浅水测试场的监控结构.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103905799 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103905799 A (21)申请号 201410165532.0 (22)申请日 2014.04.23 H04N 7/18(2006.01) H04L 29/08(2006.01) G05B 19/418(2006.01) (71)申请人 中国海洋石油总公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街 25 号 申请人 海洋石油工程股份有限公司 哈尔滨工程大学 (72)发明人 苏锋 张汝彬 史佑 王立权 倪浩 陈斌 陈东良 国云飞 谢超 (74)专利代理机构 天津三元专利商标代理有限 责任公。

2、司 12203 代理人 高凤荣 (54) 发明名称 浅水测试场的监控结构 (57) 摘要 一种浅水测试场的监控结构， 包括 ： 远程监 控系统、 备份系统、 数据采集及控制与水下照明系 统、 综合显控系统 ； 其中， 综合显控系统中的浮台 系统与摄像照明系统通过网络与远程监控系统中 的第一工控机连接 ； 摄像照明系统直接与远程监 控系统中的视频服务器连接 ； 第一工控机通过网 络与视频服务器相连， 将得到的视频信号进行组 态处理 ； 同时， 由第二工控机控制电视墙 , 对来 自各个子系统的组态和视频的组态画面进行分屏 或者选择性全屏显示。本发明不仅能够将信息处 理与信息显示进行分离， 由各个子。

3、系统独立组态 ； 而且， 任意子系统设备的修改或增加只需要对各 自组态链接和界面进行修改即可 ； 有效地解决了 现有控制装置中控系统的不足的问题， 提高了工 作效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103905799 A CN 103905799 A 1/1 页 2 1. 一种浅水测试场的监控结构， 包括 ： 远程监控系统、 备份系统、 数据采集及控制与水 下照明系统、 综合显控系统， 其中， 数据采集及控制水下照明系统又包含了。

4、数个子系统 ： 而 每个子系统都包含了过程控制级、 过程管理级， 首先， 子系统中的过程控制级将采集到信号 和数据发送到过程管理级进行处理， 并进行组态 ； 然后， 数据采集及控制与水下照明系统及 综合显示控制系统与备份系统中的网络交换机连接 ； 而网络交换机分别与主、 从服务器相 连， 将数据进行备份处理 ； 主、 从服务器与 Web 服务器相连， Web 服务器通过网络与远程客 户端进行交互 ； 其特征在于 ： 上述综合显控系统包括 ： 浮台系统、 摄像照明系统 ； 浮台系统 与摄像照明系统通过网络与远程监控系统中的第一工控机连接 ； 摄像照明系统直接与远程 监控系统中的视频服务器连接， 。

5、并将视频信号进行存盘 ； 远程监控系统中的第一工控机通 过网络与视频服务器相连， 将得到的视频信号进行组态处理 ； 同时， 由第二工控机控制电视 墙 , 对来自各个子系统的组态和视频的组态画面进行分屏或者选择性全屏显示。 2. 根据权利要求 1 所述的浅水测试场的监控结构， 其特征在于 ： 所述数据采集及控制 水下照明系统的数个子系统为 ： 水下设施防腐性能测试系统、 水下电控测试系统、 生产工艺 模拟系统、 水下液压控制系统。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的浅水测试场的监控结构， 其特征在于 ： 所述数据采集及 控制与水下照明系统及综合显示控制系统是通过 OPC 协议网络与备份系统中。

6、的网络交换 机连接。 4. 根据权利要求 1 所述的浅水测试场的监控结构， 其特征在于 ： 所述备份系统中的主、 从服务器是通过 TCP/IP 协议与 Web 服务器相连， Web 服务器是通过 internet 网络与远程 客户端进行交互。 5. 根据权利要求 1 所述的浅水测试场的监控结构， 其特征在于 ： 所述浮台系统与摄像 照明系统是通过串口通讯与 OPC 网络连接， 进而与远程监控系统中的第一工控机连接。 6. 根据权利要求 1 所述的浅水测试场的监控结构， 其特征在于 ： 所述远程监控系统中 的第一工控机先与 TCP/IP 网络相连， 并通过 TCP/IP 网络与视频服务器相连。 。

7、权 利 要 求 书 CN 103905799 A 2 1/3 页 3 浅水测试场的监控结构 技术领域 0001 本发明涉及监控装置， 尤其涉及一种浅水测试场的监控装置。属于海洋石油工程 领域。 背景技术 0002 目前， 分散型控制系统 (DCS) 以其先进、 可靠、 灵活、 操控简便以及合理的价格而 得到广大工业用户的青睐， 广泛应用于冶金、 电力、 化工、 石油和造纸等工业领域。 0003 分散型控制系统 (DCS) 是以微处理机为基础， 以微机分散控制， 操作和管理集中 为特性， 集先进的计算机技术、 通讯技术、 CRT 技术和控制技术于一体的控制系统。主要包 含了现场控制级、 过程控制。

