西门子全集成驱动系统驱动海洋勘探事业扬帆远航

　　2011年4月22日，亚洲首艘最新一代12缆地球物理勘探船“海洋石油720”在上海完工交付。该船创新应用了西门子全集成驱动系统（IDS）解决方案，将中压变频驱动技术与调速技术相结合，实现大拖力、高航速、低噪音三者间的最佳平衡，填补了国内自主设计和建造先进多缆物探船的空白，提升了中海油的海洋深水勘探能力，缩小了与发达国家深水物探领域的差距。

　　海底石油是经过上亿年积淀，形成的巨大财富。在茫茫无边的海洋中找到深藏海底的石油资源，如同海底捞针。而在广袤的海洋中间进行开采，更是难上加难，而且耗资巨大。如何让一笔巨大人力、物力、财力投入能够得到相应的回报，开采前准确的勘探变得至关重要。 我国正大力发展海洋资源勘探的实力。这一使命最终落在中海油田服务股份有限公司的肩上，“海洋石油720”在此情况下应运而生，开启了我国海洋勘探工作的新纪元。

海洋石油720

迎难而上，IDS彰显驱动实力 　　物探船用于海洋地球物理的勘探，需要长期在海上连续作业，整条船的动力系统是全船的心脏，即要保障全船正常的行使，还要满足艰巨的作业需求。“海洋石油720”作为亚洲首艘三维地震12缆物探船，工作水深可达3000米，可在5级海况（浪高：2.50-4米，风力6级）和3节海流情况下采集地震数据，水下设备可在5级海况情况下安全收放，在5节航速（约9.2km/h）时，提供最大100吨拖力，可拖带12根8000米地震采集电缆和双震源共8排气枪阵列，各项性能指标均需达到国际先进水平。“海洋石油720”还要求推进器转速与螺距综合调节，使得作业拖力和航速达到最大效益，同时实现最佳节能效果，对自动化控制的精细度和稳定性提出了前所未有的挑战。为了采集数据更加精准和给船员们营造良好的生活环境，动力系统对噪音的控制也提出了严格的要求。 　　这样一个复杂艰巨的任务，完成工期仅15个月，设备调试只有2.5个月，较同类项目调试和试航周期缩短至少1个月的时间，时间紧、任务重。 　　西门子作为“海洋石油720”电力推进系统机械和电气总承包商，为船舶提供先进的柴-电推进系统，包括全船最难的动力核心--中压驱动系统。基于全集成驱动系统IDS理念，西门子将驱动的产品进行整合，包括中压变频器、变压器、电动机等。所有产品之间，采用了统一的总线通讯，通用的软件，设计、运行都在统一的环境中，数据流更加通畅。同一品牌下的产品完美支持整个产品生命周期管理，服务方便，响应及时，特别是对设计和运行阶段的完善支持，大大缩短调试时间。

●性能优越，物探船航速提升30%以上 　　基于IDS理念的中压驱动系统解决方案是本船运行的核心，包括2台SINAMICS GM 150，4台变压器和2台推进电机。整个推进系统采用冗余推进设计和全中压变频系统，通过变频技术控制一台180千瓦交流异步推进电机，调节负载电机转速，通过遥控系统软件绘制推进器的转速和螺距的优化曲线，实现推进器与螺距的综合调节和精准控制，实现大拖力与高航速的最佳匹配，以满足船舶在各种作业工况的航速要求和节能要求。　　“海洋石油720”全柴-电驱动系统的应用，使得设计航速达到16节，拖带作业航速达到5节，比公司原有物探船的航速提升了30%以上，大大降低了船舶往返的时间，提高了作业效率。

 ●节能显著，每年节约燃油成本700余万元 　　除了注重船舶性能和采集能力外，西门子还十分注重节能、减排等指标，研发的自动化监测报警系统IMAC，采用SIMATIC S7系列PLC和上位机监控软件，可实现远端控制和就地控制。同时全集成驱动系统IDS解决方案让纵向数据流更通畅，船舶操纵过程中可实现定速、联合、变速三种模式，为降低能耗、节约成本起到相当大的作用，为客户带来巨大的经济效益。据测算，在正常作业期间，船舶使用3台主发电机，负荷80-85%之间时，用定速模式时，每天耗油58-60方左右，而运用联合模式时，由于转速、螺距达到最佳匹配，每天耗油53-55方左右，每天能节省燃油约5方，降低油耗约8%。若每年正常作业230-250天，平均每年节省燃油1150-1250方。按每方燃油6千元/立方计算，每年的成本将节约690万-750万元，经济效益显著。

 ●减震降噪，营造舒适居住环境 　　“海洋石油720”长期海上作业，船舱已经成了船员们的家。兼顾船舶的舒适性，营造良好的居住环境必不可少，噪音成了关键因素。降噪一方面可以让采集数据更加精准，另一方面，让人们的居住环境更中舒适。 　　设计公司对“海洋石油720”的水下噪音指标为：拖力为100吨和5节的航速时，在3-250Hz频率范围内1/3倍频带，最大的噪音水平为 168dB；在3-250Hz频率范围内最大的总的噪音水平为176dB。西门子在产品设计、生产伊始，就把降低噪音作为一项重要指标进行综合考虑，对设备质量严格把关。优良设备和先进技术非常成功的达到了客户的震动和噪音的要求，在保证地震数据采集质量的同时提高了船员工作和生活环境舒适度。最终实现了大拖力，高航速，低噪音三者间的最佳平衡。

增收创效，驱动海洋勘探事业扬帆远航 　　西门子提供的设备技术和解决方案，有利于保证航行安全，实现了动力分配智能化，系统会根据各部分的动力需求，合理分配动能，实现能效最大化。最终实现船舶性能、采集能力、设备可靠性、运行稳定性、节能减排等多项指标的综合效益最大化。 　　目前系统运行稳定可靠，超过10个月连续不间断作业，数据采集量屡破记录，使企业在半年内即实现盈利，显著提升了企业在物探领域的竞争能力和装备水平，进一步加强了深水的服务能力。 　　西门子的全集成驱动系统解决方案，提供的不仅仅只是驱动产品，而是一个真正涵盖整个驱动链的“一站式”解决方案，让“海洋石油720”航行的更稳、更快、更高效，加速我国海洋资源勘探的整体实力的发展，驱动海洋勘探事业扬帆远航。增收创效，驱动海洋勘探事业扬帆远航。