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鉆井平臺局域網系統技術方案

2014-9-1 14:27:18

 

1.總則
   為了加強平臺信息化建設,提高生產管理水平和競爭力,在平臺上組建局域網,并通過微波或衛星鏈路接入到油田網中,與油田網互通,使生產信息和多媒體信息能夠安全、穩定、快速的傳輸。
2.系統組成
   平臺局域網系統是海洋鉆井平臺所必須的組成部分。它由***系統及***系統組成,它為平臺與外界的溝通搭建了數據通道,是平臺數據采集及遠傳、生產監控、網絡電話等應用的基礎。起到了提高平臺生產及辦公效率,保障平臺日常通信安全的重要作用。
   系統主要由衛星、微波、壁掛式電話等部分組成。
建設內容包括:平臺局域網、平臺微波通信系統、平臺KU衛星通信系統。
   系統組成結構示意圖如下:

 

3.功能描述
(1)實現平臺上網
供經理辦公室、甲方辦公室、接待室、職工宿舍連接到internet。以及辦公需求。
(2)平臺工業網絡
平臺修井信息的傳送,要能將平臺修井信息傳送到陸地領導辦公室。
(3)外部接口要求
本系統與如下系統有接口,并滿足相關要求如下:
a.與平臺CCTV系統,接口形式為RJ45網絡接口;
b.與其它系統的接口形式為RJ45網絡接口。

4. 主要產品描述

 

 4.1  平臺局域網建設
   系統設計要求可接收網絡接口設備數據交換,如CCTV等。
   整個平臺局域網絡包含**個信息插座,**個機柜,*臺服務器,電話*個,語音網關*個,船用通信網絡電纜一批。
局域網建設按照GB50311—2007《中華人民共和國國家標準綜合布線系統工程設計規范》進行設計,還應符合國家現行有關標準的規定,并嚴格按照設計施工。
  (1)綜合布線系統的設備選用經過國家認可的產品質量檢驗機構鑒定合格的、符合國家有關技術標準的定型產品。
  (2)銅纜布線系統采用5/5e類平臺船舶專用線纜。
  (3)綜合布線系統信道鏈路長度不宜超過**米,跳線長度不宜超過*米,連接器件不宜超過*個。
  (4)綜合布線區域內存在電磁干擾場強超過3V/m,應采用屏蔽布線系統。
  (5)安裝在墻面或者柱子上的信息插座底盒離地面高度宜為***mm。
  (6)平行鋪設的電力線與纜線間距應不低于***mm,實在無法避開間距的,應套于金屬線槽或鋼管中,并同時做好防雷接地。
  (7)網絡線纜應盡量與電話線纜、視頻線纜等其他線纜分管敷設。
  (8)局域網各配套非機柜內設備,如:電腦、打印機等,均由賣方提供固定裝具。
4.1.1設備技術指標說明

設備名稱

設備型號

技術指標

局域網交換機 

 

 

RJ45網絡插座

 

 

服務器

 

 

超五類通信網線

 

 

 網絡機柜

 

 

電話

 

 

語音網關

 

 

   4.2 平臺無線微波通信系統
    微波通信系統的建設由主站部分和平臺遠端部分組成。主站部分位于海洋鉆井前指的通訊塔,平臺遠端位置定于生活區頂層。主站設備由一副定向平板天線,一套Anykey2000室外單元,一套Anykey2000室內單元,平臺遠端站設備由一副定向平板天線,一套Anykey2000室外單元,一套Anykey2000室內單元組成。室內及室外單元之間由專用基帶電纜連接。主站室外設備及天線直接固定在海洋鉆井通信塔2層平臺。平臺端需構建一個抱桿及強力支撐,用以安裝定向天線和室外單元,室內單元放置于平臺***。
4.2.1 系統設計示意圖

 

4.2.2 平臺無線微波通信系統技術指標

                                                                                                       

       系統采用Anykey的5.8GHz,100Mbps寬帶無線接入系統Anykey2000作為本項目無線傳輸設備,該產品被海洋鉆井公司廣泛應用于現有的平臺,經歷了現場實際的檢驗,完全滿足了海洋鉆井平臺在海港近海生產時對數據通信的要求。相對于老的平臺,帶寬提高了5倍,能滿足CCTV及網絡視頻會議等對帶寬需要較高的網絡應用。其主要技術指標如下:
                       射頻