8、级、 过程管理级、 经营管理级四个方面。 0004 如图 1 所示， 目前， 浅水测试场监控系统一般采用集散式控制方式， 其主要包括 ： 远程监控系统 1、 备份系统 2、 数据采集及控制与水下照明系统 3、 综合显控系统 4， 其中， 数 据采集及控制水下照明系统3包含 ： 水下设施防腐性能测试系统31、 水下电控测试系统32、 生产工艺模拟系统 33、 水下液压控制系统 34， 每个子系统都包含了过程控制级、 过程管理 级， 首先， 子系统中的过程控制级 (PLC 等 ) 将采集到信号和数据发送到过程管理级进行处 理， 并进行第一次组态， 然后， 数据采集及控制与水下照明系统 3 及综合显。

9、示控制系统 4 通 过 OPC 协议网络与备份系统 2 中的网络交换机 23 连接 ； 而网络交换机 23 分别与主、 从服务 器 (21、 22) 相连， 将第一次组态后的数据进行备份处理 ； 主、 从服务器 (21、 22) 通过 TCP/IP 协议与 Web 服务器 12 相连， Web 服务器 12 通过 internet 网络与远程客户端 11 进行交互 ； 0005 上述综合显控系统 4 包括 ： 视频矩阵 41、 视频分配器 42、 浮台系统 43、 摄像照明系 统 44， 其中， 浮台系统 43 与摄像照明系统 44 通过串口通讯与 OPC 网络连接， 进而与远程监 控系统 1。

10、 中的工控机 14 连接， 由工控机 14 对其进行控制 ； 摄像照明系统 44 视频分配器 42 相连， 视频分配器 42 与视频服务器 17 相连， 将视频信号进行处理并存盘 ； 摄像照明系统 44 视频分配器 42 相连， 视频分配器 42 与视频矩阵 41 相连， 视频矩阵 41 与远程监控系统 1 中 的电视墙 15 相连 ； 0006 远程监控系统 1 中的工控机 14 与 TCP/IP 网络相连， 并通过 TCP/IP 网络与综合显 控系统 4 中的视频分配器 42 和备份系统 2 相连， 从而将来自备份系统 2 的数据和来自综合 显控系统 4 的视频信号进行第二次组态。 000。

11、7 由于现有的集散式控制装置是将各子系统所采集的信号， 由各个子系统进行数据 处理并组态后， 再汇总到总控制中心， 由控制台将图像和被监控数据， 再次组态后呈现在监 控画面上， 其组态过程有两次。如果子系统需要修改或者增加设备则中心服务器的组态和 程序都需要进行相应的修改， 这样一来， 不仅导致中控系统的不足， 且其维护成本比较高。 发明内容 0008 本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点， 而提供一种改进的浅水测 试场的监控结构， 其不仅能够将信息处理与信息显示进行分离， 由各个子系统独立组态， 并 说 明 书 CN 103905799 A 3 2/3 页 4 与大屏幕电视进行连接。

12、， 监控人员只需要切换屏幕显示即可游览和操作任意子系统 ； 而且， 任意子系统设备的修改或增加只需要对各自组态链接和界面进行修改即可， 不影响整体监 控系统的运行 ； 有效地解决了现有控制装置中控系统的不足的问题， 降低了维护成本， 提高 了工作效率。 0009 本发明的目的是由以下技术方案实现的 ： 0010 一种浅水测试场的监控结构， 包括 ： 远程监控系统、 备份系统、 数据采集及控制与 水下照明系统、 综合显控系统， 其中， 数据采集及控制水下照明系统又包含了数个子系统 ： 而每个子系统都包含了过程控制级、 过程管理级， 首先， 子系统中的过程控制级将采集到信 号和数据发送到过程管理级。

13、进行处理， 并进行组态 ； 然后， 数据采集及控制与水下照明系统 及综合显示控制系统与备份系统中的网络交换机连接 ； 而网络交换机分别与主、 从服务器 相连， 将数据进行备份处理 ； 主、 从服务器与 Web 服务器相连， Web 服务器通过网络与远程客 户端进行交互 ； 其特征在于 ： 上述综合显控系统包括 ： 浮台系统、 摄像照明系统 ； 浮台系统 与摄像照明系统通过网络与远程监控系统中的第一工控机连接 ； 摄像照明系统直接与远程 监控系统中的视频服务器连接， 并将视频信号进行存盘 ； 远程监控系统中的第一工控机通 过网络与视频服务器相连， 将得到的视频信号进行组态处理 ； 同时， 由第二。

