淺析輸油站SCADA系統管理及常見故障判斷

熊亮

摘要：介紹中國石化珠三角成品油管道輸油站SCADA系統的普通軟硬件等，以及日常的巡檢和維護，另外還介紹了輸油站SCADA系統常見故障判斷及處理辦法。

關鍵詞：SACADA系統；巡檢；報警及事件查詢；故障處理

一、SCADA系統介紹

（一）SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統，即數據采集與監視控制系統。珠三角成品油管道輸油站采用ABB公司SCADAVision系統，通過SCADAVision控制系統實現生產所要求的啟輸停輸控制、站啟站停控制、批輸下載、泵切換、水擊聯鎖保護以及進出站壓力等其它模擬量和數據量的監控。SCADA系統具有高可靠性，當系統中某一部分發生故障時，不會影響整個系統的基本操作運行。

（二）系統硬件結構圖

(三)系統主要控制功能

1) 站流程畫面控制

2）模擬量顯示

3）數字控制

4）圖形顯示

5）趨勢圖

6）控制點報警和聲音

7）PID 控制

二、SCADA系統相關軟、硬件介紹

（一）軟件介紹

1、服務器相當于整個系統的存儲器，工作站、流量計算機等各類附屬設備都從服務器中采集各類數據。因此，工作站要正常工作，必須確保服務器和工作站連接正常,可以通過打開桌面SCADAVisionServiceManager4.2.0軟件來查看，點擊StartService，使之變為綠色小球,Windows Service顯示為“RUNNING”。

2、軟件OPCServerforAC800M4.0.0表示服務器與控制器連接狀態，顯示黃色小笑臉則為正常狀態,旁邊的IP地址則是控制器的IP地址,如下圖：

3、軟件svUpdateData表示站場流量計算機與服務器連接狀態,一般情況下要保持運行狀態。

4、數據庫軟件SCADAVisionExplorer操作畫面顯示的數據是通過SCADAVisionExplorer軟件讀取的,另外也可以進入訪問需要的數據,查詢各類設定值和運行狀態等。

5、控制器軟件PLCControlBuilderAC800M采集的是現場設備數據，用于控制現場設備，數據庫軟件SCADAVisionExplorer軟件是通過PLCControlBuilderAC800M讀取的。

（二）硬件介紹

輸油站SCADA系統硬件配置：1臺服務器兼工程師站，1臺操作員工作站，1套AC800M冗余控制器單元、冗余電源單元、冗余通訊單元，相應的I/O卡件及聯鎖冗余卡件，RS232C/485串行通訊卡；庫區配置ABBRTU560單元完成庫區信號的采集和控制。

三、輸油站日常巡檢及系統維護管理

（一） 環境技術標準

1. 系統供電要求：電壓：220，240+10%，240-15%VAC頻率：50Hz或 60+3%，60-6%Hz。

2. 接地要求：主參考地接地電阻：＜4Ω；安全接地電阻：＜4Ω；主參考接地要求單點接地，接地線直徑要求大于5.3mm。

3. 環境條件：操作溫度：10~28℃，最好是23℃，相對濕度：40%~70%，最好是45%。

（二）、巡檢方法

1. 維持SCADA系統所有在用設備(服務器、操作站、交換機、路由器等)清潔，檢查設備的狀態燈指示是否正常和運轉是否正常。

交換機：每臺為24口，要求檢查所插的口對應右邊的指示燈顯示是否正常，正常顯示為綠色或橙色。

2. 檢查機柜供電是否正常；冷卻風扇運轉是否正常，如發現風扇轉動異常（響聲大）或損壞，應采取措施，停下風扇進行潤滑處理或者更換。

3. 檢查CI853通訊單元。在AC800M的旁邊，有F燈，R燈，TX1燈，RX1燈，TX2燈，RX2燈。主要檢查以下兩項內容：

（1）F燈表示是否有故障，正常一般不亮，如果亮紅色表示有故障。

（2）R燈表示運行，一般顯示綠色，表示運行正常。

（3）TX1燈、RX1燈、TX2燈、RX2燈表示通訊燈，橙色閃爍。

4. 檢查控制器AC800M。每站有兩個，一般在機柜的上方。每一個上面有F燈，R燈，P燈，B燈，PRIM燈，DUAL燈，底下有RX,TX燈。主要檢查以下兩項內容：

