CN208596305U - 控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种控制系统。其中，本实用新型提供的一种控制系统，包括：上位显示终端、冗余数据服务器集群以及控制子系统集群，上位显示终端通过第一冗余工业以太网与冗余数据服务器集群连接，冗余数据服务器集群与控制子系统集群连接。本实用新型提供的控制系统，通过将上位显示终端与冗余数据服务器集群进行连接，而冗余数据服务器集群则与控制子系统集群连接，进而实现了控制子系统集群中的各个控制子系统的数据信息共享，并且通过一套的上位显示终端对多套控制子系统进行集中监控管理，有效地避免了由于人员机构的重复性设置而导致的资源浪费。

Description

控制系统

技术领域

本实用新型涉及油气生产技术领域，尤其涉及一种控制系统。

背景技术

工控系统在气田生产自动化生产过程中的重要作用越来越明显，而工控系统之间的数据的共享以及系统的集成也随着工控系统的推广也显得越来越重要。

图1是现有技术中提供的油区控制室系统的结构示意图，图2是现有技术中提供的气区控制室系统的结构示意图，图3是现有技术中提供的处理装置控制室系统的结构示意图。如图1-图3所示，某油田按油区、气区及处理装置共设3个控制室，随着当下数字信息化融合技术以及物联网生产技术的飞速发展，结合油田自身油气生产管理控制需求，现有的3个控制室是相互独立运行，每个站的数据都是分散在各自的操作员站上，没有统一的历史数据服务器进行数据集中带来的问题日益凸显。

可见，每个站的数据都是分散在各自的操作员站上，没有统一的历史数据服务器进行数据集中，无法实现数据信息共享，此外，多套控制系统分散独立不便于集中监控管理，且人员机构重复性设置，造成不必要的资源浪费，不利于形成高效可靠的数字化管控机制。

实用新型内容

本实用新型提供了一种控制系统，以实现数据信息共享，便于集中监控管理。

本实用新型提供一种控制系统，其特征在于，包括：上位显示终端、冗余数据服务器集群以及控制子系统集群；

所述上位显示终端通过第一冗余工业以太网与所述冗余数据服务器集群连接；

所述冗余数据服务器集群与所述控制子系统集群连接。

在一种可能的设计中，所述冗余数据服务器集群包括：第一冗余数据服务器、第二冗余数据服务器以及第三冗余数据服务器；

所述控制子系统集群包括：第一控制子系统、第二控制子系统以及第三控制子系统；

所述第一冗余数据服务器与所述第一控制子系统中的第二冗余工业以太网连接；

所述第二冗余数据服务器与所述第二控制子系统中的第三冗余工业以太网连接；

所述第三冗余数据服务器与所述第三控制子系统中的第四冗余工业以太网连接。

在一种可能的设计中，所述第一冗余数据服务器通过第一光纤与所述第一控制子系统中的第二冗余工业以太网连接；

所述第二冗余数据服务器通过第二光纤与所述第二控制子系统中的第三冗余工业以太网连接；

所述第三冗余数据服务器通过第三光纤与所述第三控制子系统中的第四冗余工业以太网连接。

在一种可能的设计中，所述上位显示终端包括：第一操作员兼工程师站、第二操作员兼工程师站、第三操作员兼工程师站、第一操作员站、第二操作员站以及第三操作员站；

所述第一操作员兼工程师站、所述第二操作员兼工程师站、所述第三操作员兼工程师站、所述第一操作员站、所述第二操作员站以及所述第三操作员站分别与所述第一冗余工业以太网连接。

