CN103955198B - 海洋石油钻机集成网络冗余监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，包括“3网4层”网络结构：3个操控台与容错服务器连接，3个操控台分别与对应的3个操控台PLC连接；容错数据库服务器、中央控制室IPC、队长室IPC、经理室IPC、工程师IPC均与网络NET1、NET2连接，队长室IPC、经理室IPC、工程师IPC、容错数据服务器、容错服务器均与网络NET3、NET4连接，容错服务器、3个操控台对应的PLC均与网络NET5、NET6连接，容错数据服务器、3个操控台对应的PLC、多个本地控制的PLC子站均与网络NET7、NET8连接。本发明实现了控制系统的网络化，实时性好，可靠性和可用性高，提高了钻井作业效率，操控、扩展、移除和维护方便，降低了因故障停机造成的经济损失。

Description

海洋石油钻机集成网络冗余监控系统

技术领域

本发明属于海上油气田勘探与开发领域，涉及一种海洋石油钻机集成网络冗余监控系统。

背景技术

随着海洋油气勘探开发技术与海洋钻井装备日益发展，集中在司钻房内控制的钻井装备不断增多。目前海洋钻机的动力系统、顶驱、泥浆系统、钻柱自动处理系统、隔水管处理系统、升沉补偿系统等都自成系统，在司钻房内有各自独立监控平台，致使监控系统结构庞大、控制方式复杂、操控维修不便、扩展困难等问题。

海洋钻井与陆地钻井相比，海洋钻井平台空间有限、钻井工艺流程复杂、环境恶劣，并且存在潜在的可燃性和爆炸性。海洋钻井装备的控制要求更高、规模更大、逻辑更复杂，其故障或维护工作引起的停机代价是陆地钻机的数十倍，因此，海洋钻机需要更安全、可靠、高效、稳定的集成化控制系统。

申请号为201110177046.7公开了一种是有钻机的自动控制系统及其控制方法。该控制系统司钻房内包括一个司钻控制台、一台PC、两台HMI，综合柜内PLC控制器和司钻房内远程控制单元均配备有一套冗余系统，不能满足海洋钻机高安全性、高可靠性、高效率、高稳定性的需求。

申请号为201310064246.0公开了一种钻机集成监控系统。该系统包括三层网络，多个办公室钻井监控客户端、副司钻客户端、主司钻客户端和闭路视频控制器通过各自的交换机接入工业闭路电视监控视频网络；副司钻客户端、主司钻客户端、多个办公室钻井监控客户端，和历史数据库服务器、在线技术支持客户端、两个现场数据服务器共计九台计算机分别通过各自的工业交换机接入上层数据监控通讯网络；历史数据库服务器、在线技术支持客户端、两个现场数据服务器，和主司钻操控台和副司钻操控台分别通过各自的工业交换机接入现场数据通讯网络。

申请号为201310254239.7公开了一种基于PLC的钻机集成环形网络通讯控制系统。该系统包括主副两个操作台，主操作台负责监测和控制主要钻井设备，副操作台负责监测和控制辅助钻井设备，主辅设备协同作业，各PLC站点间通过带宽为100M bit/s的环形ETHERNET工业以太网通讯。

申请号为201310253705.X公开了一种基于IPC与PLC的钻机集成双环网络耦合控制系统。该系统包括三层结构：现场层、中间控制层和管理层，其中，管理层包括主副两个操作台，主操作台负责监测和控制主要钻井设备，副操作台负责监测和控制辅助钻井设备，主辅设备协同作业。该系统网络采用带宽为100M bit/s的双环冗余ETHERNET工业以太网作为主通讯网络。

申请号为201310064246.0、201310254239.7和201310253705.X的3项专利申请均采用主副操作台协同作业，提高了工作效率，采用环网提高了控制系统的稳定性和可靠性，但是仍然存在以下问题：

(1)3项申请都包含两台数据服务器，采用双机热备冗余组态，互为备用，一旦一台出现故障，存在切换时的单点故障隐患，在切换时会出现部分数据丢失现象，很难实现实时可靠切换，切换过程也存在一定的故障风险。