頻率 5.725--5.850GHz
無線接入方式 時分雙工(TDD)  
信道間隔 5MHz,10MHz,20 MHz ,40MHz
中心頻率分辨率 15MHz,10MHz  
輸出功率(天線口) 28+1dBm
靈敏度 -94(+1.5)dBm@6Mbps
調制方式自適應 OFDM:DBPSK、DQPSK、l6QAM、64QAM
天線接口 N-類型50ohm 
遠端天線 23 dBi, 11°H/V平板式 °
基站天線 23 dBi, 11°H/V平板式 °

                            

VLAN支持

基于IEEE 802.1q

第二層流量優先級

基于IEEE 802.1q

第二層流量優先級

RP ToS,根據RFC791

安全性 

WEP 64/128/152比特;WPA; 802.1X;Radius

                     配置管理

本地與遠程管理
Telnet監控、SNMP和配置上傳/下載    
遠程管理訪問
從有線LAN、無線鏈路進行訪問 
管理訪問保護
多級密碼 
遠程配置(僅從無線以太網,僅從無線,或兩端均可進行配置)
通過授權工作站的IP地址進行配置
軟件升級
通過TFTP與FTP  
配置上載/下載
通過TFTP與FTP 
SNMP代理
MIB II、網橋MIB

                   物理與電氣規格

功率消耗  

15W

電源  

AC,100—240 VAC,50—60 Hz

室內室外電纜

屏蔽五類線(CAT-5 shielded)

指示燈

室內單元

電源,連接和以太網指示燈

室外單元

狀態,以太網

連接

數據接口

RJ—45

                   物理尺寸和工作環境

尺寸
室內單元
5.9*9.5*2.5cm(0.3kg)
集成電路的室外單元
30.5 x 30.5 x 7.7 cm(3.5Kg)
純室外單元
22.6*22.6*6.5cm (3Kg)
溫度
室外單元
 -40℃ to 80℃  
室內單元
 0℃to40℃  
濕度
室外單元
5%—95%非冷凝全天候
室內單元
 5%—95%非冷凝

  平臺用天線抱桿的設計規范及標準示意圖
(1)本天線抱桿選用外直徑50毫米的熱鍍鋅鋼管,高度為*米;
(2)考慮日常使用中,天線角度需要調整,采用Anykey獨有專利產品,Anykey-ACA天線自動跟蹤系統。下面會介紹天線自動跟蹤系統;

4.2.3 自動跟蹤天線系統
     海上鉆井平臺根據現場作業的需要,需要移動、變換位置,在位置發生變化后,天線的角度也跟著發生變化,造成通信系統中斷,這個時候需要專業的技術維護人員進行天線方向的重新校準。
天線的方向校準過程是一個相當專業的過程,需要知道基站的坐標,然后根據坐標計算出方向角,然后調整天線,在調整的過程中有時候還需要用到專業的儀器及工具,非常的不便。
    Anykey-ACA自動跟蹤天線可以很好的解決這個問題,在平臺移動后會采集新的坐標信息經過計算,精確對準基站。全程不需要人工干預,自動化程度高,節約人力成本。
    采用Anykey-ACA自動跟蹤天線平臺,不管鉆井平臺如何移動,可以讓鉆井平臺的天線始終指向基站,使無線通信變得簡單,保證了通信的效果。

 

      Anykey-ACA天線自動跟蹤系統是一款全自動天線對準自動跟蹤系統,和衛星的自動跟蹤系統不一樣。是一種跟蹤地面廣播、電視、微波、移動通信基站、無人機的自動跟蹤系統。同時使用開放的控制協議及云臺,使其可以適應各種不同類型天線的自動跟蹤,例如八木定向天線、平板天線、球面反射天線等。
     定向天線由于能量集中,增益高,波束角窄,對其他的干擾較小,一般用于固定定點微波傳輸,移動物體一般使用全向天線,如我們使用的手機、車載數字電視。移動物體使用定向天線無法解決天線的自動跟蹤對準問題。故此,Anykey研發了天線自動跟蹤系統,很好的解決了此問題。
Anykey-ACA天線自動跟蹤系統已獲得國家專利:

 

     Anykey-ACA天線自動跟蹤系統自動跟蹤天線提供一種地面廣播、電視、微波、移動通信基站的自動跟蹤系統。系統采用傳統的云臺作為驅動機構,簡單、通用性強。克服了其他的自動跟蹤系統需要復雜的、特定的驅動機構,采用標準的云臺控制協議,可以很方便的更換不用的云臺,適用于車載、船載場合。安裝各種類型的天線。
    Anykey-ACA天線自動跟蹤系統由方向傳感器電子羅盤、位置傳感器GPS、角度傳感器、控制電路板及其嵌入式軟件組成。

 