在一种可能的设计中，所述第一控制子系统包括：第四操作员兼工程师站、第一过程控制系统、第一紧急停车系统、第一火灾信号检测系统、第一气体控制系统以及火灾报警控制器；

其中，所述第四操作员兼工程师站、所述第一过程控制系统、所述第一紧急停车系统、所述第一火灾信号检测系统分别与所述第二冗余工业以太网相连接；

所述第一气体控制系统分别与所述第一紧急停车系统以及所述第一火灾信号检测系统连接；

所述火灾报警控制器与所述第一火灾信号检测系统连接。

在一种可能的设计中，所述第二控制子系统包括：第五操作员兼工程师站、第二过程控制系统、第三过程控制系统、第二紧急停车系统、第二气体控制系统以及可燃气体报警控制柜；

所述第五操作员兼工程师站、所述第二过程控制系统、所述第三过程控制系统以及所述第二紧急停车系统分别与所述第二冗余工业以太网连接；

所述第二气体控制系统以及所述可燃气体报警控制柜分别与所述第二紧急停车系统连接。

在一种可能的设计中，所述第三控制子系统包括：第六操作员兼工程师站、第四过程控制系统、第三紧急停车系统、第二火灾信号检测系统以及第三气体控制系统；

所述第六操作员兼工程师站、所述第四过程控制系统、所述第三紧急停车系统以及所述第二火灾信号检测系统分别与所述第三冗余工业以太网连接；

所述第三气体控制系统与所述第三紧急停车系统连接。

在一种可能的设计中，还包括：紧急停车系统硬手操盘；

所述紧急停车系统硬手操盘通过第一控制硬线分别与所述第一紧急停车系统、所述第二紧急停车系统以及所述第三紧急停车系统连接。

在一种可能的设计中，还包括：火灾信号检测系统硬手操盘；

所述火灾信号检测系统硬手操盘通过第二控制硬线分别与所述第一火灾信号检测系统以及所述第二火灾信号检测系统连接。

在一种可能的设计中，所述控制系统还包括：报警打印机、生产报表打印机以及磁盘阵列；

所述报警打印机、所述生产报表打印机以及所述磁盘阵列分别与所述第一冗余工业以太网连接。

本实用新型提供一种控制系统，通过将上位显示终端与冗余数据服务器集群进行连接，而冗余数据服务器集群则与控制子系统集群连接，进而实现了控制子系统集群中的各个控制子系统的数据信息共享，并且通过一套的上位显示终端对多套控制子系统进行集中监控管理，有效地避免了由于人员机构的重复性设置而导致的资源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中提供的油区控制室系统的结构示意图；

图2是现有技术中提供的气区控制室系统的结构示意图；

图3是现有技术中提供的处理装置控制室系统的结构示意图；

图4是本实用新型根据一示例性实施例示出的一种控制系统的结构示意图；

图5是图4所示实施例中的第一套控制子系统的结构示意图；

图6是图4所示实施例中的第二套控制子系统的结构示意图；

图7是图4所示实施例中的第三套控制子系统的结构示意图。

附图标记：

1：上位显示终端；

101：第一操作员兼工程师站；

102：第二操作员兼工程师站；

103：第三操作员兼工程师站；

104：第一操作员站；

105：第二操作员站；

106：第三操作员站；

11：第一冗余工业以太网；

2：冗余数据服务器集群；

201：第一冗余数据服务器；

202：第二冗余数据服务器；

203：第三冗余数据服务器；

3：控制子系统集群；

31：第一控制子系统；

311：第二冗余工业以太网；

312：第四操作员兼工程师站；

313：第一过程控制系统；

314：第一紧急停车系统；

315：第一火灾信号检测系统；

316：第一气体控制系统；

317：火灾报警控制器；

32：第二控制子系统；

321：第三冗余工业以太网；

322：第五操作员兼工程师站；

323：第二过程控制系统；

324：第三过程控制系统；

325：第二紧急停车系统；

326：第二气体控制系统；

327：可燃气体报警控制柜；

33：第三控制子系统；

331：第四冗余工业以太网；

332：第六操作员兼工程师站；

333：第四过程控制系统；

334：第三紧急停车系统；

335：第二火灾信号检测系统；

336：第三气体控制系统；

4：紧急停车系统硬手操盘；

5：火灾信号检测系统硬手操盘；

6：磁盘阵列；

7：报警打印机；

8：生产报表打印机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型所要保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图4是本实用新型根据一示例性实施例示出的一种控制系统的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的控制系统，包括：上位显示终端1、冗余数据服务器集群2以及控制子系统集群3。

具体地，上位显示终端1通过第一冗余工业以太网11与冗余数据服务器集群2连接。

冗余数据服务器集群2则与控制子系统集群3连接。值得说明地，冗余数据服务器集群2可以包括一台或者多台冗余数据服务器，而控制子系统集群3中的每个控制子系统均与一台冗余数据服务器进行连接，在一种可能的设计中，冗余数据服务器集群2中的冗余数据服务器数量与控制子系统集群 3中的控制子系统的数量相等，并且冗余数据服务器集群2中的每天冗余数据服务器与控制子系统集群3中的一个控制子系统连接。

在本实施例中，通过将上位显示终端与冗余数据服务器集群进行连接，而冗余数据服务器集群则与控制子系统集群连接，进而实现了控制子系统集群中的各个控制子系统的数据信息共享，并且通过一套的上位显示终端对多套控制子系统进行集中监控管理，有效地避免了由于人员机构的重复性设置而导致的资源浪费。

继续参照图4，在一种可能的设计中，冗余数据服务器集群2包括：第一冗余数据服务器201、第二冗余数据服务器202以及第三冗余数据服务器 203。

而控制子系统集群3包括：第一控制子系统31、第二控制子系统32以及第三控制子系统33。

并且，第一冗余数据服务器201与第一控制子系统31中的第二冗余工业以太网311连接，第二冗余数据服务器202与第二控制子系统32中的第三冗余工业以太网321连接，第三冗余数据服务器203与第三控制子系统33中的第四冗余工业以太网331连接。

