一种海洋平台计算机控制方法及系统

1.本发明涉及海洋平台监测控制技术领域，具体为一种海洋平台计算机控制方法及系统。


背景技术：

2.海洋平台为海上构筑物，其可作为海上钻井、采油、观测等活动提供支撑平台。由于其特殊的工作环境，海洋平台结构在运行中，会受到海水腐蚀、全天候作业、海浪、潮汐、海流、流冰和地震作用、泥沙冲刷、海洋生物侵袭等影响，它的抗力衰减非常明显，而海洋平台结构的失效破坏不仅造成直接的重大经济损失和人员伤亡，还将可能造成严重的环境污染和社会影响。因此，提高海洋平台及设备的可靠性，确保海洋作业安全的问题日益突出，海洋平台结构检测、监测以及可靠性的评价已成为刻不容缓的重要课题。
3.随着计算机技术的高速发展，计算机控制系统被越来越广泛的运用在了海洋平台领域，并发挥了越来越重要的作用。
4.目前，海洋平台的控制系统主要采用基于dcs控制器硬件模块来运行的dcs的方案。该控制系统由多个分散布置的计算机控制器组成，每个计算机控制器对部分被控对象实施控制，所有的计算机控制器相互通信协同实现对所有被控对象的控制。但是，现有的计算机控制系统存在计算机资源利用率低，可靠性不高，运维保障困难等缺点。
5.并且，由于海洋平台长期孤网运行，且计算机控制器所处工作环境较为恶劣，单个计算机控制器出现故障的现象时有发生，需要经常检查维修，降低了计算机控制系统的可靠性，增加了其运维保障的难度。
6.因此，本领域技术人员提供了一种海洋平台计算机控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

7.(一)解决的技术问题
8.针对现有技术的不足，本发明提供了一种海洋平台计算机控制方法及系统，能够充分利用海洋平台已有的服务器资源，省去了系统原有的dcs控制器硬件模块，资源利用率高，同时，该系统实现的计算机控制系统可靠性高，只有在控制器备份全部失效的情况下，才需要进行维护，大大减少了维护的次数，降低了维护的难度，解决了由于海洋平台长期孤网运行，且计算机控制器所处工作环境较为恶劣，单个计算机控制器出现故障的现象时有发生，需要经常检查维修，降低了计算机控制系统的可靠性，增加了其运维保障的难度的问题。
9.(二)技术方案
10.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
11.一种海洋平台计算机控制方法，其包括控制服务器模块、数据库服务器模块和计算服务器模块，所述控制服务器模块包括主机控制服务器和两个从机控制服务器，所述主
机控制服务器和两个从机控制服务器由三块功能相同、架构不同的控制模块构成，且三块控制模块间相对独立，在同一时刻，有、且仅有一块控制模块为主机工作模式，另外两块控制模块为从机工作模式，所述计算服务器模块包括主计算服务器和多个从计算服务器，该控制方法包括以下步骤：
12.s1.利用三块功能相同、架构不同、且相对独立的控制模块构建海洋平台的计算机控制器；
13.s2.在同一时刻，将一块控制模块设为主机工作模式，另外两块控制模块为从机工作模式；
14.s3.当控制模块进入主机工作模式时，工作状态设置为唤醒状态；当控制模块进入从机工作模式时，工作状态设置为休眠状态；
15.s4.当控制模块在主机工作模式下发生故障时，将其中一块为从机工作模式的控制模块切换为主机工作模式，继续维持海洋平台控制系统的运行；
16.s5.使用主计算服务器和多个从计算服务器分别设置i个主虚拟计算机和从虚拟计算机，并且关联第j个主虚拟计算机和从虚拟计算机，所述i与j均为自然数；
17.s6.使用数据库服务器模块实时保存控制服务器模块和计算服务器模块的运行状态；
18.s7.使用控制服务器模块监控所述主虚拟计算机；
19.s8.若任一所述主虚拟计算机故障，激活对应的从虚拟计算机，并根据存储服务器组保存的运行状态，配置从虚拟计算机，并继续处理海洋平台控制任务。
20.优选的，所述主机控制服务器和两个从机控制服务器由一个带有三个档位的外部旋钮进行工作模式的切换；
21.1)当外部旋钮开关指向第一档时，第一触点s1闭合，第二触点s2、第三触点s3断开，第一控制模块为主机工作模式，第二控制模块和第三控制模块为从机工作模式；
22.2)当外部旋钮开关指向第二档时，第二触点s2闭合，第一触点s1、第三触点s3断开，第二控制模块为主机工作模式，第一控制模块和第三控制模块为从机工作模式；
23.3)当外部旋钮开关指向第三档时，第三触点s3闭合，第一触点s1、第二触点s2断开，第三控制模块为主机工作模式，第一控制模块和第二控制模块为从机工作模式。