      Anykey-ACA天線自動跟蹤系統的特點:
1.通過指示燈、串口及液晶屏多種輸出設備,給出羅盤、GPS、云臺等部件的數據和狀態,以及天線位置等重要信息。
2.具有可選擇的羅盤硬磁補償功能。
3.用軟件算法篩除羅盤和GPS的異常數據。
4.天線需要轉動的角度計算精確,誤差小于1度。
5.具有防止靜態條件下天線反復轉動的機制,以及防止天線電纜繞線的機制。
技術參數:
衛星搜索時間:<5分鐘
自動跟蹤速度:7.5°/秒  20°/秒(根據不同的伺服平臺而定)
單次跟蹤時間:<72秒 
水平角度對準誤差:±5度
天線饋線纏繞角度:<360度
  電氣參數:
工作電壓:24VAC
輸入功率: <35W
工作溫度:-10~55℃
工作濕度:10%~90%
重量:13kg    
方便移動
4.2.4 系統防雷設計和接地要求
(1)無線設備和天線抱桿體采用聯合接地系統,工作接地電阻不大于4歐。
(2)無線通信設備及供電設備的正常不帶電的金屬部分、通信設備所設防雷保護器的接地端,均應作保護接地。
(3)無線設備配有射頻防雷保護并提供接地與平臺連接;
(4)天線抱桿應設計避雷系統并與平臺接地系統焊接。
4.3平臺KU衛星通信系統


                                                                                                

       由于微波通信受傳輸距離影響較大,當平臺超出其有效工作范圍時,通信鏈路就無法建立,因此,為了保證平臺上的各種信息系統正常運行,在平臺上建設一套衛星通信系統來應對可能出現的這種情況是十分必要的。
設計在平臺的生活區頂層甲板安裝一副2..4米KU頻段環焦正饋天線,配置衛星室外功放及接收單元,在主控室安裝一套電動伺服系統機柜,并配置一套衛星室內調制終端設備,經我方調試可加入海洋鉆井目前現有的Ku頻段衛星通信網內。
4.3.1衛星天線及電動伺服系統

 

 其主要技術指標如下:
射頻特性

型號
ANSCE(Ku)-240B
Ku波段 
接收
發射
工作頻段,GHz
10.95~12.75
13.75~14.5
天線增益,Mid-band,dBi
47.8    
 49.1  
極化
交叉極化鑒別率(on axis),dB
35
33
35
33
圓極化軸比 
 
 
電壓駐波比
1.25
1.25
噪聲溫度
仰角      10°
          30°
          50°
 
48°K
38°K
34°K
 
—3dB波束寬度,Mid—band 
0.67°
0.59°
G/T值(El>10。) 
27.1dB/°K 
(70°I,NA)
 
饋源插損,dB 
0.25
0.2
功率容量,KW
 
2
接口
WR—75
WR—75
收發隔離,Tx to Rx,dB 
85
旁瓣    First Sidelobe  
90%Peaks under Following Envelop
-14dB
29-2510g Ө(10≤Ө<20。)

 機械特性

天線口徑
 2.4 m
天線類型
環焦型天線
天線座架形式
俯仰/方位
 反射面精度(RMS)
 ≤0.4mm
天線指向范圍
方向
臥仰
極化
 
0°~360°,±10°(連續)
0°~90°(連續)
360°(連續)
天線轉動方式
手動及電動

   環境特性

工作風速
72km/h 陣風97km/h
不破換風速
216km/h
環境溫度
-40℃~+60℃
相對濕度
100% 
太陽輻射
1135Kcal/h/m²
地震
0.3g水平,0.15g垂直
冰雪載荷
13mm裹冰正常工作;
25mm裹冰不破壞

4.3.2天線結構尺寸圖
(1)天線結構圖

 

(2)賣方提供底座加工圖

(3)天線風矩表
2.4m天線地基(海洋鉆井平臺用)受風力狀況表

風速
56m/s(90)
32m/s   
28.4m/s 
取最大值
最大壓力Kg
583
1127(10°)
755(10°)
1127
最大升力Kg 
100
287 (160°)
193 (160°)
287
最大水平力Kg
446
288(150°)
247 (150°)
446
最大風力矩Kg.m
786
1032(160°)
860 (160°)
1032

天線地基壓強:≥210Kg/cm²
 天線轉動半徑為1.556米,高度2.015米,要求天線轉動半徑范圍的平臺面上內不得有其他構建或固定物,如果有,則必須抬高天線基礎安裝面。