为了提高服务器与子系统之间的数据传输速度和数据传输的可靠性，可以将第一冗余数据服务器201设置为通过第一光纤与第一控制子系统31中的第二冗余工业以太网311连接，第二冗余数据服务器202通过第二光纤与第二控制子系统32中的第三冗余工业以太网321连接，而第三冗余数据服务器 203通过第三光纤与第三控制子系统33中的第四冗余工业以太网331进行连接。

请继续参照图4，对于上述的上位显示终端1，具体可以包括：第一操作员兼工程师站101、第二操作员兼工程师站102、第三操作员兼工程师站103、第一操作员站104、第二操作员站105以及第三操作员站106。

具体地，第一操作员兼工程师站101、第二操作员兼工程师站102、第三操作员兼工程师站103、第一操作员站104、第二操作员站105以及第三操作员站106分别与第一冗余工业以太网11连接。

图5是图4所示实施例中的第一套控制子系统的结构示意图。如图5 所示，在一种可能的设计中，第一控制子系统31包括：第四操作员兼工程师站312、第一过程控制系统313、第一紧急停车系统314、第一火灾信号检测系统315、第一气体控制系统316以及火灾报警控制器317。

具体地，第四操作员兼工程师站312、第一过程控制系统313、第一紧急停车系统314、第一火灾信号检测系统315分别与第二冗余工业以太网311 连接。

此外，第一气体控制系统316分别与第一紧急停车系统314以及第一火灾信号检测系统315连接。

而火灾报警控制器317则与第一控制子系统31中的第一火灾信号检测系统315连接。

图6是图4所示实施例中的第二套控制子系统的结构示意图。如图6 所示，在一种可能的设计中，第二控制子系统32包括：第五操作员兼工程师站322、第二过程控制系统323、第三过程控制系统324、第二紧急停车系统 325、第二气体控制系统326以及可燃气体报警控制柜327。

具体地，第五操作员兼工程师站322、第二过程控制系统323、第三过程控制系统324以及第二紧急停车系统325分别与第二冗余工业以太网321相连接。

而第二气体控制系统326以及可燃气体报警控制柜327则分别与第二紧急停车系统325相连接。

图7是图4所示实施例中的第三套控制子系统的结构示意图。如图7 所示，在一种可能的设计中，第三控制子系统33包括：第六操作员兼工程师站332、第四过程控制系统333、第三紧急停车系统334、第二火灾信号检测系统335以及第三气体控制系统336。

具体地，第六操作员兼工程师站332、第四过程控制系统333、第三紧急停车系统334以及第二火灾信号检测系统335分别与第三冗余工业以太网331 相连接。

而第三控制子系统33中的第三气体控制系统336则与第三紧急停车系统 334相连接。

请继续参照图4，在一种可能的设计中，本实施提供的控制系统还包括：紧急停车系统硬手操盘4。

具体地，紧急停车系统硬手操盘4通过第一控制硬线分别与第一紧急停车系统314、第二紧急停车系统325以及第三紧急停车系统334相连接，以使得通过紧急停车系统硬手操盘4对第一紧急停车系统314、第二紧急停车系统325以及第三紧急停车系统334进行控制

在一种可能的设计中，本实施提供的控制系统还包括：火灾信号检测系统硬手操盘5。

具体地，火灾信号检测系统硬手操盘5通过第二控制硬线分别与第一火灾信号检测系统315以及第二火灾信号检测系统335相连接，以使通过操作火灾信号检测系统硬手操盘5来控制第一火灾信号检测系统315以及第二火灾信号检测系统335。

此外，在一种可能的设计中，本实施例提供的控制系统还包括：报警打印机7、生产报表打印机8以及磁盘阵列6。

具体地，报警打印机7、生产报表打印机8以及磁盘阵列6分别与第一冗余工业以太网11连接。

参照图1-图4，利用本实施例提供的控制系统对现有技术中的油区控制室系统、气区控制室系统以及处理装置控制室系统进行整合，从而建立统一的计算机综合管理操作平台。可以将现有3座控制室人机操作界面功能迁移至新建区域，即上位显示终端1，具体可以包括：第一操作员兼工程师站101、第二操作员兼工程师站102、第三操作员兼工程师站103、第一操作员站104、第二操作员站105以及第三操作员站106迁移至新建区域内。控制系统整合原则上对各下位控制系统主体保持不变(机柜不动)，包括系统硬件及软件部分均不作修改,只为满足数据整合基本框架要求而增补数据服务器及部分必要网络通信设施。系统整合后,可以将原各控制室更名为机柜室。

