[发明专利]基于IPC与PLC的钻机集成双环网络耦合控制系统

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种基于IPC与PLC的钻机集成双环网络耦合控制系统。

背景技术

随着科学技术日新月异的变化，钻井装备控制系统更加追求自动化、智能化、网络化，把人从繁琐、辛劳的劳动中解放出来，用控制机器完成相关作业，减少人员配置，特别是在一些危险的场合，能够在远程操作控制设备，使得操作者远离危险区，真正做到“以人为本”。

另外，钻井装备要求不间断作业，停机将造成重大经济损失，这就对控制系统的稳定性、可靠性就提出了更高的要求，要求系统具备冗余备份等功能，其中个别设备、线路出现故障，整个系统仍能够正常工作。

最后，钻井装备需要同时采集和输出控制大量的信号，对系统响应的实时性提出了挑战，不仅要求系统具备足够的通讯带宽，还要求系统具备快速响应功能，目前所用的一些通讯控制网络已经不能满足系统要求，急需相应的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于IPC与PLC的钻机集成双环网络耦合控制系统，解决了现有技术中的自动化程度不高、稳定性和可靠性有限、容错能力差、实时性不能满足系统要求的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于IPC与PLC的钻机集成双环网络耦合控制系统，包括主操作台，主操作台与客户端连接，主操作台与主操作台PLC站连接；

所述的客户端与CCTV控制器、服务器一均与上层数据监控通讯网络NET2连接；上层数据监控通讯网络NET2与远程监控通讯网络NET1连接，远程监控通讯网络NET1上连接有远程监控站一；

服务器一、主操作台PLC站分别与集成控制环形通讯网络NET3连接，服务器一、主操作台PLC站分别与集成控制冗余环形通讯网络NET4连接，集成控制环形通讯网络NET3与集成控制冗余环形通讯网络NET4对应连接；

集成控制环形通讯网络NET3分别与PLC站一、智能防碰控制站、冗余PLC控制站对应连接；另外，集成控制冗余环形通讯网络NET4分别与PLC站一、智能防碰控制站、冗余PLC控制站对应连接。

本发明的基于IPC与PLC的钻机集成双环网络耦合控制系统，其特征还在于：

CCTV控制器分别与各个工业用摄像头CAMERA1、CAMERA2……CAMERA4连接。

集成控制环形通讯网络NET3与集成控制冗余环形通讯网络NET4之间通过交换机Standby2、Standby1、Standby4、Standby3对应连接。

还设置有副操作台，副操作台和主操作台结构一致，副操作台与客户端同时连接，副操作台与副操作台PLC站连接。

还设置有服务器二，所述的服务器二与服务器一结构一致，连接方式相同。

还设置有远程监控站二，远程监控站二与远程监控站一结构一致，连接方式相同。

还设置有PLC站二及PLC站N，PLC站二及PLC站N与PLC站一结构一致，连接方式相同。

PLC站一通过现场数据通讯网络NET5与远程IO站一、设备MCC柜同时连接；PLC站二通过现场数据通讯网络NET6与远程IO站二连接；冗余PLC控制站同时通过现场数据通讯网络NET7和NET8与远程IO站三连接；PLC站N通过现场数据通讯网络NET9与远程IO站N连接。

本发明的有益效果是：采用IPC和PLC控制器构建ETHERNET网络实现控制系统自动化、智能化、网络化，实现远程监测和控制；设计了基于ETHERNET的双环冗余通讯网络保障通讯服务的稳定、可靠，满足不间断作业要求；应用带宽为100M bit/s的ETHERNET网满足大中型控制系统的大量数据流的传输；通过选用标准组件实现对信号传输时间有严格要求的实时性场合；实现高性能的快速响应的控制系统，应用于石油钻井设备等大中型控制系统，既能够实现对被控对象的本地控制，也能够实现远程集中操作、维护。具体表现在以下几个方面：

首先，实现了集成自动化控制系统。把现场各个分散的待控设备集中管理，实现对分散设备的监测和控制，实现了现场无人化的操作，精简结构，减少人员配置，提高生产效率；而且系统配备了远程监控模式，能够实现管理级的监控。

其次，系统构建了基于ETHERNET的双环冗余通讯网络，确保系统通讯的可靠性和稳定性，系统局部故障，不会造成系统停机，由于采用了双环网络冗余，把设备因通讯或个别设备故障造成停机的几率降到最低，很好的避免了因设备停机所造成的重大经济损失。