(2)3项申请的环网上每个节点均使用不同的多端口光纤以太网交换机，均为不同的多端口光纤以太网交换机是不合适的，也没有具体说明多端口光纤以太网交换机的连接方法。

(3)3项申请虽然一定程度的提高了系统的稳定性和可靠性,但由于采用环网环路封闭，为扩展带来不便。

(4)3项申请只对工业以太网进行了冗余设计，都没有对重要的现场总线进行冗余设计，也没有对电源、交换机、重要I/O进行冗余设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，解决现有技术中的各种钻机设备控制相对独立、控制复杂、可靠性和稳定性不高、效率低、操控维护不便、扩展困难的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，包括“3网4层”网络结构，司钻房集中控制室内包括1个主操控台和2个副操控台，主操控台、第一副操控台、第二副操控台均与容错服务器连接，主操控台、第一副操控台、第二副操控台分别与主操控台PLC、第一副操控台PLC、第二副操控台PLC连接。

容错数据服务器、容错服务器均与二号实时以太网交换机、二号冗余实时以太网交换机连接，工程师站IPC、队长室IPC、经理室IPC均与以太网交换机、冗余以太网交换机、一号实时以太网交换机、一号冗余实时以太网交换机连接；容错数据库服务器、中央控制室IPC均与以太网交换机、冗余以太网交换机连接；云服务器与核心以太网交换机连接。

容错服务器、主操控台PLC、第一副操控台PLC、第二副操控台PLC均与三号实时以太网交换机、三号冗余实时以太网交换机连接，容错数据服务器、主操控台PLC、第一副操控台PLC、第二副操控台PLC均与四号实时以太网交换机、四号冗余实时以太网交换机连接；

本地控制的一号冗余PLC子站分别与五号实时以太网交换机、五号冗余实时以太网交换机连接，N号PLC子站分别与六号实时以太网交换机、六号冗余实时以太网交换机连接，一号PLC子站分别与七号实时以太网交换机、七号冗余实时以太网交换机连接，N号PLC子站分别与八号实时以太网交换机、八号冗余实时以太网交换机连接。

所述的一号实时以太网交换机和二号实时以太网交换机形成环形网络，一号冗余实时以太网交换机和二号冗余实时以太网交换机形成冗余环形网络，三号实时以太网交换机和三号冗余实时以太网交换机形成环形网络，四号实时以太网交换机和四号冗余实时以太网交换机形成环形网络，五号实时以太网交换机和五号冗余实时以太网交换机形成环形网络，六号实时以太网交换机和六号冗余实时以太网交换机形成环形网络，七号实时以太网交换机和七号冗余实时以太网交换机形成环形网络，八号实时以太网交换机和八号冗余实时以太网交换机形成环形网络。

所述的以太网交换机和冗余以太网交换机连接，冗余以太网交换机和核心以太网交换机连接，一号实时以太网交换机和一号冗余实时以太网交换机连接，二号实时以太网交换机和二号冗余实时以太网交换机连接，四号实时以太网交换机和五号实时以太网交换机连接，四号冗余实时以太网交换机和五号冗余实时以太网交换机连接，四号实时以太网交换机和六号实时以太网交换机连接，四号冗余实时以太网交换机和六号冗余实时以太网交换机连接，四号实时以太网交换机和七号实时以太网交换机连接，四号冗余实时以太网交换机和七号冗余实时以太网交换机连接，四号实时以太网交换机和八号实时以太网交换机连接，四号冗余实时以太网交换机和八号冗余实时以太网交换机连接。

所述的容错数据库服务器分别与以太网交换机、冗余以太网交换机通过双冗余以太网连接，容错数据服务器分别与二号实时以太网交换机、二号冗余实时以太网交换机、四号实时以太网交换机、四号冗余实时以太网交换机通过双冗余实时以太网连接，容错服务器分别与二号实时以太网交换机、二号冗余实时以太网交换机、三号实时以太网交换机、三号冗余实时以太网交换机通过双冗余实时以太网连接，主操控台PLC、第一副操控台PLC、第二副操控台PLC均与三号实时以太网交换机、三号冗余实时以太网交换机、四号实时以太网交换机、四号冗余实时以太网交换机通过双冗余实时以太网连接。

所述的主操控台、第一副操控台、第二副操控台具有相同的软硬件配置，可实现相同的监控功能，每个监控台可独立完成所有监控功能。

所述的容错数据库服务器、中央控制室IPC、云服务器、工程师站IPC、队长室IPC、经理室IPC、容错数据服务器、容错服务器、主操控台、第一副操控台、第二副操控台、主操控台PLC、第一副操控台PLC、第二副操控台PLC、每一个PLC子站和每一个交换机的电源均包含一套双重“热备”容错冗余电源，互为备用，能够实现自动无扰动切换。

