西气东输培训教材1

西气东输SCADA系统维护教材
1.概述
西气东输管道工程SCADA系统已经运行两年，在这两年的过程中发现和解决了不少的问题，同时根据出现的问题也提出了一些整改建议，并在运行处和各管理处的大力支持下，在中油龙慧自动化公司及Cegelec的共同参与下完成了提出的整改建议。使SCADA系统在原来的基础上得到了优化，提高了SCADA系统的实用性。由于西气东输管线输送距离长、沿线地貌复杂，环境恶劣。尤其西部，昼夜温差变化大，对设备影响很大，SCADA系统经常会由于这些外部的原因而导致部分功能瘫痪，从而影响西气东输的正常运营，所以加强SCADA系统的维护工作显得尤为重要。
PLC选用的是MODICON的QUANTUM（昆腾）系列，它的CPU为486的处理器，2M内存。采用ห้องสมุดไป่ตู้热备冗余模式，站控PLC的配置图参见下图：
在这个配置图中我们需要注意的是：每个机架上面安装了2块支持冗余的电源模块，主备PLC之间的数据通讯速率是10Mbps，从远程处理器（140CRP93200）出来的同轴电缆接的是分离器（MA-0186），而且接的支点，而远程适配器（140CRA93200）出来的同轴电缆接的是分支器（MA-0185），而且接的是干点，这个地方的接线是需要注意的。在最后一个节点的地方需要接终端电阻。
工作站的主要功能是为运行人员提供人性化的界面，运行人员通过工作站就能实现对现场的数据采集和监控，并自动完成归档存储，报表打印等功能，对于运行人员来说，工作站属于应用层，他们不需要对SCADA系统进行深入地了解，只要知道如何应用MMI界面来进行流程切换，数据监视和远程控制就可以了。但是对于我们的维护人员来说，我们需要了解SCADA系统的各个环节，在系统出现问题的时候才能快速查找出问题并解决问题。对于我们的SCADA系统来说，同样包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。请参见我们的站控系统配置图，工作站只负责和通讯服务器RCI之间的通讯，它们之间的通讯协议采用IEC 104的通讯协议。该通讯协议的主要特点是，对于采集的数据采取逢变则报的方式，减少平时的数据传送量，从而降低轮询周期。此外，工作站在一块网卡上集成两个RJ45的接口，该两个接口配置了相同的IP地址，确保在站控系统冗余的网络中，如果其中一个网络中断不会影响系统的正常运行。对于各站的站控设备的网络节点地址的划分定义如下：工作站：5，主PLC：1、3，备PLC：2、4，主路由器：7、8，备路由器：9、10，主RCI：11，备RCI：13，HIMA F30：15，主交换机：50，备交换机：51。
由于西气东输管线输送距离长，全线共分为6个管理处，每个管理处的情况都不一样，在运行维护的过程中，各个管理处遇到的情况和出现的问题也都不一样。为使以后能更快地解决出现的问题，在西气东输经过两年的运营后，特别针对SCADA系统的维护编写下面的内容，主要包括站场和阀室的SCADA系统，下面对这两部分地SCADA系统维护进行介绍。
PLC系统是SCADA系统的控制核心，而后期的维护工作也主要集中在这一部分，包括现场更换设备也需要对这部分设备进行操作。所以，下面我们将对这一部分进行比较详细地介绍。
1
Quantum CPU是位于Quantum本地I/O底板上的一个CPU模板。CPU是一种数字化的电子操作系统，它使用用户保存在可编程储存器中的指令进行操作。这些指令用于实现一些特定的功能，诸如逻辑、过程顺序控制、时序、耦合、算术运算等，通过数字量和模拟量输出对不同类型的设备装置和过程进行控制。
RCI（远程通讯接口）选用的是DELL AS-PE650（西段为AS-PE750），作为站控SCADA系统的通讯服务器，它承接着与PLC控制系统和第三方设备之间的通讯，其中第三方设备包括：流量计算机、色谱分析仪、低压配电盘电力参数采集、UPS、发电机、空压机等。他们之间的通讯采用MODBUS RTU协议，连接方式RS232或RS485，同PLC之间的连接方式为以太网。RCI同样是一块网卡上集成两个RJ45的接口，该两个接口配置了相同的IP地址。
操作员工作站选用的是DELL Precision 450，操作系统为英文Windows2000专业版。计算机上安装有：德国Cegelec的MMI软件Viewstar2000，法国Modicon的Concept2.6软件，德国HIMA的ELOP II Factory软件，办公软件Office 2000等软件。该操作员工作站不允许安装除系统和工程所使用到的软件以外的软件，同时不允许运行人员在该工作站上面进行其他工作，例如在该工作站上作表格。DELL为该工作站提供三年的免费保修服务，如果在运行的过程中出现计算机损坏，可以联系DELL的免费服务电话要求厂家上门服务，当然西段的无人区和一些比较偏的地方，厂家不会上门服务。这里需要提醒维护人员及各管理处自动化系统负责人员，要按照维护周期对工程进行备份，否则一旦计算机出现硬盘损坏，可能导致工程恢复前后存在不一致的情况。如果计算机经维修后恢复正常，但是MMI软件Viewstar2000却不能连续运行，请将情况写清楚并联系我们，由我们联系Cegelec公司对软件重新获取新的Licence，因为原来的Licence包括了一些硬件信息，如果更换某些硬件会影响软件的正常使用，通常更换主板并不影响该软件，但是更换硬盘可能就需要重新获取新的Licence。
第一章：站场和阀室SCADA系统介绍
1. 典型站控SCADA系统介绍
如图所示，典型站控系统由操作员工作站、RCI、PLC、ESD控制系统、交换机、路由器、打印机等设备组成站控局域网。
PLC选用法国MODICON QUANTUM系列可编程控制器，用于检测工艺过程的压力、温度、可燃气体浓度等信息，并对可控设备进行监视和控制。ESD控制系统选用德国HIMA F30系列可编程控制器，用于连锁保护和紧急停车。RCI用于收集PLC、ESD和第三方智能设备（流量计算机、色谱分析仪、电力设备等）的数据，并将数据上传操作员工作站和调度中心。操作员工作站用于对整个工艺站场运行情况的监视和控制，并对采集数据进行归档处理。配置打印机打印报警、生产报表和曲线等。