海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，包括“3網(wǎng)4層”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：3個(gè)操控臺(tái)與容錯(cuò)服務(wù)器連接，3個(gè)操控臺(tái)分別與對(duì)應(yīng)的3個(gè)操控臺(tái)PLC連接；容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、中央控制室IPC、隊(duì)長室IPC、經(jīng)理室IPC、工程師IPC均與網(wǎng)絡(luò)NET1、NET2連接，隊(duì)長室IPC、經(jīng)理室IPC、工程師IPC、容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器、容錯(cuò)服務(wù)器均與網(wǎng)絡(luò)NET3、NET4連接，容錯(cuò)服務(wù)器、3個(gè)操控臺(tái)對(duì)應(yīng)的PLC均與網(wǎng)絡(luò)NET5、NET6連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器、3個(gè)操控臺(tái)對(duì)應(yīng)的PLC、多個(gè)本地控制的PLC子站均與網(wǎng)絡(luò)NET7、NET8連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)時(shí)性好，可靠性和可用性高，提高了鉆井作業(yè)效率，操控、擴(kuò)展、移除和維護(hù)方便，降低了因故障停機(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于海上油氣田勘探與開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗 余監(jiān)控系統(tǒng)。 海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著海洋油氣勘探開發(fā)技術(shù)與海洋鉆井裝備日益發(fā)展，集中在司鉆房內(nèi)控制的鉆 井裝備不斷增多。目前海洋鉆機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)、頂驅(qū)、泥漿系統(tǒng)、鉆柱自動(dòng)處理系統(tǒng)、隔水管處 理系統(tǒng)、升沉補(bǔ)償系統(tǒng)等都自成系統(tǒng)，在司鉆房內(nèi)有各自獨(dú)立監(jiān)控平臺(tái)，致使監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 龐大、控制方式復(fù)雜、操控維修不便、擴(kuò)展困難等問題。
[0003] 海洋鉆井與陸地鉆井相比，海洋鉆井平臺(tái)空間有限、鉆井工藝流程復(fù)雜、環(huán)境惡 劣，并且存在潛在的可燃性和爆炸性。海洋鉆井裝備的控制要求更高、規(guī)模更大、邏輯更復(fù) 雜，其故障或維護(hù)工作引起的停機(jī)代價(jià)是陸地鉆機(jī)的數(shù)十倍，因此，海洋鉆機(jī)需要更安全、 可靠、高效、穩(wěn)定的集成化控制系統(tǒng)。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01110177046. 7公開了一種是有鉆機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。 該控制系統(tǒng)司鉆房內(nèi)包括一個(gè)司鉆控制臺(tái)、一臺(tái)PC、兩臺(tái)HMI，綜合柜內(nèi)PLC控制器和司 鉆房內(nèi)遠(yuǎn)程控制單元均配備有一套冗余系統(tǒng)，不能滿足海洋鉆機(jī)高安全性、高可靠性、高效 率、高穩(wěn)定性的需求。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01310064246. 0公開了一種鉆機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括三層網(wǎng)絡(luò)， 多個(gè)辦公室鉆井監(jiān)控客戶端、副司鉆客戶端、主司鉆客戶端和閉路視頻控制器通過各自的 交換機(jī)接入工業(yè)閉路電視監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)；副司鉆客戶端、主司鉆客戶端、多個(gè)辦公室鉆井監(jiān) 控客戶端，和歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、在線技術(shù)支持客戶端、兩個(gè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)服務(wù)器共計(jì)九臺(tái)計(jì)算 機(jī)分別通過各自的工業(yè)交換機(jī)接入上層數(shù)據(jù)監(jiān)控通訊網(wǎng)絡(luò)；歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、在線技術(shù) 支持客戶端、兩個(gè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)服務(wù)器，和主司鉆操控臺(tái)和副司鉆操控臺(tái)分別通過各自的工業(yè) 交換機(jī)接入現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?01310254239. 7公開了一種基于PLC的鉆機(jī)集成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊控制系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包括主副兩個(gè)操作臺(tái)，主操作臺(tái)負(fù)責(zé)監(jiān)測和控制主要鉆井設(shè)備，副操作臺(tái)負(fù)責(zé)監(jiān) 測和控制輔助鉆井設(shè)備，主輔設(shè)備協(xié)同作業(yè)，各PLC站點(diǎn)間通過帶寬為100M bit/s的環(huán)形 ETHERNET工業(yè)以太網(wǎng)通訊。
[0007] 申請(qǐng)?zhí)枮?01310253705. X公開了一種基于IPC與PLC的鉆機(jī)集成雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)耦合 控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括三層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場層、中間控制層和管理層，其中，管理層包括主副兩個(gè) 操作臺(tái)，主操作臺(tái)負(fù)責(zé)監(jiān)測和控制主要鉆井設(shè)備，副操作臺(tái)負(fù)責(zé)監(jiān)測和控制輔助鉆井設(shè)備， 主輔設(shè)備協(xié)同作業(yè)。該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用帶寬為100M bit/s的雙環(huán)冗余ETHERNET工業(yè)以太網(wǎng) 作為主通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0008] 申請(qǐng)?zhí)枮?201310064246. 0、201310254239· 7 和 201310253705. X 的 3 項(xiàng)專利申請(qǐng) 均采用主副操作臺(tái)協(xié)同作業(yè)，提高了工作效率，采用環(huán)網(wǎng)提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠 性，但是仍然存在以下問題：
[0009] (1) 3項(xiàng)申請(qǐng)都包含兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器，采用雙機(jī)熱備冗余組態(tài)，互為備用，一旦一臺(tái) 出現(xiàn)故障，存在切換時(shí)的單點(diǎn)故障隱患，在切換時(shí)會(huì)出現(xiàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) 可靠切換，切換過程也存在一定的故障風(fēng)險(xiǎn)。
[0010] (2)3項(xiàng)申請(qǐng)的環(huán)網(wǎng)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)均使用不同的多端口光纖以太網(wǎng)交換機(jī)，均為不同 的多端口光纖以太網(wǎng)交換機(jī)是不合適的，也沒有具體說明多端口光纖以太網(wǎng)交換機(jī)的連接 方法。
[0011] (3)3項(xiàng)申請(qǐng)雖然一定程度的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，但由于采用環(huán)網(wǎng)環(huán) 路封閉，為擴(kuò)展帶來不便。