（1）F燈表示是否有故障，正常情況下一般不亮，如果亮紅色表示有故障。

（2）PRIM燈顯示橙色常亮，表示該控制器為主控制器，不亮表示該控制器為從控制器。

（3）DUAL燈如果顯示橙色閃爍，表示主從控制器正在同步；橙色常亮，表示主從控制器已經同步。正常情況兩個控制器都亮。

（4）B(battery)燈如果顯示閃爍，表示需要更換電池。（內部電池一般可使用2年，外部電池使用5年,內部電池和外部電池不能同時使用）。

（5）R燈表示運行，一般顯示綠色，表示運行正常。

（6）P燈表示供電狀態，一般顯示綠色，表示運行正常。

5. POWERx ，220VAC轉24VDC電源 ，上方有一個狀態OK燈,正常時顯示綠色。

6. ADAMx ，RS232轉485通訊轉換器，中間有一個狀態燈，正常時顯示綠色。

7. I/O通訊單元（TB840*X），一般有S燈，P燈，RX1燈,RX2燈,ERX1燈，ERX2燈。

（1）一般S燈和P燈顯示為綠色，表示信號燈和電源燈正常。

（2）RX1燈，RX2燈顯示橙色閃爍，表示接收信號正常。

8. 檢查監視畫面里是否有系統報警的產生，是什么報警，并及時并處理。

9. 調出PLC/RTU畫面，檢查通信狀態是否正常，參數采集是否正常。

10. 檢查AI/AO/DI/DO輸入輸出模塊一般有F燈，R燈，W燈。

（1）F燈表示是否有故障，正常一般不亮，如果亮紅色表示有故障。

（2）R燈表示運行，一般顯示綠色，表示運行正常。

（3）W燈表示是否有報警，正常一般不亮，如果亮紅色表示有報警。

11. 定期對服務器的歷史數據進行歸檔以及對程序和畫面等的備份工作，或直接在windows界面上通過拷貝或移出備份（半年一次），如畫面、程序的變更、修改，應及時備份。

12. 及時處理系統出現的故障，并對故障現象、原因、處理方法及結果做好記錄，在系統技術檔案里填寫清楚。

13. 定期對服務器和操作站系統進行優化。包括硬盤碎片整理，硬盤診測，服務器性能監測分析等。

四、工作站報警及事件查詢

（一）報警、事件信息是查找設備故障、運行事故的重要依據。我們可以通過分析報警和事件內容，判斷發生事故的時間和違章操作，同時也記載了日常的生產操作等內容，對照信息查找相應設備，檢查運行狀態；報警和事件數據庫內容記錄時間長，能夠很清楚的列舉近期日常的各項操作。

（二）報警級別分為三級：一級報警為最高級別的報警，紅色閃爍和聲音提示，二級報警為紅色閃爍的報警，三級報警為最低級別報警，黃色閃爍。

（三）報警、事件信息查看方法：

1、報警查看方法：登陸工作站SCADA畫面左下角→列表→報警→根據查看的時間和信息即可找到。如下圖:

2、事件查看方法：登陸工作站SCADA畫面左下角→列表→事件→在事件屬性為“對象”，設置事件發生的日期和時間→確認，即可查到；還可以在事件屬性為“設備”空白處輸入要查找的設備位號查找，也可以在事件屬性為“無”空白處直接模糊查找，如下圖：

（四）查看事件信息時，選擇的時間間隔不要太長，否則將因為搜索時間長導致系統死機等情況。

五、湛深段輸油站SACA系統常見故障處理

1、CI853/4通訊單元故障處理。

（1）帶上防靜電手圈或者用雙手觸摸機柜門消除靜電以免損壞模塊電路板元器件。

（2）移去連接電纜。

（3）更換通信模塊。

2、控制器AC800M的故障處理。

（1）帶上防靜電手圈或者用雙手觸摸機柜門消除靜電以免損壞模塊電路板元器件。

（2）移去CPU連接槽上的電源供給線。

（3）移去RCU連接電纜。

（4）移去CBUS連接電纜。

（5）去除螺絲，取下CPU。

（6）重新安裝CPU，緊固螺絲。

（7）安裝CBUS和RCU通訊電纜。

（8）重新組態進行IP地址定義。

3、電池模塊的故障處理。

如果電池模塊的指示燈為紅色，需要進行更換處理。

4、操作畫面死機的處理（注銷和登錄操作）

（1）拉出鍵盤，用左手按住鍵盤上的Ctrl和Alt鍵，用右手點擊一次Del鍵。

（2）在彈出的畫面上用鼠標或鍵盤上的Tab鍵選擇Log off按鈕，點擊或回車一次。

（3）在彈出的畫面上選擇Yes，進行點擊或回車確認。

（4）重新用左手按住鍵盤上的Ctrl和Alt鍵，用右手點擊一次Del鍵。

（5）在系統用戶名中輸入administrator,在密碼欄中輸入Scadavision，然后回車。

（6）雙擊圖標為球的運行程序，在第一欄用戶名中輸入stnXXop1,在密碼欄中輸入8888，然后回車確認。

5、SCADA系統交換機故障

一般輸油站SCADA交換機有2臺，實行不了真正意義上的互為冗余功能，只是單純意義上的2臺互為備用，當一臺故障報警無法工作時，只需要將報警的交換機上的網線接頭移到另外一臺交換機上，不需要重啟，等待約一分鐘，工作站數據自動刷新。

6、SCADA工作站個別數據不刷新故障

出現這種情況，首先排除現場設備故障，若現場設備完好時，一般處理辦法：巡檢SCADA機柜I/O卡件是否報警，找出該設備對于的卡件，根據線標拆開保險絲盒，更換新的保險絲后再觀察。一般情況下，工作站畫面普通窗口個別數據不刷新，主要是I/O卡件下的保險絲熔斷。

7、注意事項：

a.嚴禁擅自啟、停服務器或控制器。

b.啟、停SCADA系統必須嚴格按照工作程序。

c.遇到特殊情況，需報給自控專業人員后再進行處理。

以上是珠三角輸油站SCADA系統的簡單介紹，主要講解輸油站的SCADA系統日常維護管理和巡檢，另外也列舉了輸油站SCADA系統常見故障的判斷和處理辦法。