本发明的有益效果是：海洋石油钻机集成网络冗余监控系统实现了井场分布式智能设备的集中管理和控制；在司钻房增设辅助操控台，可以在钻井的同时进行接卸单根等辅助钻井工作，提高了钻井作业效率；主监控系统和两个副监控系统具有相同的软硬件配置，可实现相同的功能，司钻房的3个监控系统中的任意一个系统都可独立完成所有设备的监控功能，提高了系统的可靠性和可用性；系统设置单机容错数据库服务器、单机容错数据服务器、单机容错服务器，软硬件结构简单、时钟同步、无需切换、故障发生点少、可靠性可达到99.999％，提高了系统的连续可用性、可靠性；系统采用“热备”容错冗余技术设计了冗余通讯网络、冗余PLC控制器、冗余交换机、冗余电源等，当某个元器件出现故障时，系统可以自动切换到另一个冗余元器件工作，不影响整个系统的监控功能，可以提高了系统的稳定性、可靠性和可用性；系统设计为多模远程监控模式，可以实现管理级的多重监控，降低了因故障或维护而停机造成的巨大经济损失；由于目前钻井现场每个被控设备采用了独立的PLC监控，扩展和移除方便。

附图说明

图1是本发明海洋石油钻机集成网络冗余监控系统的网络总体架构图。

图2是本发明海洋石油钻机集成网络冗余监控系统的结构连接示意图。

图3是本发明海洋石油钻机集成网络冗余监控系统的冗余网络拓扑结构图。

图4是本发明海洋石油钻机集成网络冗余监控系统的冗余电源。

图中，1.容错数据库服务器，2.中央控制室IPC，3.云服务器，4.工程师站IPC，5.队长室IPC，6.经理室IPC，7.容错数据服务器，8.容错服务器，9.主操控台，10.第一副操控台，11.第二副操控台，12.主操控台PLC，13.第一副操控台PLC，14.第二副操控台PLC,15.一号冗余PLC子站,16.N号冗余PLC子站，17.一号PLC子站,18.N号PLC子站，19.N号冗余双绞线转光纤模块，20.N号双绞线转光纤模块，21.一号冗余双绞线转光纤模块，22.一号双绞线转光纤模块，23.一号冗余PLC子站的远程I/O子站一，24.一号冗余PLC子站的远程I/O子站N，25.N号冗余PLC子站的远程I/O子站一，26.N号冗余PLC子站的远程I/O子站N，27.一号PLC子站的远程I/O子站一，28.一号PLC子站的远程I/O子站N，29.N号PLC子站的远程I/O子站一，30.N号PLC子站的远程I/O子站N，31.以太网交换机，32.冗余以太网交换机，33.核心以太网交换机，34.一号冗余实时以太网交换机，35.二号冗余实时以太网交换机，36.四号冗余实时以太网交换机，37.八号冗余实时以太网交换机，38.八号实时以太网交换机，39.七号冗余实时以太网交换机，40.七号实时以太网交换机，41.六号冗余实时以太网交换机，42.六号实时以太网交换机，43五号冗余实时以太网交换机，44.五号实时以太网交换机，45.四号实时以太网交换机，46.三号冗余实时以太网交换机，47.三号实时以太网交换机，48二号实时以太网交换机，49.一号实时以太网交换机

NET1以太网通讯网络；

NET2冗余以太网通讯网络

NET3、NET5环形实时以太网通讯网络；

NET4、NET6冗余环形实时以太网通讯网络；

NET7实时以太网通讯网络；

NET8冗余实时以太网通讯网络；

NET9、NET11、NET13、NET14现场数据通讯网络；

NET10、NET12冗余现场数据通讯网络；

CL1、CL2、CL3为服务器分别与主操控台、第一副操控台、第二副操控台之间的通讯线路；

CL4为主操控台与主操控台PLC之间的通讯线路，CL5为第一副操控台与第一副操控台PLC之间的通讯线路，CL6为第二副操控台与第二副操控台PLC之间的通讯线路；

CL7为一号冗余PLC与一号双绞线转光纤模块22之间的通讯线路，CL8为一号冗余PLC与一号冗余双绞线转光纤模块21之间的通讯线路、CL9为N号冗余PLC与N号双绞线转光纤模块20之间的通讯线路，CL10为N号冗余PLC与N号冗余双绞线转光纤模块19之间的通讯线路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