[0012] (4)3項(xiàng)申請(qǐng)只對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行了冗余設(shè)計(jì)，都沒有對(duì)重要的現(xiàn)場總線進(jìn)行冗余 設(shè)計(jì)，也沒有對(duì)電源、交換機(jī)、重要I/O進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本實(shí)用新型的目的是提供一種海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技 術(shù)中的各種鉆機(jī)設(shè)備控制相對(duì)獨(dú)立、控制復(fù)雜、可靠性和穩(wěn)定性不高、效率低、操控維護(hù)不 便、擴(kuò)展困難的問題。
[0014] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，包 括"3網(wǎng)4層"網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，司鉆房集中控制室內(nèi)包括1個(gè)主操控臺(tái)和2個(gè)副操控臺(tái)，主操控 臺(tái)、第一副操控臺(tái)、第二副操控臺(tái)均與容錯(cuò)服務(wù)器連接，主操控臺(tái)、第一副操控臺(tái)、第二副操 控臺(tái)分別與主操控臺(tái)PLC、第一副操控臺(tái)PLC、第二副操控臺(tái)PLC連接。
[0015] 容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器、容錯(cuò)服務(wù)器均與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)連接，工程師站IPC、隊(duì)長室IPC、經(jīng)理室IPC均與以太網(wǎng)交換機(jī)、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)、 一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、一號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接；容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、中央控制室 IPC均與以太網(wǎng)交換機(jī)、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)連接；云服務(wù)器與核心以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
[0016] 容錯(cuò)服務(wù)器、主操控臺(tái)PLC、第一副操控臺(tái)PLC、第二副操控臺(tái)PLC均與三號(hào)實(shí)時(shí)以 太網(wǎng)交換機(jī)、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器、主操控臺(tái)PLC、第一副操控 臺(tái)PLC、第二副操控臺(tái)PLC均與四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接；
[0017] 本地控制的一號(hào)冗余PLC子站分別與五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、五號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)連接，N號(hào)PLC子站分別與六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連 接，一號(hào)PLC子站分別與七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，N號(hào)PLC 子站分別與八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
[0018] 所述的一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，一號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成冗余環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)和三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以 太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和五號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形 網(wǎng)絡(luò)，六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，七號(hào)實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)和七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和八號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
[0019] 所述的以太網(wǎng)交換機(jī)和冗余以太網(wǎng)交換機(jī)連接，冗余以太網(wǎng)交換機(jī)和核心以太網(wǎng) 交換機(jī)連接，一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和一號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)和二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和五號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)和六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)和七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)和八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
[0020] 所述的容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分別與以太網(wǎng)交換機(jī)、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)通過雙冗余以 太網(wǎng)連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、四 號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接，容錯(cuò)服務(wù) 器分別與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、三 號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接，主操控臺(tái)PLC、第一副操控臺(tái)PLC、 第二副操控臺(tái)PLC均與三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)、四號(hào)實(shí)時(shí)以 太網(wǎng)交換機(jī)、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接。
[0021] 所述的主操控臺(tái)、第一副操控臺(tái)、第二副操控臺(tái)具有相同的軟硬件配置，可實(shí)現(xiàn)相 同的監(jiān)控功能，每個(gè)監(jiān)控臺(tái)可獨(dú)立完成所有監(jiān)控功能。
[0022] 所述的容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、中央控制室IPC、云服務(wù)器、工程師站IPC、隊(duì)長室IPC、 經(jīng)理室IPC、容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器、容錯(cuò)服務(wù)器、主操控臺(tái)、第一副操控臺(tái)、第二副操控臺(tái)、主操控 臺(tái)PLC、第一副操控臺(tái)PLC、第二副操控臺(tái)PLC、每一個(gè)PLC子站和每一個(gè)交換機(jī)的電源均包 含一套雙重"熱備"容錯(cuò)冗余電源，互為備用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)無擾動(dòng)切換。