此外，可以将紧急停车系统硬手操盘4以及火灾信号检测系统硬手操盘 5迁移新建区域；控制系统整合，建立以计算机控制技术为基础的集中操作管理平台。控制系统整合后,原控制室由有人操作变为无人值守的机柜间。在新建区域内分别设置第一冗余数据服务器201、第二冗余数据服务器202以及第三冗余数据服务器203对第一控制子系统31、第二控制子系统32以及第三控制子系统33数据进行存储、整合及读写，并且冗余数据服务器均兼作工程师站，具备过程控制((OLE for Process Control，简称OPC)数据发布能力；原3座控制室控制系统保持不变，其可通过工业网络反读主控楼内相应数据服务器。二控制系统与服务器之间采用TCP/IP网络协议进行数据交换与链接。然后拆除原3座控制室内操作员站,保留各系统工程师站用于组态编程及就近维护。并且改造或更新原3座控制室内工业以太网交换机，使其具备光通信能力。在新建主控楼内设置冗余数据服务器，并且同设磁盘阵列 6。新建6套操作员站分别显示操作原3座控制室控制系统，而操作员站组态软件、操作画面及风格与各站原系统统一对应。配套工业以太网组网设备及外围打印设备如光电工业交换机、打印机等。建立冗余光纤通信链路，采用计算机网络技术将集中管理系统与原3站控制系统统一到一个工业以太网下，采用TC P/IP协议实现数据共享及传递，从而实现数据信息共享，优化人员配置，使得系统本质安全得到提升。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系均可以为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种控制系统，其特征在于，包括：上位显示终端、冗余数据服务器集群以及控制子系统集群；

所述上位显示终端通过第一冗余工业以太网与所述冗余数据服务器集群连接；

所述冗余数据服务器集群与所述控制子系统集群连接。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述冗余数据服务器集群包括：第一冗余数据服务器、第二冗余数据服务器以及第三冗余数据服务器；

所述控制子系统集群包括：第一控制子系统、第二控制子系统以及第三控制子系统；

所述第一冗余数据服务器与所述第一控制子系统中的第二冗余工业以太网连接；

所述第二冗余数据服务器与所述第二控制子系统中的第三冗余工业以太网连接；

所述第三冗余数据服务器与所述第三控制子系统中的第四冗余工业以太网连接。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述第一冗余数据服务器通过第一光纤与所述第一控制子系统中的第二冗余工业以太网连接；

所述第二冗余数据服务器通过第二光纤与所述第二控制子系统中的第三冗余工业以太网连接；

所述第三冗余数据服务器通过第三光纤与所述第三控制子系统中的第四冗余工业以太网连接。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述上位显示终端包括：第一操作员兼工程师站、第二操作员兼工程师站、第三操作员兼工程师站、第一操作员站、第二操作员站以及第三操作员站；

所述第一操作员兼工程师站、所述第二操作员兼工程师站、所述第三操作员兼工程师站、所述第一操作员站、所述第二操作员站以及所述第三操作员站分别与所述第一冗余工业以太网连接。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制子系统包括：第四操作员兼工程师站、第一过程控制系统、第一紧急停车系统、第一火灾信号检测系统、第一气体控制系统以及火灾报警控制器；

所述第四操作员兼工程师站、所述第一过程控制系统、所述第一紧急停车系统、所述第一火灾信号检测系统分别与所述第二冗余工业以太网连接；

所述第一气体控制系统分别与所述第一紧急停车系统以及所述第一火灾信号检测系统连接；

所述火灾报警控制器与所述第一火灾信号检测系统连接。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制子系统包括：第五操作员兼工程师站、第二过程控制系统、第三过程控制系统、第二紧急停车系统、第二气体控制系统以及可燃气体报警控制柜；

所述第五操作员兼工程师站、所述第二过程控制系统、所述第三过程控制系统以及所述第二紧急停车系统分别与所述第二冗余工业以太网连接；

所述第二气体控制系统以及所述可燃气体报警控制柜分别与所述第二紧急停车系统连接。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述第三控制子系统包括：第六操作员兼工程师站、第四过程控制系统、第三紧急停车系统、第二火灾信号检测系统以及第三气体控制系统；

所述第六操作员兼工程师站、所述第四过程控制系统、所述第三紧急停车系统以及第二火灾信号检测系统分别与所述第三冗余工业以太网连接；

所述第三气体控制系统与所述第三紧急停车系统连接。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，还包括：紧急停车系统硬手操盘；

所述紧急停车系统硬手操盘通过第一控制硬线分别与所述第一紧急停车系统、所述第二紧急停车系统以及所述第三紧急停车系统连接。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，还包括：火灾信号检测系统硬手操盘；

所述火灾信号检测系统硬手操盘通过第二控制硬线分别与所述第一火灾信号检测系统以及所述第二火灾信号检测系统连接。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的控制系统，其特征在于，还包括：报警打印机、生产报表打印机以及磁盘阵列；

所述报警打印机、所述生产报表打印机以及所述磁盘阵列分别与所述第一冗余工业以太网连接。