24.优选的，所述步骤s2中的主、从控制模块的主控制流程具体包括以下步骤：
25.步骤一：进行系统初始化；
26.步骤二：创建唤醒定时器t1和控制从机定时器t2；
27.步骤三：使能gpio_a、gpio_d、gpio_e中断；
28.步骤四：判断gpio_a输入电平是否为高电平，如果是，执行步骤五；否则，执行步骤六；
29.步骤五：将自身设置为主机工作模式，启动控制从机定时器t2，同时将其第二管脚gpio_b、第三管脚gpio_c输出电平翻转，并执行步骤七；
30.步骤六：将自身设置为从机工作模式，关闭控制从机的定时器t2，启动唤醒定时器t1，关闭外围设备，切换到低速时钟，使cpu进入休眠状态，并执行步骤七；
31.步骤七：判断工作模式是否为主机模式，如果是，执行步骤八；否则，执行步骤七；
32.步骤八：最后执行控制器的功能。
33.优选的，所述步骤s5中的主虚拟计算机和备虚拟计算机均包括：创建反馈进程，所述反馈进程用于阻塞式接收控制服务器组的查询命令，向控制服务器组发送查询命令的应答。
34.优选的，所述步骤s7中的控制服务器模块监控所述主虚拟计算机包括：
35.1)确认监控的主虚拟计算机；
36.2)配置定时器；
37.3)向主虚拟计算机的反馈进程发送查询命令，启动定时器；
38.4)阻塞式接收所述反馈进程的应答，若在设定时间内收到应答，则复位定时器，若定时器超过设定时间，则判定主虚拟计算机故障。
39.优选的，所述步骤s8中的具体操作过程包括：
40.1)所述主虚拟计算机故障后，注销所述主虚拟计算机；
41.2)获取并激活所述主虚拟计算机对应的从虚拟计算机；
42.3)根据存储服务器组保存的运行状态，配置从虚拟计算机，继续处理海洋平台控制任务；
43.4)若从虚拟计算机故障，则发出故障报警信息。
44.优选的，一种海洋平台计算机控制系统，包括控制服务器模块、数据库服务器模块和计算服务器模块，所述控制服务器模块包括主机控制服务器和两个从机控制服务器，所述主机控制服务器和两个从机控制服务器由三块功能相同、架构不同的控制模块构成，且三块控制模块间相对独立，在同一时刻，有、且仅有一块控制模块为主机工作模式，另外两块控制模块为从机工作模式，每块所述控制模块设有唤醒状态和休眠状态，当所述控制模块为主机工作模式时，工作状态设置为唤醒状态，当所述控制模块为从机工作模式时，工作状态设置为休眠状态，当控制模块在主机工作模式下发生故障时，将其中一块为从机工作模式的控制模块切换为主机工作模式，继续维持海洋平台控制系统的运行，所述计算服务器模块包括主计算服务器和多个从计算服务器。
45.优选的，所述从计算服务器设置为多个，且分别关联各从计算机服务器的第j个从虚拟计算机；
46.若主虚拟计算机故障后，获取并激活对应的从虚拟计算机；
47.若该从虚拟计算机故障后，获取并激活该从虚拟计算机对应的下一个从虚拟计算机，直至所有从虚拟计算机故障均故障后，发出故障报警信号。
48.(三)有益效果
49.本发明提供了一种海洋平台计算机控制方法及系统。具备以下有益效果：
50.1、本发明提供了一种海洋平台计算机控制方法及系统，该系统采用控制器多重备份的方式，提高了计算机控制系统的可靠性，并且其实现的计算机控制系统以三类服务器保证计算机控制，运维保障更简单，充分利用海洋平台已有的服务器资源，省去了系统原有的dcs控制器硬件模块，资源利用率高，同时，该系统实现的计算机控制系统可靠性高，只有在控制器备份全部失效的情况下，才需要进行维护，大大减少了维护的次数，降低了维护的难度。
51.2、本发明提供了一种海洋平台计算机控制方法及系统，该系统采用了系统多重备份的方式，提高了计算机控制系统的可靠性、以两类服务器保证计算机控制，运维保障简
单、充分利用海洋平台已有的服务器资源，省去了系统原有的dcs控制器硬件模块，资源利用率更高。
附图说明
52.图1为本发明的海洋平台计算机控制方法的流程图；
53.图2为本发明的海洋平台计算机控制系统结构示意图。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
55.实施例：
56.如图1-2所示，本发明实施例提供一种海洋平台计算机控制方法，其包括控制服务器模块、数据库服务器模块和计算服务器模块，控制服务器模块包括主机控制服务器和两个从机控制服务器，主机控制服务器和两个从机控制服务器由三块功能相同、架构不同的控制模块构成，且三块控制模块间相对独立，在同一时刻，有、且仅有一块控制模块为主机工作模式，另外两块控制模块为从机工作模式，计算服务器模块包括主计算服务器和多个从计算服务器，该控制方法包括以下步骤：