[0023] 本實(shí)用新型的有益效果是：海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了井場分布 式智能設(shè)備的集中管理和控制；在司鉆房增設(shè)輔助操控臺(tái)，可以在鉆井的同時(shí)進(jìn)行接卸單 根等輔助鉆井工作，提高了鉆井作業(yè)效率；主監(jiān)控系統(tǒng)和兩個(gè)副監(jiān)控系統(tǒng)具有相同的軟硬 件配置，可實(shí)現(xiàn)相同的功能，司鉆房的3個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中的任意一個(gè)系統(tǒng)都可獨(dú)立完成所有 設(shè)備的監(jiān)控功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性；系統(tǒng)設(shè)置單機(jī)容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、單機(jī)容 錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器、單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器，軟硬件結(jié)構(gòu)簡單、時(shí)鐘同步、無需切換、故障發(fā)生點(diǎn)少、可 靠性可達(dá)到99. 999%，提高了系統(tǒng)的連續(xù)可用性、可靠性；系統(tǒng)采用"熱備"容錯(cuò)冗余技術(shù) 設(shè)計(jì)了冗余通訊網(wǎng)絡(luò)、冗余PLC控制器、冗余交換機(jī)、冗余電源等，當(dāng)某個(gè)元器件出現(xiàn)故障 時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到另一個(gè)冗余元器件工作，不影響整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控功能，可以提高了 系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和可用性；系統(tǒng)設(shè)計(jì)為多模遠(yuǎn)程監(jiān)控模式，可以實(shí)現(xiàn)管理級(jí)的多重監(jiān) 控，降低了因故障或維護(hù)而停機(jī)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失；由于目前鉆井現(xiàn)場每個(gè)被控設(shè)備采 用了獨(dú)立的PLC監(jiān)控，擴(kuò)展和移除方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本實(shí)用新型海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)圖。
[0025] 圖2是本實(shí)用新型海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0026] 圖3是本實(shí)用新型海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖4是本實(shí)用新型海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的冗余電源。
[0028] 圖中，1.容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，2.中央控制室IPC，3.云服務(wù)器，4.工程師站IPC， 5.隊(duì)長室IPC，6.經(jīng)理室IPC，7.容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器，8.容錯(cuò)服務(wù)器，9.主操控臺(tái)，10.第一 副操控臺(tái)，11.第二副操控臺(tái)，12.主操控臺(tái)PLC，13.第一副操控臺(tái)PLC，14.第二副操控臺(tái) PLC, 15. -號(hào)冗余PLC子站，16. N號(hào)冗余PLC子站，17. -號(hào)PLC子站，18. N號(hào)PLC子站， 19. N號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊，20. N號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊，21. -號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模 塊，22. -號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊，23. -號(hào)冗余PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站一,24. -號(hào)冗余PLC 子站的遠(yuǎn)程I/O子站N，25. N號(hào)冗余PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站一，26. N號(hào)冗余PLC子站的 遠(yuǎn)程I/O子站N，27. -號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站一，28. -號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站 N，29. N號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站一，30. N號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站N，31.以太網(wǎng)交換 機(jī)，32.冗余以太網(wǎng)交換機(jī)，33.核心以太網(wǎng)交換機(jī)，34. -號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，35.二 號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，36.四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，37.八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)，38.八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，39.七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，40.七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)，41.六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，42.六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，43五號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)，44.五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，45.四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，46.三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)，47.三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，48二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，49. 一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)
[0029] NET1以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0030] NET2冗余以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)
[0031] NET3、NET5環(huán)形實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0032] NET4、NET6冗余環(huán)形實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0033] NET7實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0034] NET8冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0035] NET9、NET11、NET13、NET14 現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0036] NET10、NET12冗余現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)；
[0037] CL 1、CL2、CL3為服務(wù)器分別與主操控臺(tái)、第一副操控臺(tái)、第二副操控臺(tái)之間的通訊 線路；
[0038] CL4為主操控臺(tái)與主操控臺(tái)PLC之間的通訊線路，CL5為第一副操控臺(tái)與第一副操 控臺(tái)PLC之間的通訊線路，CL6為第二副操控臺(tái)與第二副操控臺(tái)PLC之間的通訊線路；
