在海洋平台的工作系统中，升降控制系统是其核心，它的好坏不仅直接影响到平台安全和使用效果，更是保证平台水平性的关键。本文针对海洋平台升降控制系统进行设计和研究。论文的主要研究内容如下：（1）查阅文献和资料，对当今世界的海洋平台的升降控制系统有一定的了解后，搭建了以SIMATICS7-1200 PLC为核心的升降控制系统。分析平台的平衡原理，提出了通过调节桩腿速度来保证平台平衡这一思想；（2）根据工作要求，对海洋平台的升降控制系统进行硬件设备的选型。通过系统需求分析及PLC间的比较，选定S7-1200的CPU1214C；（3）通过组态编程软件myPROJECT Designer和PLC编程软件TIA Portal V13这两个软件的集成，开发出一套在手机上实现对平台升降控制的远程监控系统。该系统中包含用户登录管理、手动模式、自动模式、倾斜度实时显示及报警记录等；（4） 开发出了海洋平台的原型系统，并对该系统进行调试和试验。最后测试本套监控系统，实现了平台的升降控制、平台平衡状态的调节、系统的过程显示和故障报警等功能，验证了系统的正确性。关键词：海洋平台；升降控制系统；远程监控目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的和意义 1
1.1.1课题研究背景 1
1.1.2研究目的、意义 1
1.2海洋平台结构物种类及国内外发展状况 2
1.2.1海洋平台结构物种类 2
1.2.2国内海洋平台发展状况 3
1.2.3国外海洋平台发展状况 3
1.3论文主要工作内容 4
1.4本章小结 4
第二章 海洋平台升降系统总体方案设计 5
2.1海洋平台升降系统概述 5
2.2总体方案 8
2.3系统功能 7
2.3.1自动升降功能 7
2.3.2平衡检测及应对措施 7
2.3.3 报警功能 7
2.3.4变频调速功能 8
2.3.5数据监控功能 8
2.4本章小结 8
第三章 控制系统的硬件设计介绍 9
3.1上位机硬件选型 10
3.1.1上位机简介
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2.3系统功能 7
2.3.1自动升降功能 7
2.3.2平衡检测及应对措施 7
2.3.3 报警功能 7
2.3.4变频调速功能 8
2.3.5数据监控功能 8
2.4本章小结 8
第三章 控制系统的硬件设计介绍 9
3.1上位机硬件选型 10
3.1.1上位机简介 10
3.1.2上位机选用 10
3.2下位机硬件选型 11
3.2.1下位机简介 11
3.2.1下位机选用 12
3.3驱动电机选型 15
3.3.1电动机选型 15
3.3.2驱动器选型 16
3.4传感器以及开关电源的选型 16
3.4.1传感器选型 16
3.4.2开关电源选型 17
3.4.3电磁阀选型 18
3.5总体接线图 20
3.6本章小结 22
第四章 控制系统的软件设计介绍 23
4.1下位机程序的设计 23
4.1.1 STEP 7 Professional V 13概述 23
4.1.2 PLC控制要求综合 24
4.1.3 PLC程序设计 25
4.2上位机程序的设计 32
4.2.1 mySCADA软件概述 32
4.2.2手机显示屏的程序功能要求 33
4.2.3手机显示屏的程序设计 33
4.3本章小结 41
总结与展望 42
致谢 43
参考文献 44
附录 45
第一章 绪论
1.1课题研究背景、目的和意义
1.1.1课题研究背景
（1）世界海洋石油资源的背景
石油、天然气，对我们来说不仅仅是重要的能源，更是海上重要的战略物资。然而全球油气储量经常入不敷出，跟消耗量相比，一直处于负增长状态。根据国际能源署发布的能源展望，石油需求在均速增长，天然气亦是如此。可是随着人类的无休止开采，陆地上的石油储量一直在慢慢减少。为了人类的未来，又开辟了海上石油开采基地。能源供应不足，现在这个矛盾更加凸显出来了。
（2）世界范围内新能源开发的趋势
海上天气变化多端，由于海平面上没有像陆地上的地形那样差异较大，故风流经过时，其所受阻力较小，导致海上风速较大，将风能好好地利用储存好，将会成为一笔巨大的资源。同时海上的风电场不存在土地征用等问题。综上，海上风力发电不会造成大气污染，而且环保价值可观，完全符合我国的可持续性发展战略要求。
1.1.2研究目的、意义
海洋平台的升降控制系统是其升降装置的核心,它的好坏直接影响到平台安全和使用效果，它不仅要控制桩腿的升降,还要在位置传感器的帮助下，检测平台的上升高度，当平台运动到达指定位置时，齿轮齿条锁紧装置开始动作，平台被暂停动作，达到控制高度上升的目的。同时，没一台电机的运行状态都需要实时汇报，所以需要监控它们的实时状态，这样可以优先得知故障发生情况，能够及时发出警报信号，从而可以安全停车。更重要的是，海上气候多变，不太适合人员常驻，研究人员不能随时对平台的工作状况进行即时的掌控。远程监控是现代化网络技术建立在计算机科学、通信技术、控制技术以及图形技术上在工业自动化系统中的一个应用，具有开发成本低、可靠性高、配置灵活等优点，以安卓移动设备作为上位机收集信息，操作人员将实现对设备的二十四小时的无间断监控。
目前，自升式海上平台的升降系统基本被国外几家大公司所垄断。随着对海上石油钻井平台需求量的不断增加和海上风电开发项目的不断深入，开展这一领域关键理论和技术的研究，对我国未来开发海洋平台项目有着先驱指导意义等。同时,本课题的研究对于自动化系统也有着重要的意义。
1.2海洋平台结构物种类及国内外发展状况
1.2.1海洋平台结构物种类
从设计的角度来看，使用要求和结构形式是影响海洋结构物的重要因素，因此分类时从这两方面入手，可分为以下两大类：
（1）固定式平台
结构物上部分在海面上，用张力装置或桩（或扩大基础），或有连接节（或万向绞），或牵索，来支撑或固定于海底，保持固定较长一段时间的平台称为固定式平台。例如，导管架式平台、重力式平台等。
海上固定式平台结构物按支撑的刚度分又有柔性支承的结构物（如牵索固定的塔式平台、张力腿平台）。


图1.1 固定式海洋平台
（2）移动式平台
用锚或系泊系统固定在一定位置是，并可以移动漂浮的结构物称为移动式平台，又称浮式结构物。例如，半潜式平台、浮式平台、坐底式平台、自升式平台等。按照支承形式分类，又分漂浮式结构物（如浮式钻井船、半潜式钻井船）和着底式平台（如坐底式钻井船、自升式平台）两类。
在上面几种平台中，牵索塔平台、张力腿平台又属于顺应式平台，随着技术的发展，海洋平台适应的水深也在逐步增加。


图1.2 移动式海洋平台
1.2.2
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