面向FPSO的液舱自主装配载流程执行方法及系统与流程

本技术涉及船舶工程，具体涉及一种面向fpso的液舱自主装配载流程执行方法及系统。

背景技术：

1、目前，海域浮式生产储油装置(fpso)是海上浮式生产、储卸油装置，通常设计为船型结构，该船型长期系泊于海上，进行海洋石油的生产、存储及外输作业。船体配有大量的货油舱(cot，cargo oil tank)和压载舱(wbt，water ballast tank)，货油舱用于储存和运输液体货物(如石油、化学品等)，压载舱用于在船舶运行时调整船舶的浮力和稳定性，通常由一系列的水密舱室组成，由于海上天气变化及生产需要等原因，经常需要对货油舱及压载舱进行装配载调整。

2、fpso货油舱和压载舱的装配载包括：货油舱的注入、外输、倒舱；压载舱的压载、排载等典型的液舱作业，目前，对fpso货油舱和压载舱进行装配载调整主要通过人员手动调整，根据需求确定装配载调整所要达到的目标状态，从而制定货油舱和压载舱的调整流程，依据调整流程控制承担装卸作业实际执行的装卸设备(货油泵、压载泵、液位遥测和阀门遥控等)以调整货油舱和压载舱的装载量，并实时监测检查各液舱的液位高度，以使各液舱达到装配载调整所要达到的目标状态，在此过程中，fpso整体性能和装配载控制策略不够完善，处置效率低，并且存在人为误操作风险，进而影响装配载作业安全。

3、因此，如何实现fpso装配载控制过程自动化，使得fpso在人员撤离后仍能延续一段时间的常规作业状态，同时提升装配载作业的效率和可靠性是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种面向fpso的液舱自主装配载流程执行方法及系统，能够实现fpso装配载控制过程自动化，并提升fpso装配载作业的效率和可靠性。所述技术方案如下：

2、一方面，本技术实施例提供了一种面向fpso的液舱自主装配载流程执行方法，所述方法包括：

3、s1、智能装配载工作站生成装配载任务队列，所述装配载任务队列对应fpso的货油舱和/或压载舱的目标装配载方案；

4、s2、根据所述货油舱和所述压载舱的基本调载操作，生成调载解析规则表，并将所述调载解析规则表部署于plc控制器中，所述基本调载操作包括与所述货油舱和所述压载舱相关的泵的控制操作和阀的控制操作；

5、s3、所述智能装配载工作站向所述plc控制器依序发送所述装配载任务队列中的装配载任务指令；

6、s4、所述plc控制器将接收到的所述装配载任务指令缓存至待执行任务队列中，所述待执行任务队列至少缓存三个所述装配载任务指令；

7、s5、所述plc控制器基于所述调载解析规则表，依序执行所述待执行队列中的所述装配载任务指令，以完成所述货油舱和/或所述压载舱的目标装配载方案。

8、进一步地，步骤s5中所述plc控制器基于所述调载解析规则表，依序执行所述待执行队列中的所述装配载任务指令，包括以下方法：

9、在所述plc控制器基于所述调载解析规则表执行完成所述待执行任务队列中的首个所述装配载任务指令的情况下，所述plc控制器清空所述待执行任务队列中的首个所述装配载任务指令；

10、在所述待执行任务队列中还存在所述装配载任务指令的情况下，所述装配载任务指令依次向前填充所述待执行任务队列，并跳转至步骤s4；

11、在所述待执行任务队列中不存在所述装配载任务指令的情况下，所述plc控制器转入等待状态并持续检查所述待执行任务队列中是否有新增的所述装配载任务指令。

12、进一步地，步骤s5中所述plc控制器基于所述调载解析规则表，依序执行所述待执行队列中的所述装配载任务指令，包括以下方法：

13、当所述plc控制器基于所述调载解析规则表执行所述待执行任务队列中的首个所述装配载任务指令时，检查所述待执行队列中的首个所述装配载任务指令之后是否存在其他所述装配载任务指令；

14、在首个所述装配载任务指令之后存在其他所述装配载任务指令情况下，所述plc控制器基于所述调载解析规则表，同时执行所述待执行任务队列中的第二个所述装配载任务指令。

15、进一步地，步骤s5中所述plc控制器基于所述调载解析规则表，依序执行所述待执行队列中的所述装配载任务指令，还包括以下方法：

16、所述智能装配载工作站生成任务调整指令，用于指示plc控制器对所述待执行任务队列中的所述装配载任务指令进行调整；

17、响应于所述智能装配载工作站的任务调整指令，所述plc控制器对所述待执行任务队列中第三个所述装配载任务指令及之后的所述装配载任务指令进行调整。

18、进一步地，所述调载解析规则表包括所述货油舱和所述压载舱对应的泵操作矩阵、阀操作矩阵、指令舱室对应表、舱室矩阵对应表，其中，所述泵操作矩阵为所述货油舱和所述压载舱的不同调载操作所对应的泵操作的预设矩阵，所述阀操作矩阵为所述货油舱和所述压载舱的不同调载操作所对应的阀操作的预设矩阵，所述指令舱室对应表用于解析所述装配载任务指令，以得到所述货油舱和所述压载舱的各舱室对应操作，所述舱室矩阵对应表表征所述各舱室与所述泵操作矩阵和所述阀操作矩阵的对应关系；