[0039] CL7為一號(hào)冗余PLC與一號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊22之間的通訊線路，CL8為一號(hào)冗 余PLC與一號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊21之間的通訊線路、CL9為N號(hào)冗余PLC與N號(hào)雙絞 線轉(zhuǎn)光纖模塊20之間的通訊線路，CL10為N號(hào)冗余PLC與N號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊19 之間的通訊線路。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0041] 參見圖1，本實(shí)用新型的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，包括"3網(wǎng)4層"網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)："3網(wǎng)"從上到下依次為實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線；"4層"從上到下依次 為管理層、監(jiān)控層、控制層和現(xiàn)場設(shè)備層，管理層可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)控層可實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控， 控制層和現(xiàn)場設(shè)備層可實(shí)現(xiàn)就地控制。監(jiān)控層與管理層通過雙重冗余以太網(wǎng)交換機(jī)連接； 控制層與監(jiān)控層通過雙重冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接；現(xiàn)場設(shè)備層與控制層通過雙重冗余 現(xiàn)場總線交換機(jī)連接。
[0042] 管理層包括中央控制室、經(jīng)理室、隊(duì)長室、工程師站、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)監(jiān)控站和云服務(wù)器； 通過實(shí)時(shí)以太網(wǎng)可在線監(jiān)測和控制各個(gè)現(xiàn)場設(shè)備，還可以通過實(shí)時(shí)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān) 控和設(shè)置；云服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換。
[0043] 監(jiān)控層是指司鉆房集中控制室，司鉆房集中控制室內(nèi)包括1個(gè)主監(jiān)控和2個(gè)副監(jiān) 控。
[0044] 控制層包括本地儀表柜/儀表房、數(shù)據(jù)采集處理器和現(xiàn)場控制柜，包括多個(gè)PLC子 站和遠(yuǎn)程I/O站，采集和上傳儀表、傳感器、變送器、開關(guān)等信號(hào)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場控制閥、變頻器、 電機(jī)、開關(guān)動(dòng)作等實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，本地儀表柜/儀表房為現(xiàn)場儀表提供電源，并采集現(xiàn) 場儀表電源數(shù)據(jù)，同時(shí)送入司鉆房供司鉆監(jiān)控。
[0045] 現(xiàn)場設(shè)備層包括傳感器、變送器、控制閥、執(zhí)行器、變頻器、視頻監(jiān)視設(shè)備等。
[0046] 參見圖2,本實(shí)用新型的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的具體連接結(jié)構(gòu)是， 司鉆房集中控制室內(nèi)包括1個(gè)主操控臺(tái)和2個(gè)副操控臺(tái)，主操控臺(tái)9、第一副操控臺(tái)10、第 二副操控臺(tái)11分別通過各自的通訊線路CL1、CL2、CL3與容錯(cuò)服務(wù)器8連接，主操控臺(tái)9、 第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11通過各自的通訊線路CL4、CL5、CL6分別與主操控臺(tái) PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二副操控臺(tái)PLC14連接。
[0047] 工程師站IPC4、隊(duì)長室IPC5、經(jīng)理室IPC6、容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7、容錯(cuò)服務(wù)器8均與 環(huán)形實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET3、冗余環(huán)形實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET4連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器1、中央控制室IPC2、云服務(wù)器3、工程師站IPC4、隊(duì)長室IPC5、經(jīng)理室IPC6均與以太網(wǎng)通 訊網(wǎng)絡(luò)NET1和冗余以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET2連接。
[0048] 容錯(cuò)服務(wù)器8、主操控臺(tái)PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二副操控臺(tái)PLC14均與環(huán) 形實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET5、冗余環(huán)形實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET6連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7、 主操控臺(tái)PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二副操控臺(tái)PLC14、一號(hào)冗余PLC子站15、N號(hào)冗 余PLC子站16、一號(hào)PLC子站17、N號(hào)PLC子站18均與實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET7、冗余實(shí) 時(shí)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)NET8連接。
[0049] 一號(hào)冗余PLC子站15分別通過一號(hào)冗余PLC與一號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊22之間的 通訊線路CL7、一號(hào)冗余PLC與一號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊21之間的通訊線路CL8與一號(hào) 雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊22、一號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊21連接，N號(hào)冗余PLC子站16分別通過 N號(hào)冗余PLC與N號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊20之間的通訊線路CL9、N號(hào)冗余PLC與N號(hào)冗余 雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊19之間的通訊線路CL10與N號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊20、N號(hào)冗余雙絞線 轉(zhuǎn)光纖模塊19連接，一號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊22、一號(hào)冗余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊21分別與現(xiàn)場 數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET9、冗余現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET10連接，N號(hào)雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊20、N號(hào)冗 余雙絞線轉(zhuǎn)光纖模塊19分別與現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET11、冗余現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET12連 接，一號(hào)冗余PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站一 23、一號(hào)冗余PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站N24均與現(xiàn) 