参见图1，本发明的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，包括“3网4层”网络结构：“3网”从上到下依次为实时以太网、实时以太网、现场总线；“4层”从上到下依次为管理层、监控层、控制层和现场设备层，管理层可实现远程监控，监控层可实现集中监控，控制层和现场设备层可实现就地控制。监控层与管理层通过双重冗余以太网交换机连接；控制层与监控层通过双重冗余实时以太网交换机连接；现场设备层与控制层通过双重冗余现场总线交换机连接。

管理层包括中央控制室、经理室、队长室、工程师站、数据存储监控站和云服务器；通过实时以太网可在线监测和控制各个现场设备，还可以通过实时以太网实现远程实时监控和设置；云服务器可实现远程数据交换。

监控层是指司钻房集中控制室，司钻房集中控制室内包括1个主监控和2个副监控。

控制层包括本地仪表柜/仪表房、数据采集处理器和现场控制柜，包括多个PLC子站和远程I/O站，采集和上传仪表、传感器、变送器、开关等信号，驱动现场控制阀、变频器、电机、开关动作等实现对设备的控制，本地仪表柜/仪表房为现场仪表提供电源，并采集现场仪表电源数据，同时送入司钻房供司钻监控。

现场设备层包括传感器、变送器、控制阀、执行器、变频器、视频监视设备等。

参见图2，本发明的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统的具体连接结构是，司钻房集中控制室内包括1个主操控台和2个副操控台，主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11分别通过各自的通讯线路CL1、CL2、CL3与容错服务器8连接，主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11通过各自的通讯线路CL4、CL5、CL6分别与主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14连接。

工程师站IPC4、队长室IPC5、经理室IPC6、容错数据服务器7、容错服务器8均与环形实时以太网通讯网络NET3、冗余环形实时以太网通讯网络NET4连接，容错数据库服务器1、中央控制室IPC2、云服务器3、工程师站IPC4、队长室IPC5、经理室IPC6均与以太网通讯网络NET1和冗余以太网通讯网络NET2连接。

容错服务器8、主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14均与环形实时以太网通讯网络NET5、冗余环形实时以太网通讯网络NET6连接，容错数据服务器7、主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14、一号冗余PLC子站15、N号冗余PLC子站16、一号PLC子站17、N号PLC子站18均与实时以太网通讯网络NET7、冗余实时以太网通讯网络NET8连接。

一号冗余PLC子站15分别通过一号冗余PLC与一号双绞线转光纤模块22之间的通讯线路CL7、一号冗余PLC与一号冗余双绞线转光纤模块21之间的通讯线路CL8与一号双绞线转光纤模块22、一号冗余双绞线转光纤模块21连接，N号冗余PLC子站16分别通过N号冗余PLC与N号双绞线转光纤模块20之间的通讯线路CL9、N号冗余PLC与N号冗余双绞线转光纤模块19之间的通讯线路CL10与N号双绞线转光纤模块20、N号冗余双绞线转光纤模块19连接，一号双绞线转光纤模块22、一号冗余双绞线转光纤模块21分别与现场数据通讯网络NET9、冗余现场数据通讯网络NET10连接，N号双绞线转光纤模块20、N号冗余双绞线转光纤模块19分别与现场数据通讯网络NET11、冗余现场数据通讯网络NET12连接，一号冗余PLC子站的远程I/O子站一23、一号冗余PLC子站的远程I/O子站N24均与现场数据通讯网络NET9、冗余现场数据通讯网络NET10连接，N号冗余PLC子站的远程I/O子站一25、N号冗余PLC子站的远程I/O子站N26均与现场数据通讯网络NET11、冗余现场数据通讯网络NET12连接，一号PLC子站的远程I/O子站一27、一号PLC子站的远程I/O子站N28均通过现场数据通讯网络NET13与一号PLC子站17通讯，N号PLC子站的远程I/O子站一29、N号PLC子站的远程I/O子站N30均通过现场数据通讯网络NET14与N号PLC子站18通讯。