14、工控机控制电视 墙 , 对来自各个子系统的组态和视频的组态画面进行分屏或者选择性全屏显示。 0011 所述数据采集及控制水下照明系统的数个子系统为 ： 水下设施防腐性能测试系 统、 水下电控测试系统、 生产工艺模拟系统、 水下液压控制系统。 0012 所述数据采集及控制与水下照明系统及综合显示控制系统是通过 OPC 协议网络 与备份系统中的网络交换机连接。 0013 所述备份系统中的主、 从服务器是通过 TCP/IP 协议与 Web 服务器相连， Web 服务 器是通过 internet 网络与远程客户端进行交互。 0014 所述浮台系统与摄像照明系统是通过串口通讯与 OPC 网络连接， 进而。

15、与远程监控 系统中的第一工控机连接。 0015 所述远程监控系统中的第一工控机先与 TCP/IP 网络相连， 并通过 TCP/IP 网络与 视频服务器相连。 0016 本发明的有益效果是 ： 0017 1. 减少组态编写工作， 对于任意子系统设备的修改或增加， 只需要对各自组态链 接和界面进行修改即可， 避免了对中心服务器程序的再次修改， 在减少工作量的同时， 提高 了工作效率。 0018 2. 由于将信息处理与信息显示进行分离， 且将总监控视频切换控制与对子系统的 控制进行了分离， 因此， 避免了两级控制 ； 不仅提高了监控系统操作的可靠性， 而且， 更便于 对水下设施进行测试及监控 ； 0。

16、019 3. 减少了总监控工控机的信息处理， 使得采集信号、 图像信息与控制指令能够直 接与显示设备和子系统工控机相连 ； 不仅缩短了信息传递路径， 增加了系统的稳定性， 而 且， 也减小了系统发生故障的概率 ； 0020 4. 便于系统维护和升级， 如有新系统加入， 只需并列分配即可， 其所成现的组态图 形， 可以直接呈现在监控室大屏幕上， 省去了二次组态重新排版的繁琐。 说 明 书 CN 103905799 A 4 3/3 页 5 附图说明 0021 图 1 为现有技术现场监控方框示意图。 0022 图 2 为本发明现场监控方框示意图。 0023 图中主要标号说明 ： 0024 1. 远程。

17、监控系统、 11. 远程客户端、 12.Web 服务器、 14. 工控机、 15. 电视墙、 16. 数 据服务器、 17. 视频服务器、 18. 工控机、 2. 备份系统、 21. 主服务器、 22. 从服务器、 23. 网络 交换机、 3. 数据采集及控制与水下照明系统、 31. 水下设施防腐性能测试系统、 32. 水下电 控测试系统、 33. 生产工艺模拟系统、 34. 水下液压控制系统、 4. 综合显控系统、 41. 视频矩 阵、 42. 分配器、 43. 浮台系统、 44. 摄像照明系统。 具体实施方式 0025 如图 2 所示 ： 本发明包括 ： 远程监控系统 1、 备份系统 2、。

18、 数据采集及控制与水下 照明系统 3、 综合显控系统 4， 其中， 数据采集及控制水下照明系统 3 又包含了数个子系统， 即 ： 水下设施防腐性能测试系统 31、 水下电控测试系统 32、 生产工艺模拟系统 33、 水下液压 控制系统 34， 每个子系统都包含了过程控制级、 过程管理级， 首先， 子系统中的过程控制级 (PLC 等 ) 将采集到信号和数据发送到过程管理级进行处理， 并进行组态， 然后， 数据采集及 控制与水下照明系统 3 及综合显示控制系统 4 通过 OPC 协议网络与备份系统 2 中的网络交 换机 23 连接 ； 而备份系统 2 中的网络交换机 23 分别与主、 从服务器 (。

19、21、 22) 相连， 将数据 进行备份处理 ； 备份系统 2 中的主、 从服务器 (21、 22) 通过 TCP/IP 协议与 Web 服务器 12 相 连， Web 服务器 12 通过 internet 网络与远程客户端 11 进行交互 ； 0026 上述综合显控系统4包括 ： 浮台系统43、 摄像照明系统44， 其中， 浮台系统43与摄 像照明系统 44 通过串口通讯先与 OPC 网络连接， 进而与远程监控系统 1 中的工控机 14 连 接， 由工控机14对其进行控制 ； 摄像照明系统44直接与远程监控系统1中的视频服务器17 连接， 并将视频信号进行存盘 ； 远程监控系统 1 中的工控。

20、机 14 与 TCP/IP 网络相连， 并通过 TCP/IP 网络与视频服务器 17 相连， 将得到的视频信号进行组态处理。 0027 同时， 由工控机 18 控制电视墙 15, 对来自各个子系统的组态和视频的组态画面 进行分屏或者可选择的全屏显示， 从而， 实现了整个系统的整体监控， 避免了系统的二次组 态。 0028 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于 本发明技术方案的范围内。 说 明 书 CN 103905799 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103905799 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103905799 A 7 。