場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET9、冗余現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET10連接，N號(hào)冗余PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子 站一 25、N號(hào)冗余PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站N26均與現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET11、冗余現(xiàn)場數(shù) 據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET12連接，一號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站一 27、一號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站 N28均通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET13與一號(hào)PLC子站17通訊，N號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子 站一 29、N號(hào)PLC子站的遠(yuǎn)程I/O子站N30均通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET14與N號(hào)PLC子 站18通訊。
[0050] 現(xiàn)場設(shè)備層的各遠(yuǎn)程I/O子站通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)NET9-NET14,將信號(hào)傳送到 各自對(duì)應(yīng)的本地控制中的各PLC子站，各PLC子站通過程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，各PLC子站 通過冗余通訊網(wǎng)絡(luò)NET7、NET8將信號(hào)傳送給容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7,容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7將收集 到的信號(hào)通過冗余通訊網(wǎng)絡(luò)NET3、NET4傳送給容錯(cuò)服務(wù)器8,容錯(cuò)服務(wù)器8將收集到的信 號(hào)通過主操控臺(tái)9、第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11的人機(jī)界面顯示，并通過給定程序?qū)?現(xiàn)邏輯互鎖；主操控臺(tái)PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13和第二副操控臺(tái)PLC14負(fù)責(zé)采集工程師 站IPC4、隊(duì)長室IPC5和經(jīng)理室IPC6的各個(gè)控制指令，并通過冗余通訊網(wǎng)絡(luò)NET7、NET8將 信號(hào)傳送給各個(gè)PLC子站，各個(gè)PLC子站把控制指令信號(hào)傳送給各個(gè)遠(yuǎn)程I/O子站，驅(qū)動(dòng)相 應(yīng)的執(zhí)行器完成設(shè)定的動(dòng)作，完成一整套集成控制系統(tǒng)的檢測和控制；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)監(jiān)控站用 于存儲(chǔ)和打印現(xiàn)場數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，中央控制室、經(jīng)理室、隊(duì)長室、工程師站為管理人員的 遠(yuǎn)程監(jiān)控室，通過雙重冗余以太網(wǎng)NETUNET2實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。
[0051] PLC子站為自成系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備的控制站，負(fù)責(zé)控制現(xiàn)場設(shè)備，重要設(shè)備采用冗余 PLC控制子站，一般設(shè)備采用普遍的PLC控制子站，PLC子站的個(gè)數(shù)根據(jù)自成系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè) 備個(gè)數(shù)確定；遠(yuǎn)程I/O子站負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場的數(shù)字量和模擬量信號(hào)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng) 動(dòng)作，重要的I/O信號(hào)進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)程I/O子站的個(gè)數(shù)由傳輸信號(hào)的個(gè)數(shù)確定，并至少 留30%的冗余量。PLC子站和I/O子站的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際情況而定。
[0052] 參見圖3,本實(shí)用新型的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)從管理層到現(xiàn)場層 依次是：①遠(yuǎn)程監(jiān)控單元、②司鉆房集中控制單元、③本地控制單元、④遠(yuǎn)程I/O單元。
[0053] ①遠(yuǎn)程控制單元形成多模容錯(cuò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)管理級(jí)的多重監(jiān)控，增強(qiáng) 了系統(tǒng)的可靠性和可用性；中央控制室、經(jīng)理室、隊(duì)長室和工程師站分別包括一個(gè)操控臺(tái)、 一個(gè)IPC和兩個(gè)顯示屏，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)監(jiān)控站包括容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印機(jī)等，可存儲(chǔ)和打印 歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，
[0054] 容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1、中央控制室IPC2均與以太網(wǎng)交換機(jī)31、冗余以太網(wǎng)交換機(jī) 32連接，云服務(wù)器3與核心以太網(wǎng)交換機(jī)33連接，工程師站IPC4、隊(duì)長室IPC5、經(jīng)理室IPC6 均與以太網(wǎng)交換機(jī)31、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)32、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)49、冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)34連接，以太網(wǎng)交換機(jī)31和冗余以太網(wǎng)交換機(jī)32連接，以太網(wǎng)交換機(jī)32和核心以太網(wǎng) 交換機(jī)33連接，
[0055] ②司鉆房集中控制室中主操控臺(tái)9、第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11具有相同 的軟硬件配置，主操控臺(tái)9、第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11形成三模容錯(cuò)冗余監(jiān)控系 統(tǒng)，每個(gè)監(jiān)控臺(tái)可實(shí)現(xiàn)相同的監(jiān)控功能，可獨(dú)立完成所有監(jiān)控功能，且通過程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)在 線數(shù)據(jù)同步；司鉆房的一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以無擾動(dòng)地自動(dòng)切換到另外一個(gè)系統(tǒng)； 可以在鉆井的同時(shí)進(jìn)行接卸單根等輔助鉆井工作，提高了鉆井效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性 和可用性。
