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FPSO中控系统介绍 FPSO中央控制系统是FPSO的大脑和神经系统，FPSO中央控制系统设计的好坏将直接影响整体FPSO的生产运行、安全和管理。本文将对FPSO中央控制系统的配置、设计及主要功能作基本的介绍，并就中控系统的网络拓扑结构、现场总线进行了分析和研究。 一、FPSO中央控制系统所包含的系统（设备） 1、主要功能及目的 随着目前国际网络技术的发展，FPSO 中央控制系统的集中控制和集中管理功能将越来越复杂和高度集成。一般FPSO上的全船中央控制系统主要应具有以下功能： 为船舶管理人员提供日常工作的管理信息 为原油生产人员提供日常工作的过程处理信息，保证生产安全、连续运行 为全船人员提供必要的安全信息，保障人员安全 接受与处理各项实时信息以防止潜在的危险和趋势分析 实现数据的有序的录入和输出 为公司管理层提供必要的实时信息，便于公司的管理 在船上实现与国际互联网的安全连接，便于与外界联系 2、网络结构 FPSO中控系统是一个综合性计算机局域网络，各子系统与现场装置（包括各种传感器、执行机构和驱动装置）采用现场总线控制系统（FCS），各子系统工作站之间的信息交换与图片显示采用TCP/IP网络。一般FPSO全船自动化系统的网络结构一般分为四层，第一层为现场设备控制层，第二层为现场监控层，第三层为船舶管理层，第四层为公司管理层。第一层和第二层一般为底层控制网络系统，主要用于采集现场设备的各种信息。第三层为局域网（LAN），主要用于内部网络的信息交换，数据处理及故障判断等。第四层为广域网（WAN），主要用于与外部网络的信息交换和联络。 3、网络拓扑结构 网络拓扑结构是指网络中节点的互联形式。常见的网络拓扑结构有星形、环形、总线形、树形。 由于FPSO中央控制系统存在的接口繁多，信息处理量大的原因，故对于FPSO中央控制系统来说，选择网络拓扑结构需要考虑的主要因素时可靠性、经济性、灵活性、便于扩展。总线型或环形结构更适合，目前绝大部分的FPSO中控计算机系统的制造商一般均采用环形结构和总线型结构，例如ABB公司的ICS系统，FISHER-ROSEMOUNT(美国公司)的DeltaV系统和Foxboro公司的I/A’s系统。 4、网络协议 FPSO中控系统网络中的底层控制网络一般采用现场总线形式。现场总线也叫通用现场通讯系统，是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通讯的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现在市场上有种类繁多的现场总线形式存在，一般可分为主流现场总线形式和非主流现场总线形式。主流现场总线是指符合IEC现场总线协议模型框架，具有近似标准数字信号制的现场总线产品，这类现场总线主要有IEC61158现场总线、现场总线基金会的FF现在总线、德国的Profibus现在总线和法国的World FIP 现在总线等。目前FPSO全船中控系统网络中的底层控制网络采用现场总线基金会的FF现场总线或德国的Profibus-DP现场总线层为多数。例如最近已完工的秦皇岛15万吨FPSO、文昌15万吨FPSO、番禹15万吨FPSO、曹妃匍15万吨FPSO等。 值得指出的是，随着计算机、控制、网络通信技术的不断发展，以及因特网（Internet）迅速扩大，它采用的通讯协议TCP/IP也被广泛应用。目前的FPSO 中控系统网络的主干网中也都采用此通讯协议。TCP/IP（Transfer Control Protocol/Internet Protocol）是通俗实用的通信协议，用于信息资源共享的一种协议，它具有简单、方便、信息量大，非常适用于像FPSO这样的大型船舶。 5、传输介质及速度 由于FPSO 中控系统具有外接监控设备多，信息交流多，数据处理复杂，接入信号杂等特点，对网络的传输速度有很高的要求。目前大多数FPSO中控系统的底层控制网大多采用10/100Mbps的传输速度，主干网大多采用快速以太网结合1000Mbps以太网的传输速度。 一般情况下，带屏蔽的5类对绞线或超5类对绞线（STP）适合用于FPSO中控系统的低层控制网络（及现场总线），同轴电缆（CX）和光纤电缆（FO）比较适合用于FPSO中控系统的局域网，无线电与卫星通讯比较适合用于FPSO 中控系统的广域网。各种传送介质的主要特点如下表1所示。 表1 传输介质主要特性 传输介质 最大传送距离 （m） 速率（Kbit/s） 抗干扰性 误码率 价格 TP 1—1000 0.3 – 4000 低频时相当于CX； 大于10kHz，低于CX 10-5- 10-6 低 CX 10 -- 10000 300–150000 较强 10-7 较低 FO 10 -- 10000 1-500000 不受外界电磁干扰的影响 10-10 较低 6、硬