[实用新型]一种安全可靠的中控系统网络

说明书

技术领域

本实用新型属于海上油田技术领域，涉及一种中控系统网络。

背景技术

中央控制系统(简称为中控系统)是海上油气田开发工程中的关键环节之一，它是海上油气田各种开发设施的大脑和安全卫士，中控系统一方面连续检测和控制海上油气田各种生产、公用设备的正常运行，另一方面又对各种意外事故进行实时监测，一旦出现意外问题，第一时间进行报警并经过系统逻辑自动地处理控制，以便将不安全的因素控制在最小的范围内，从而保障海上油气田的生产安全，确保人员、设施的安全。

中控系统分为过程控制系统(PCS)、紧急关断系统(ESD)和火气探测系统(F&G)。常规PCS、ESD和F&G系统之间采用1套控制网络进行数据交换和信号处理，并通过此控制网络将信号传输至上位机报警和监控。具体结构如图1所示：采用常规的单层网络结构，3套控制系统(PCS/ESD/F&G)以及上位机、打印机之间通过1层控制网络进行数据交换，无在线扩展能力，网络传输的信息量过大，容易造成信息传输拥堵、传输时滞、传输故障、系统过载等现象。尤其是紧急关断系统(ESD)和火气探测系统(F&G)，作为油气田生产的安全控制中心，若网络出现信号传输滞后或阻塞，会造成联锁逻辑滞后甚至停产等事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种安全可靠的中控系统网络。本实用新型的技术方案如下：

一种安全可靠的中控系统网络，所应用的中控系统为海上油气田中控系统，包括上位机、打印机，过程控制系统(PCS)、紧急关断系统(ESD)和火气探测系统(F&G)，控制网络交换机，采用冗余配置的控制网络，过程控制系统(PCS)和上位机分别通过控制网线与控制网络交换机相连，其特征在于，

在所述的中控系统网络增设以太网络和安全网络，以太网络包括以太网络交换机和以太网线；安全网络采用冗余配置，包括安全网络交换机、安全网线和2套安全网关；

紧急关断系统(ESD)和火气探测系统(F&G)分别通过冗余的通讯模块与安全网络交换机连接；

安全网络交换机与控制网络交换机之间通过2套安全网关进行冗余通讯，将不同的IP网段连接在一起，以防止信息传输混乱。

其中，上位机和打印机最好分别通过以太网线与以太网络交换机连接。

本实用新型通过设置3层相对独立的网络结构，专网专用，可防止单点故障，可实现在线扩展和在线升级，并具有传输量大，传输速度快，信息传输通畅等特点。若其中1层网络出现故障，并不影响其它网络层的正常信息传输，安全稳定性有大幅提高，可避免系统瘫痪、系统失电、平台停产等安全隐患，且采用3层网络结构成本低，具有较高的经济效益和社会效益。

附图说明

图1改进前的单层控制网络。

图2本实用新型的三层中控系统网络。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型通过设置3套中控系统网络，1套冗余的控制网络用于中控各系统(PCS/ESD/F&G)与上位机、打印机之间的数据传输；1套冗余的安全网络用于ESD和F&G之间的数据传输；1套TCP/IP网络用于上位机与打印机之间的数据传输；安全网络与控制网络之间采用网关连接用于传输ESD和F&G的数据。技术特点如下：

1.在中控柜内增加1套冗余的安全网络交换机。

2.增加1套以太网络交换机。

3.ESD和F&G系统分别通过冗余的通讯模块与安全网络交换机连接。

4.上位机和打印机分别通过以太网线与以太网络交换机连接。

5.增加2套网关(安全网和控制网各增加1套)。

6.安全网络交换机与控制网络交换机之间通过2套网关进行冗余通讯，将不同的IP网段连接在一起，防止信息传输混乱。

7.安全网络采用热冗余配置。

8.网络的各个部件相对独立，相互通讯的各个系统节点之间保持相对独立的冗余通讯连接。

9.通讯网络基于国际标准化组织(ISO)所定义的开放系统互联(OSI)标准，采用TCP/IP协议，符合IEEE规范。

10.系统配置采用常规的中控系统网络，满足控制系统要求。

本实用新型通过增加1套安全网络和1套TCP/IP网络，与常规的控制网络构成相对独立的3层网络结构，可提高中控系统网络稳定可靠性能，系统兼容性好，故障率低。随着海上油气田开发技术的不断提升，对中控系统安全可靠性的要求也越来越高，采用独立的安全网络，可避免由于控制网络过载而引起整个系统瘫痪甚至平台产生事故。因此采用此网络结构，可确保中控系统稳定可靠，从而可实现项目稳定高效开发。