[0056] 主操控臺(tái)9、第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11均與容錯(cuò)服務(wù)器8連接，主操控臺(tái) 9、第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11分別與主操控臺(tái)PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二副 操控臺(tái)PLC14連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7、容錯(cuò)服務(wù)器8均與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)48、二號(hào) 冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)35連接，容錯(cuò)服務(wù)器8、主操控臺(tái)PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二 副操控臺(tái)PLC14均與三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)47、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)46連接，容錯(cuò) 數(shù)據(jù)服務(wù)器7、主操控臺(tái)PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二副操控臺(tái)PLC14均與四號(hào)實(shí)時(shí)以 太網(wǎng)交換機(jī)45、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)36連接,一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)49和一號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)34連接，二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)48和二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)35連 接。
[0057] 操控臺(tái)PLC采用西門子S7-400H系列PLC，S7_400H的同步子模板通過雙重冗余同 步光纖連接形成"熱備"雙重容錯(cuò)冗余并聯(lián)控制器，一個(gè)控制器出現(xiàn)故障時(shí)，可以無擾動(dòng)地 自動(dòng)切換到另外一個(gè)控制器，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和可用性。
[0058] ③本地控制單元包括本地儀表柜/儀表房、數(shù)據(jù)采集器、現(xiàn)場控制裝置，重要設(shè)備 如大功率電機(jī)，配備專門的帶冗余PLC的控制柜，本實(shí)用新型的大功率電機(jī)控制柜由一號(hào) 冗余PLC子站15控制。
[0059] 本地控制的一號(hào)冗余PLC子站15分別與五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)44、五號(hào)冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)43連接，N號(hào)冗余PLC子站N16分別與六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)42、六號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)41連接，一號(hào)PLC子站17分別與七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)40、七號(hào)冗余實(shí) 時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)39連接，N號(hào)PLC子站18分別與八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)38、八號(hào)冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)37連接。
[0060] 四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)45和五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)44連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)36和五號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)43連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)45和六號(hào)實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)42連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)36和六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)41連 接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)45和七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)40連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)36和七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)39連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)45和八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng) 交換機(jī)38連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)36和八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)37連接。 [0061 ] ④遠(yuǎn)程I/O單元是指若干個(gè)遠(yuǎn)程I/O子站（遠(yuǎn)程I/O子站23-遠(yuǎn)程I/O子站30)， 用于采集現(xiàn)場設(shè)備信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備工作，如開關(guān)、閥門、電機(jī)啟動(dòng)、變頻器等設(shè)備；遠(yuǎn) 程I/O子站選用SIEMENS的元件，應(yīng)用PR0FINET 10總線進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊，通訊網(wǎng)絡(luò)NET9、 NET10、NET11、NET12、NET13 為 PR0FINET 10 通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0062] 一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)49和二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)48形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，一號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)34和二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)35形成冗余環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，三號(hào)實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)47和三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)46形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)45和 四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)36形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)44和五號(hào)冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)43形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)42和六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī) 41形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)40和七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)39形成環(huán)形網(wǎng) 絡(luò)，八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)38和八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)37形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)實(shí)時(shí)以 太網(wǎng)交換機(jī)故障時(shí)，可以無擾動(dòng)地自動(dòng)切換到另外一個(gè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交 換機(jī)形成的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)成總線型通信，提高了系統(tǒng)的可靠性和 可用性。