19、步骤s5所述plc控制器基于所述调载解析规则表依序执行所述待执行队列中的所述装配载任务指令，包括：

20、所述plc控制器根据所述指令舱室对应表解析所述装配载任务指令中的预备执行操作；

21、所述plc控制器获取与所述装配载任务指令相关的执行设备的状态，以进行所述预备执行操作；

22、在所述执行设备的状态满足所述装配载任务指令的要求的情况下，所述plc控制器根据所述指令舱室对应表解析所述装配载任务指令中的执行操作；

23、所述plc控制器基于所述泵操作矩阵、所述阀操作矩阵和所述舱室矩阵对应表控制所述执行设备工作，以进行所述执行操作；

24、在所述货油舱和/或所述压载舱的状态满足所述装配载任务指令的要求的情况下，所述plc控制器根据所述指令舱室对应表解析所述装配载任务指令中的结束执行操作；

25、所述plc控制器基于所述泵操作矩阵、所述阀操作矩阵、所述舱室矩阵对应表和所述货油舱液位对应表控制所述执行设备的结束当前进行的工作，以进行所述结束执行操作。

26、更进一步地，所述调载解析规则表还包括所述货油舱和所述压载舱对应的泵列表、阀列表、液位传感器列表，所述执行设备包括所述货油舱和所述压载舱的泵、阀及液位传感器，所述plc控制器获取与所述装配载任务指令相关的执行设备的状态，以完成预备执行操作，包括：

27、所述plc控制器基于所述泵列表、所述阀列表和所述液位传感器列表对与所述装配载任务指令相关的所述货油舱和/或所述压载舱的泵、阀、液位传感器进行检测，获取所述货油舱和/或所述压载舱的泵、阀、液位传感器的状态。

28、更进一步地，在所述执行设备的状态满足所述装配载任务指令的要求的情况下，所述plc控制器根据所述指令舱室对应表解析所述装配载任务指令中的执行操作，包括：

29、所述plc控制器在所述指令舱室对应表中进行查询，得到所述装配载任务指令所指示的舱室类型、舱室编号、舱室操作和舱室目标液位。

30、更进一步地，所述plc控制器基于所述泵操作矩阵、阀操作矩阵、舱室矩阵对应表控制所述执行设备工作，以进行所述执行操作，包括：

31、所述plc控制器根据所述舱室类型、所述舱室编号、所述舱室操作在所述舱室矩阵对应表中查询对应的所述泵操作矩阵和所述阀操作矩阵；

32、所述plc控制器基于所述泵操作矩阵和所述阀操作矩阵控制所述执行设备工作，以进行所述执行操作。

33、更进一步地，所述调载解析规则表包括货油舱液位表和压载舱液位表，所述货油舱液位表和所述压载舱液位表用于表征所述货油舱和所述压载舱的各舱室的实时液位状态；

34、在所述货油舱和/或所述压载舱的状态满足所述装配载任务指令的要求的情况下，所述plc控制器根据所述指令舱室对应表解析所述装配载任务指令中的结束执行操作，包括：

35、所述plc控制器根据所述舱室类型、所述舱室编号和所述舱室目标液位在所述货油舱液位表和所述压载舱液位表中查询对应的舱室实时液位；

36、对所述舱室实时液位和所述舱室目标液位进行比较，得到比较结果；

37、在所述比较结果指示所述舱室实时液位与所述舱室目标液位一致的情况下，所述plc控制器根据所述指令舱室对应表解析所述装配载任务指令中的结束执行操作。

38、更进一步地，所述plc控制器基于所述泵操作矩阵、所述阀操作矩阵和所述舱室矩阵对应表控制所述执行设备的结束当前进行的工作，以进行所述结束执行操作，包括：

39、所述plc控制器根据所述舱室类型、所述舱室编号、所述舱室操作在所述舱室矩阵对应表中查询对应的所述泵操作矩阵和所述阀操作矩阵；

40、所述plc控制器基于所述泵操作矩阵和所述阀操作矩阵控制所述执行设备的结束当前进行的工作，以进行所述结束执行操作。

41、另一方面，本技术实施例提供了一种面向fpso的液舱自主装配载流程执行系统，所述系统包括：

42、智能装配载工作站，用于生成装配载任务队列，及向plc控制器依序发送所述装配载任务队列中的装配载任务指令；

43、解析规则生成模块，用于根据fpso货油舱和压载舱的基本调载操作生成调载解析规则表，并将所述调载解析规则表部署于所述plc控制器中，所述基本调载操作包括与所述货油舱和所述压载舱相关的泵的控制操作和阀的控制操作；

44、plc控制器，用于将接收到的所述装配载任务指令缓存至待执行任务队列中，所述待执行任务队列至少缓存三个所述装配载任务指令；还用于基于所述调载解析规则表，依序执行所述待执行队列中的所述装配载任务指令，以完成所述货油舱和/或所述压载舱的目标装配载方案。

45、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

46、本发明通过智能装配载工作站，基于fpso的货油舱和/或压载舱的目标装配载方案生成对应的装配载任务队列，智能装配载工作站与plc控制器进行交互，利用plc控制器对实际执行装配载的执行设备进行控制。同时，根据货油舱和压载舱的基本调载操作，生成调载解析规则表，也即生成执行设备——货油舱和压载舱对应的泵和阀——对应的基本操作表，并将该调载解析规则表部署于plc控制器中，便于plc控制器在接收到智能装配载工作站发来的任务命令时随时调用该表。智能装配载工作站向plc控制器依序发送装配载任务队列中的装配载任务指令，而plc控制器将接收到的装配载任务指令缓存至待执行任务队列中，从而使plc控制器基于调载解析规则表，依序执行待执行队列中的装配载任务指令，以完成货油舱和/或压载舱的目标装配载方案。在此过程中，将主要液舱的基本调载动作集成为便于调用的调载解析规则表，plc控制器通过该表解析上位机发来的任务命令，从而构建出装配载操作任务线，直接控制各执行设备的工作，以实现fpso装配载控制过程自动化，提升装配载作业的效率和可靠性，使得fpso在人员撤离后仍能延续一段时间的常规作业状态。