制模塊被配置：

當所述第二供電模塊和/或所述第二通訊模塊出現故障時，控制所述第一冗余切換裝置進行切換操作，以通過所述第一供電模塊和所述第一通訊模塊對所述第二水下電子模塊進行供電和通訊。

在一種實施方式中，所述第一供電模塊和所述第二供電模塊的故障類型包括以下至少之一：供電電流瞬間變大、供電模塊跳閘；

所述第一通訊模塊和所述第二通訊模塊的故障類型為通訊失聯。