[0063] 系統(tǒng)設(shè)置單機(jī)容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1、單機(jī)容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7、單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器8，軟 硬件結(jié)構(gòu)簡單、時(shí)鐘同步、無需切換、故障發(fā)生點(diǎn)少、可靠性可達(dá)到99. 999%，提高了系統(tǒng)的 連續(xù)可用性和可靠性。
[0064] 容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1、容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7、容錯(cuò)服務(wù)器8個(gè)配置雙網(wǎng)卡容錯(cuò)冗余；容 錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1與以太網(wǎng)交換機(jī)31、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)32均通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連 接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)48、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)35、四號(hào)實(shí) 時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)45、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)36均通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接，容錯(cuò)服 務(wù)器8與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)48、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)35、三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)47、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)46均通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接，形成雙網(wǎng)"熱備"冗 余，提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。
[0065] 參見圖4，本實(shí)用新型的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)的冗余電源，容錯(cuò)數(shù) 據(jù)庫服務(wù)器1、中央控制室IPC2、云服務(wù)器3、工程師站IPC4、隊(duì)長室IPC5、經(jīng)理室IPC6、容 錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器7、容錯(cuò)服務(wù)器8、主操控臺(tái)9、第一副操控臺(tái)10、第二副操控臺(tái)11、主操控臺(tái) PLC12、第一副操控臺(tái)PLC13、第二副操控臺(tái)PLC14、每一個(gè)PLC子站和每一個(gè)交換機(jī)等重要 用電設(shè)備均包括一套雙重"熱備"容錯(cuò)冗余電源，互為備用，一個(gè)電源故障時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng) 無擾動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不間斷作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1. 一種海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，包括"3網(wǎng)4層"網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其特征在于： 司鉆房集中控制室內(nèi)包括1個(gè)主操控臺(tái)和2個(gè)副操控臺(tái)，其中，主操控臺(tái)（9)、第一副操控臺(tái) (10)、第二副操控臺(tái)（11)均與容錯(cuò)服務(wù)器（8)連接，主操控臺(tái)（9)、第一副操控臺(tái)（10)、第 二副操控臺(tái)（11)分別與主操控臺(tái)PLC(12)、第一副操控臺(tái)PLC(13)、第二副操控臺(tái)PLC(14) 連接； 容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器（7)、容錯(cuò)服務(wù)器（8)均與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（48)、二號(hào)冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)（35)連接，工程師站IPC(4)、隊(duì)長室IPC(5)、經(jīng)理室IPC(6)均與以太網(wǎng)交換 機(jī)（31)、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)（32)、一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（49)、一號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)（34)連接；容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（1)、中央控制室IPC(2)均與以太網(wǎng)交換機(jī)（31)、冗余以 太網(wǎng)交換機(jī)（32)連接；云服務(wù)器（3)與核心以太網(wǎng)交換機(jī)（33)連接； 容錯(cuò)服務(wù)器（8)、主操控臺(tái)PLC(12)、第一副操控臺(tái)PLC(13)、第二副操控臺(tái)PLC(14)均 與三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（47)、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（46)連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器 (7)、主操控臺(tái)PLC(12)、第一副操控臺(tái)PLC(13)、第二副操控臺(tái)PLC(14)均與四號(hào)實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)（45)、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)連接； 本地控制的一號(hào)冗余PLC子站（15)分別與五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（44)、五號(hào)冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)（43)連接，N號(hào)PLC子站（16)分別與六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（42)、六號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（41)連接，一號(hào)PLC子站（17)分別與七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（40)、七號(hào) 冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（39)連接，N號(hào)PLC子站（18)分別與八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（38)、 八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（37)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的 