57.s1.利用三块功能相同、架构不同、且相对独立的控制模块构建海洋平台的计算机控制器；
58.s2.在同一时刻，将一块控制模块设为主机工作模式，另外两块控制模块为从机工作模式；
59.s3.当控制模块进入主机工作模式时，工作状态设置为唤醒状态；当控制模块进入从机工作模式时，工作状态设置为休眠状态；
60.s4.当控制模块在主机工作模式下发生故障时，将其中一块为从机工作模式的控制模块切换为主机工作模式，继续维持海洋平台控制系统的运行；
61.s5.使用主计算服务器和多个从计算服务器分别设置i个主虚拟计算机和从虚拟计算机，并且关联第j个主虚拟计算机和从虚拟计算机，i与j均为自然数；
62.s6.使用数据库服务器模块实时保存控制服务器模块和计算服务器模块的运行状态；
63.s7.使用控制服务器模块监控主虚拟计算机；
64.s8.若任一主虚拟计算机故障，激活对应的从虚拟计算机，并根据存储服务器组保存的运行状态，配置从虚拟计算机，并继续处理海洋平台控制任务。
65.主机控制服务器和两个从机控制服务器由一个带有三个档位的外部旋钮进行工作模式的切换；
66.1)当外部旋钮开关指向第一档时，第一触点s1闭合，第二触点s2、第三触点s3断开，第一控制模块为主机工作模式，第二控制模块和第三控制模块为从机工作模式；
67.2)当外部旋钮开关指向第二档时，第二触点s2闭合，第一触点s1、第三触点s3断
开，第二控制模块为主机工作模式，第一控制模块和第三控制模块为从机工作模式；
68.3)当外部旋钮开关指向第三档时，第三触点s3闭合，第一触点s1、第二触点s2断开，第三控制模块为主机工作模式，第一控制模块和第二控制模块为从机工作模式。
69.步骤s2中的主、从控制模块的主控制流程具体包括以下步骤：
70.步骤一：进行系统初始化；
71.步骤二：创建唤醒定时器t1和控制从机定时器t2；
72.步骤三：使能gpio_a、gpio_d、gpio_e中断；
73.步骤四：判断gpio_a输入电平是否为高电平，如果是，执行步骤五；否则，执行步骤六；
74.步骤五：将自身设置为主机工作模式，启动控制从机定时器t2，同时将其第二管脚gpio_b、第三管脚gpio_c输出电平翻转，并执行步骤七；
75.步骤六：将自身设置为从机工作模式，关闭控制从机的定时器t2，启动唤醒定时器t1，关闭外围设备，切换到低速时钟，使cpu进入休眠状态，并执行步骤七；
76.步骤七：判断工作模式是否为主机模式，如果是，执行步骤八；否则，执行步骤七；
77.步骤八：最后执行控制器的功能。
78.步骤s5中的主虚拟计算机和备虚拟计算机均包括：创建反馈进程，反馈进程用于阻塞式接收控制服务器组的查询命令，向控制服务器组发送查询命令的应答。
79.优选的，步骤s7中的控制服务器模块监控主虚拟计算机包括：
80.1)确认监控的主虚拟计算机；
81.2)配置定时器；
82.3)向主虚拟计算机的反馈进程发送查询命令，启动定时器；
83.4)阻塞式接收反馈进程的应答，若在设定时间内收到应答，则复位定时器，若定时器超过设定时间，则判定主虚拟计算机故障。
84.步骤s8中的具体操作过程包括：
85.1)主虚拟计算机故障后，注销主虚拟计算机；
86.2)获取并激活主虚拟计算机对应的从虚拟计算机；
87.3)根据存储服务器组保存的运行状态，配置从虚拟计算机，继续处理海洋平台控制任务；
88.4)若从虚拟计算机故障，则发出故障报警信息。
89.该海洋平台计算机控制系统，包括控制服务器模块、数据库服务器模块和计算服务器模块，控制服务器模块包括主机控制服务器和两个从机控制服务器，主机控制服务器和两个从机控制服务器由三块功能相同、架构不同的控制模块构成，且三块控制模块间相对独立，在同一时刻，有、且仅有一块控制模块为主机工作模式，另外两块控制模块为从机工作模式，每块控制模块设有唤醒状态和休眠状态，当控制模块为主机工作模式时，工作状态设置为唤醒状态，当控制模块为从机工作模式时，工作状态设置为休眠状态，当控制模块在主机工作模式下发生故障时，将其中一块为从机工作模式的控制模块切换为主机工作模式，继续维持海洋平台控制系统的运行，计算服务器模块包括主计算服务器和多个从计算服务器。
90.从计算服务器设置为多个，且分别关联各从计算机服务器的第j个从虚拟计算机；
91.若主虚拟计算机故障后，获取并激活对应的从虚拟计算机；
92.若该从虚拟计算机故障后，获取并激活该从虚拟计算机对应的下一个从虚拟计算机，直至所有从虚拟计算机故障均故障后，发出故障报警信号。
93.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。