(4)天線伺服控制系統
集成在機柜內:尺寸是長*寬*高=0.6*0.6*1.75
(5)衛星通信連接纜線
       

序號
設備名稱
型號
單位
數量
認證
1
方位電機線
CEFR4×1.0
90
CCS
2
俯仰電機線
CEFR4×1.0
90
CCS
3
極化電機線
CEF80/3×O.75
90
CCS
4
方位編碼線
CEF80/6×0.75
90
CCS
5
俯仰編碼線 
CEF80/6×0.75
90
CCS
6
極化編碼線
CEF80/6×0.75
90
CCS
7
限位線
CEF80/8×0.75
90
CCS
8
中頻信號電纜(信標機)
Rgll
90
低煙無鹵阻燃
9
中頻信號電纜(LNB) 
Rgll
90
低煙無鹵阻燃
10
中頻信號電纜(發射)  
Rgll
90
低煙無鹵阻燃
                                                                                                                                                         

分為電源線(強電)3根,控制及信號線(弱電)7根,單一長度為90米。
平臺衛星通信布線要求
衛星信號傳輸纜屬于弱電線纜。與平臺強電線纜相遇須分布間距不小于**米。

5. 供貨范圍
按照上述設計功能內容,為便于后續逐一闡述相關子系統的產品標準及要求,現將平臺局域網所用設備材料的名稱、型號及數量列表如下:

平臺有線信息局域網建設   
序號
設備名稱
型號
單位
數量
1
網絡交換機(機柜內)
 
 
2
船用低煙無鹵阻燃鎧裝屏
    蔽通信電纜
 
 
3
嵌入式RJ45雙口網絡插座
    (厚度不超過45mm)
 
 
4
2.1米機柜包括底座(可焊接安裝) 
 
 
 
5
 理線槽(機柜內)
 
 
6
 網絡服務器(中控臺)
 
 
平臺無線寬帶通信系統         
序號
設備名稱
型號
單位
數量
1
陸地基站設備
Anykey2000
 
2
平臺接入設備 
Anykey2000
 
3
定向天線
 
 
4
數據線避雷器
 
 
5
基帶電纜 
 
 
6
自動跟蹤天線系統
Anykey-ACA
 
7
無線路由器
 
 
8
路由器天線
 
 
平臺KU衛星通信系統
序號
設備名稱
型號
單位
數量
1
2.4米天線 
ANSCE(Ku)-240B
 
2
天線控制系統
 
 
3
設備連接電纜
專用 
 
4
機柜包括底座
 
 

所有室外設備均達到IP56防護等級。

6.1項目管理及進度
    賣方在整個項目執行期間提供優良的項目管理服務。在簽約后賣方即指定一名項目經理并及時通知買方。
    項目經理負責整個項目的協調管理、實施進度及文件資料往來,系統硬件詳細設計與現場工程設計之間的協調。
    由買方組織聯絡協調工程進度,任何時候雙方正式確認的文件都將成為合同技術附件。
6.2資料提交
    提供方式見公共附件。
6.3貨物的包裝及運輸
    賣方將按合同中規定的條款認真對待貨物的包裝。
    對于所購貨物中易受震動、沖擊而損壞的部件(如硬盤、軟盤、屏幕等)采取可靠的防震包裝措施。以防這些部件和整體結構受到損壞。
賣方負責將合同內要求的設備及材料運送到買方指定地。
6.4開箱及檢驗
    設備及材料到達買方接受地后,由買賣雙方共同開箱檢驗。逐一對合同中所提供的貨物進行核對和外觀檢查,將驗收結果備案記錄。
    到貨設備及材料驗收合格后,買方負責解決已驗收貨物的存放及使用管理,雙方將嚴格按照雙方商議好的管理辦法執行,務必妥善安全的使用設備及材料完成合同建設內容。

6.5設備安裝
    買方負責…………………
    
    賣方負責…………………
6.6系統電源環境及系統上電
   賣方將在電源環境達標后進行KU衛星系統的對準及入網調試。
   系統第一次通電應由賣方負責進行,買方予以配合。系統第一次通電時賣方應確認安裝、接線、供電系統的正確性。
   系統通電后,若發現有部件損壞,賣方應免費及時提供緊急備件更換,不影響買方的工作進度。
6.7測試驗收
   在系統完成安裝并調試成功之后,驗收測試之前,賣方提交一份完整的設備清單和測試記錄文件。
   平臺出廠測試驗收前,賣方提出一套驗收程序及內容(包括廠方標準測試文件),經雙方討論確認執行。
   系統出廠驗收由雙方共同執行所確認的程序、內容與試驗手段,最后簽字確認。

6.8質量保證
  賣方在服務和銷售過程中嚴格按照ISO9001質量體系進行
  提供的全部設備部件是全新合格的產品。

6.9質保期及售后服務承諾 


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