一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（49)和二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（48)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，一號(hào)冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)（34)和二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（35)形成冗余環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，三號(hào)實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)（47)和三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（46)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī) ( 45)和四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（44)和 五號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（43)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（42)和六號(hào)冗余 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（41)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（40)和七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太 網(wǎng)交換機(jī)（39)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，八號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（38)和八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī) (37)形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的 以太網(wǎng)交換機(jī)（31)和冗余以太網(wǎng)交換機(jī)（32)連接，冗余以太網(wǎng)交換機(jī)（32)和核心以太網(wǎng) 交換機(jī)（33)連接，一號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（49)和一號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（34)連接， 二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（48)和二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（35)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交 換機(jī)（45)和五號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（44)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)和五號(hào) 冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（43)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（45)和六號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī) (42)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)和六號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（41)連接，四 號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（45)和七號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（40)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換 機(jī)（36)和七號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（39)連接，四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（45)和八號(hào)實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)交換機(jī)（38)連接，四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)和八號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī) (37)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的 容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（1)分別與以太網(wǎng)交換機(jī)（31)、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)（32)通過雙冗余以太 網(wǎng)連接，容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器（7)分別與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（48)、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交 換機(jī)（35)、四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（45)、四號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)通過雙冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)連接，容錯(cuò)服務(wù)器（8)分別與二號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（48)、二號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交 換機(jī)（35)、三號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（47)、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（46)通過雙冗余實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)連接，主操控臺(tái)PLC(12)、第一副操控臺(tái)PLC(13)、第二副操控臺(tái)PLC(14)均與三號(hào)實(shí) 時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（47)、三號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（46)、四號(hào)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（45)、四 號(hào)冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)（36)通過雙冗余實(shí)時(shí)以太網(wǎng)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的 主操控臺(tái)（9)、第一副操控臺(tái)（10)、第二副操控臺(tái)（11)具有相同的軟硬件配置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋石油鉆機(jī)集成網(wǎng)絡(luò)冗余監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述 的容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（1)、中央控制室IPC(2)、云服務(wù)器（3)、工程師站IPC(4)、隊(duì)長室 IPC(5)、經(jīng)理室IPC(6)、容錯(cuò)數(shù)據(jù)服務(wù)器（7)、容錯(cuò)服務(wù)器（8)、主操控臺(tái)（9)、第一副操控 臺(tái)（10)、第二副操控臺(tái)（11)、主操控臺(tái)PLC(12)、第一副操控臺(tái)PLC(13)、第二副操控臺(tái) PLC (14)、每一個(gè)PLC子站和每一個(gè)交換機(jī)均包含一套雙重"熱備"容錯(cuò)冗余電源。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203849604SQ201420246725
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】王鴻雁, 肖文生, 王逢德, 李 杰, 吳磊, 于東濛, 劉忠硯, 侯超 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(華東)