现场设备层的各远程I/0子站通过现场数据通讯网络NET9-NET14，将信号传送到各自对应的本地控制中的各PLC子站，各PLC子站通过程序设定实现数据同步，各PLC子站通过冗余通讯网络NET7、NET8将信号传送给容错数据服务器7，容错数据服务器7将收集到的信号通过冗余通讯网络NET3、NET4传送给容错服务器8，容错服务器8将收集到的信号通过主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11的人机界面显示，并通过给定程序实现逻辑互锁；主操控台PLC12、第一副操控台PLC13和第二副操控台PLC14负责采集工程师站IPC4、队长室IPC5和经理室IPC6的各个控制指令，并通过冗余通讯网络NET7、NET8将信号传送给各个PLC子站，各个PLC子站把控制指令信号传送给各个远程I/O子站，驱动相应的执行器完成设定的动作，完成一整套集成控制系统的检测和控制；数据存储监控站用于存储和打印现场数据和历史数据，中央控制室、经理室、队长室、工程师站为管理人员的远程监控室，通过双重冗余以太网NET1、NET2实现远程监测和控制。

PLC子站为自成系统的现场设备的控制站，负责控制现场设备，重要设备采用冗余PLC控制子站，一般设备采用普遍的PLC控制子站，PLC子站的个数根据自成系统的现场设备个数确定；远程I/O子站负责采集现场的数字量和模拟量信号，驱动现场设备实现相应动作，重要的I/O信号进行冗余设计，远程I/O子站的个数由传输信号的个数确定，并至少留30％的冗余量。PLC子站和I/O子站的个数根据实际情况而定。

参见图3，本发明的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统从管理层到现场层依次是：①远程监控单元、②司钻房集中控制单元、③本地控制单元、④远程I/O单元。

①远程控制单元形成多模容错冗余监控系统，可以实现管理级的多重监控，增强了系统的可靠性和可用性；中央控制室、经理室、队长室和工程师站分别包括一个操控台、一个IPC和两个显示屏，数据存储监控站包括容错数据库服务器、打印机等，可存储和打印历史数据和现场数据，

容错数据库服务器1、中央控制室IPC2均与以太网交换机31、冗余以太网交换机32连接，云服务器3与核心以太网交换机33连接，工程师站IPC4、队长室IPC5、经理室IPC6均与以太网交换机31、冗余以太网交换机32、实时以太网交换机49、冗余实时以太网交换机34连接，以太网交换机31和冗余以太网交换机32连接，以太网交换机32和核心以太网交换机33连接，

②司钻房集中控制室中主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11具有相同的软硬件配置，主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11形成三模容错冗余监控系统，每个监控台可实现相同的监控功能，可独立完成所有监控功能，且通过程序设定实现在线数据同步；司钻房的一个监控系统出现故障时，可以无扰动地自动切换到另外一个系统；可以在钻井的同时进行接卸单根等辅助钻井工作，提高了钻井效率，增强了系统的可靠性和可用性。

主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11均与容错服务器8连接，主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11分别与主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14连接，容错数据服务器7、容错服务器8均与二号实时以太网交换机48、二号冗余实时以太网交换机35连接，容错服务器8、主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14均与三号实时以太网交换机47、三号冗余实时以太网交换机46连接，容错数据服务器7、主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14均与四号实时以太网交换机45、四号冗余实时以太网交换机36连接，一号实时以太网交换机49和一号冗余实时以太网交换机34连接，二号实时以太网交换机48和二号冗余实时以太网交换机35连接。

操控台PLC采用西门子S7-400H系列PLC，S7-400H的同步子模板通过双重冗余同步光纤连接形成“热备”双重容错冗余并联控制器，一个控制器出现故障时，可以无扰动地自动切换到另外一个控制器，增强了系统的可靠性和可用性。

③本地控制单元包括本地仪表柜/仪表房、数据采集器、现场控制装置，重要设备如大功率电机，配备专门的带冗余PLC的控制柜，本发明的大功率电机控制柜由一号冗余PLC子站15控制。

本地控制的一号冗余PLC子站15分别与五号实时以太网交换机44、五号冗余实时以太网交换机43连接，N号冗余PLC子站N16分别与六号实时以太网交换机42、六号冗余实时以太网交换机41连接，一号PLC子站17分别与七号实时以太网交换机40、七号冗余实时以太网交换机39连接，N号PLC子站18分别与八号实时以太网交换机38、八号冗余实时以太网交换机37连接。

