葉洋

摘 要：NDB導(dǎo)航設(shè)備是海上石油鉆井平臺的直升機起降和航路飛行的重要導(dǎo)航工具，目前國內(nèi)老舊的海上石油平臺裝備大量的傳統(tǒng)純模擬技術(shù)的導(dǎo)航機。本文通過研制一款NDB遠程監(jiān)控單元對模擬導(dǎo)航機進行信息化改造，實現(xiàn)了導(dǎo)航機的遠程監(jiān)控和頻率的分時復(fù)用。

關(guān)鍵詞：NDB 信息化 改造

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0003-02

1 海上石油平臺NDB使用現(xiàn)狀

茫茫大海，海上石油鉆井平臺猶如滄海一粟，直升機須通過NDB導(dǎo)航信號尋找目標(biāo)。目前國內(nèi)大約有數(shù)百個海上石油鉆井平臺，幾乎每個平臺都裝備著早期的NDB導(dǎo)航設(shè)備。傳統(tǒng)的導(dǎo)航設(shè)備需實時人工值守、操作以及檢查設(shè)備的工作狀態(tài)。

2 系統(tǒng)原理概述

本方案結(jié)合自動化控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對NDB設(shè)備進行信息化改造，通過研制一款NDB遠程監(jiān)控單元將NDB設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺對NDB導(dǎo)航設(shè)備進行實時的監(jiān)測和控制，實現(xiàn)了NDB設(shè)備的遠程管理，節(jié)省了人力資源成本。

3 遠程監(jiān)控單元硬件設(shè)計

NDB遠程監(jiān)控單元（下文簡稱監(jiān)控單元）通過以太網(wǎng)對傳統(tǒng)NDB導(dǎo)航機進行遠程監(jiān)控，一方面能夠?qū)DB導(dǎo)航頻率、射頻輸出功率等參數(shù)進行監(jiān)測，另一方面，在遠程端還能夠?qū)?dǎo)航頻率、識別碼等參數(shù)進行遠程設(shè)置和統(tǒng)一分配，避免了不同石油鉆井平臺間的NDB導(dǎo)航頻率沖突，從而實現(xiàn)了頻率分時復(fù)用，又保障了直升機的飛行安全。

3.1 基本功能

傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控單元主要由搭載了E210COREV3核心板的傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控板組成，其主要功能有：

（1）通過以太網(wǎng)口與局域網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器相連，能夠?qū)崟r對傳統(tǒng)NDB導(dǎo)航機進行監(jiān)測和控制；

（2）具有良好的可操作性，對設(shè)備本身不進行改動，而僅通過簡單的操作即可將監(jiān)控單元與設(shè)備相連；

（3）具有良好的可移植性，可裝配于大部分NDB設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信功能的擴展。

3.2 基本參數(shù)

（1）供電電源。

交流電源：單相AC220V±20%，頻率45Hz～65Hz；

+24V電源：DC（+24V±1.0V），額定電流15.2A；

+12V電源：DC（+12V±0.5V），額定電流0.4A。

（2）功耗。

不大于5VA。

（3）連續(xù)工作能力。

在正常環(huán)境條件下，應(yīng)能連續(xù)工作12h。

（4）安全性。

交流電源插頭零線、火線與機殼地之間電阻值，正常大氣條件下應(yīng)分別不小于10MΩ，濕熱時不小于0.2MΩ。

（5）對外接口。

以太網(wǎng)口：遵循（IEEE 802.3）標(biāo)準(zhǔn)中1Base-5標(biāo)準(zhǔn)；信息速率自適應(yīng)。

3.3 基本構(gòu)成

蓄電池給傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控單元提供+24V電源。+24V和AC220V都通過監(jiān)控單元內(nèi)的繼電器轉(zhuǎn)接到設(shè)備電源開關(guān)一側(cè)，當(dāng)繼電器吸合時，可給設(shè)備提供AC220V和+24V電源。監(jiān)控單元面板上可直接對設(shè)備進行開機操作和電源供給。設(shè)備開機后，可提供給監(jiān)控單元+12V電源使用，此時在監(jiān)控單元面板上可選使用蓄電池+24V或是設(shè)備+12V二者之一作為電源。另外，監(jiān)控單元通過對設(shè)備與其天調(diào)箱之間的射頻線進行取樣的方式得到設(shè)備的輸出射頻功率值，監(jiān)控單元與設(shè)備之間的連接都通過信號取樣板進行轉(zhuǎn)接，監(jiān)控單元還可以通過以太網(wǎng)與遠程PC進行通信。

3.4 工作原理

傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控單元原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)以E210COREV3核心板為核心，工作電路主要由以太網(wǎng)通信電路、電源控制電路以及功率檢測電路三部分組成，通過這三部分電路，能夠達到遠程控制設(shè)備電源開關(guān)、監(jiān)測其射頻功率的目的。

以太網(wǎng)通信電路由核心板內(nèi)部以太網(wǎng)電路及外部網(wǎng)絡(luò)接口構(gòu)成，通過以太網(wǎng)通信電路，監(jiān)控單元可以方便地接入網(wǎng)絡(luò)。同時在傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控軟件上可以對傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控板的地址以及端口直接進行設(shè)置，以太網(wǎng)通信電路是為了電源控制電路和功率檢測電路能夠通過以太網(wǎng)通信，在遠程PC上完成電源控制和功率檢測的功能。

電源控制電路主要由繼電器控制電路和繼電器組成。核心板收到遠程PC發(fā)來的開機信號后，通過繼電器控制電路使繼電器常開觸點吸合。繼電器兩路常開觸點的一側(cè)分別接到AC220V的火線和+24V上，另一側(cè)通過信號取樣板轉(zhuǎn)接到設(shè)備總電源開關(guān)后面相對應(yīng)的地方。如此，當(dāng)繼電器常開觸點吸合時，AC220V和+24V電源將通過監(jiān)控單元給設(shè)備提供電源。同時，在監(jiān)控單元面板上還可以通過手動控制繼電器吸合或斷開，直接對設(shè)備的電源進行開關(guān)操作。

信號取樣板上有一取樣線圈，設(shè)備射頻開啟時，取樣線圈對射頻信號進行取樣，取樣信號經(jīng)由功率檢測電路進行AD采樣處理后送入核心板，得到的數(shù)字信號通過以太網(wǎng)送到遠程PC上，傳統(tǒng)NDB遠程監(jiān)控軟件對此信號進行補償計算后，顯示在軟件界面上。用戶通過設(shè)備功率監(jiān)測能夠清晰直觀地了解設(shè)備是否在正常工作。

當(dāng)設(shè)備由AC220V供電，不需要使用蓄電池時，監(jiān)控單元可由導(dǎo)航機提供的+12V進行供電，免去對蓄電池的消耗。

4 結(jié)語

本次改造方案通過給老舊石油鉆井平臺增加一臺NDB遠程監(jiān)控單元，將傳統(tǒng)的NDB導(dǎo)航設(shè)備進行了組網(wǎng)，實現(xiàn)了NDB導(dǎo)航頻率的分時復(fù)用和工作狀態(tài)實時監(jiān)控；用技術(shù)改造的方法替代了全新設(shè)備的重新投入建設(shè)，同時兼容現(xiàn)有的NDB網(wǎng)絡(luò)管理平臺，大大節(jié)約了客戶的成本。改造成果解決了實際生產(chǎn)中導(dǎo)航頻率資源不足的問題，提升了直升機NDB導(dǎo)航業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。

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