四号实时以太网交换机45和五号实时以太网交换机44连接，四号冗余实时以太网交换机36和五号冗余实时以太网交换机43连接，四号实时以太网交换机45和六号实时以太网交换机42连接，四号冗余实时以太网交换机36和六号冗余实时以太网交换机41连接，四号实时以太网交换机45和七号实时以太网交换机40连接，四号冗余实时以太网交换机36和七号冗余实时以太网交换机39连接，四号实时以太网交换机45和八号实时以太网交换机38连接，四号冗余实时以太网交换机36和八号冗余实时以太网交换机37连接。

④远程I/O单元是指若干个远程I/O子站(远程I/O子站23-远程I/O子站30)，用于采集现场设备信号，并驱动现场设备工作，如开关、阀门、电机启动、变频器等设备；远程I/O子站选用SIEMENS的元件，应用PROFINET IO总线进行现场数据通讯，通讯网络NET9、NET10、NET11、NET12、NET13为PROFINET IO通讯网络。

一号实时以太网交换机49和二号实时以太网交换机48形成环形网络，一号冗余实时以太网交换机34和二号冗余实时以太网交换机35形成冗余环形网络，三号实时以太网交换机47和三号冗余实时以太网交换机46形成环形网络，四号实时以太网交换机45和四号冗余实时以太网交换机36形成环形网络，五号实时以太网交换机44和五号冗余实时以太网交换机43形成环形网络，六号实时以太网交换机42和六号冗余实时以太网交换机41形成环形网络，七号实时以太网交换机40和七号冗余实时以太网交换机39形成环形网络，八号实时以太网交换机38和八号冗余实时以太网交换机37形成环形网络，一个实时以太网交换机故障时，可以无扰动地自动切换到另外一个实时以太网交换机，实时以太网交换机形成的环形网络连接节点故障时，可以自动转成总线型通信，提高了系统的可靠性和可用性。

系统设置单机容错数据库服务器1、单机容错数据服务器7、单机容错服务器8，软硬件结构简单、时钟同步、无需切换、故障发生点少、可靠性可达到99.999％，提高了系统的连续可用性和可靠性。

容错数据库服务器1、容错数据服务器7、容错服务器8个配置双网卡容错冗余；容错数据库服务器1与以太网交换机31、冗余以太网交换机32均通过双冗余实时以太网连接，容错数据服务器7与二号实时以太网交换机48、二号冗余实时以太网交换机35、四号实时以太网交换机45、四号冗余实时以太网交换机36均通过双冗余实时以太网连接，容错服务器8与二号实时以太网交换机48、二号冗余实时以太网交换机35、三号实时以太网交换机47、三号冗余实时以太网交换机46均通过双冗余实时以太网连接，形成双网“热备”冗余，提高了系统的可靠性和可用性。

参见图4，本发明的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统的冗余电源，容错数据库服务器1、中央控制室IPC2、云服务器3、工程师站IPC4、队长室IPC5、经理室IPC6、容错数据服务器7、容错服务器8、主操控台9、第一副操控台10、第二副操控台11、主操控台PLC12、第一副操控台PLC13、第二副操控台PLC14、每一个PLC子站和每一个交换机等重要用电设备均包括一套双重“热备”容错冗余电源，互为备用，一个电源故障时，能够实现自动无扰动切换，实现系统不间断作业。

Claims (4)

1. 一种海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，包括“3网4层”网络结构，其特征在于：司钻房集中控制室内包括1个主操控台和2个副操控台，其中，主操控台（9）、第一副操控台（10）、第二副操控台（11）均与容错服务器（8）连接，主操控台（9）、第一副操控台（10）、第二副操控台（11）分别与主操控台PLC（12）、第一副操控台PLC（13）、第二副操控台PLC（14）连接；

容错数据服务器（7）、容错服务器（8）均与二号实时以太网交换机（48）、二号冗余实时以太网交换机（35）连接，工程师站IPC（4）、队长室IPC（5）、经理室IPC（6）均与以太网交换机（31）、冗余以太网交换机（32）、一号实时以太网交换机（49）、一号冗余实时以太网交换机（34）连接；容错数据库服务器（1）、中央控制室 IPC（2）均与以太网交换机（31）、冗余以太网交换机（32）连接；云服务器（3）与核心以太网交换机（33）连接；

容错服务器（8）、主操控台PLC（12）、第一副操控台PLC（13）、第二副操控台PLC（14）均与三号实时以太网交换机（47）、三号冗余实时以太网交换机（46）连接，容错数据服务器（7）、主操控台PLC（12）、第一副操控台PLC（13）、第二副操控台PLC（14）均与四号实时以太网交换机（45）、四号冗余实时以太网交换机（36）连接；

本地控制的一号冗余PLC子站（15）分别与五号实时以太网交换机（44）、五号冗余实时以太网交换机（43）连接，N号PLC子站（16）分别与六号实时以太网交换机（42）、六号冗余实时以太网交换机（41）连接， 一号PLC子站（17）分别与七号实时以太网交换机（40）、七号冗余实时以太网交换机（39）连接，N号PLC子站（18）分别与八号实时以太网交换机（38）、八号冗余实时以太网交换机（37）连接；

其中，所述的一号实时以太网交换机（49）和二号实时以太网交换机（48） 形成环形网络，一号冗余实时以太网交换机（34）和二号冗余实时以太网交换机（35）形成冗余环形网络，三号实时以太网交换机（47）和三号冗余实时以太网交换机（46）形成环形网络，四号实时以太网交换机（45）和四号冗余实时以太网交换机（36）形成环形网络，五号实时以太网交换机（44）和五号冗余实时以太网交换机（43）形成环形网络，六号实时以太网交换机（42）和六号冗余实时以太网交换机（41）形成环形网络，七号实时以太网交换机（40）和七号冗余实时以太网交换机（39）形成环形网络，八号实时以太网交换机（38）和八号冗余实时以太网交换机（37）形成环形网络；

所述的容错数据库服务器（1）分别与以太网交换机（31）、冗余以太网交换机（32）通过双冗余以太网连接，容错数据服务器（7）分别与二号实时以太网交换机（48）、二号冗余实时以太网交换机（35）、四号实时以太网交换机（45）、四号冗余实时以太网交换机（36）通过双冗余实时以太网连接，容错服务器（8）分别与二号实时以太网交换机（48）、二号冗余实时以太网交换机（35）、三号实时以太网交换机（47）、三号冗余实时以太网交换机（46）通过双冗余实时以太网连接，主操控台 PLC（12）、第一副操控台 PLC（13）、第二副操控台 PLC（14）均与三号实时以太网交换机（47）、三号冗余实时以太网交换机（46）、四号实时以太网交换机（45）、四号冗余实时以太网交换机（36）通过双冗余实时以太网连接。

2. 根据权利要求 1 所述的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，其特征在于：所述 的以太网交换机（31）和冗余以太网交换机（32）连接，冗余以太网交换机（32）和核心以太网交换机（33）连接，一号实时以太网交换机（49）和一号冗余实时以太网交换机（34）连接，二号实时以太网交换机（48）和二号冗余实时以太网交换机（35）连接，四号实时以太网交换机（45）和五号实时以太网交换机（44）连接，四号冗余实时以太网交换机（36）和五号冗余实时以太网交换机（43）连接，四号实时以太网交换机（45）和六号实时以太网交换机（42）连接，四号冗余实时以太网交换机（36）和六号冗余实 时以太网交换机（41）连接，四号实时以太网交换机（45）和七号实时以太网交换机（40）连接，四号冗余实时以太网交换机（36）和七号冗余实时以太网交换机（39）连接，四号实时以太网交换机（45）和八号实时以太网交换机（38）连接，四号冗余实时以太网交换机（36）和八号冗余实时以太网交换机（37）连接。

3. 根据权利要求 1 所述的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，其特征在于：所述的主操控台（9）、第一副操控台（10）、第二副操控台（11） 具有相同的软硬件配置。

4. 根据权利要求 1 所述的海洋石油钻机集成网络冗余监控系统，其特征在于：所述的容错数据库服务器（1）、中央控制室IPC（2）、云服务器（3）、工程师站IPC（4）、队长室IPC（5）、经理室IPC（6）、容错数据服务器（7）、容错服务器（8）、主操控台（9）、第一副操控台（10）、第二副操控台（11）、主操控台PLC（12）、第一副操控台PLC（13）、第二副操控台PLC（14）、每一个PLC子站和每一个交换机均包含一套双重“热备”容错冗余电源。