淺析輸油站SCADA系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)常見故障判斷及處理辦法。

關(guān)鍵詞：SACADA系統(tǒng)；巡檢；報警及事件查詢；故障處理

一、SCADA系統(tǒng)介紹

（一）SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。珠三角成品油管道輸油站采用ABB公司SCADAVision系統(tǒng)，通過SCADAVision控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)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(lián)鎖保護以及進出站壓力等其它模擬量和數(shù)據(jù)量的監(jiān)控。SCADA系統(tǒng)具有高可靠性，當系統(tǒng)中某一部分發(fā)生故障時，不會影響整個系統(tǒng)的基本操作運行。

（二）系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

(三)系統(tǒng)主要控制功能

1) 站流程畫面控制

2）模擬量顯示

3）數(shù)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(tǒng)相關(guān)軟、硬件介紹

（一）軟件介紹

1、服務(wù)器相當于整個系統(tǒng)的存儲器，工作站、流量計算機等各類附屬設(shè)備都從服務(wù)器中采集各類數(shù)據(jù)。因此，工作站要正常工作，必須確保服務(wù)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?yōu)榫G色小球,Windows Service顯示為“RUNNING”。

2、軟件OPCServerforAC800M4.0.0表示服務(wù)器與控制器連接狀態(tài)，顯示黃色小笑臉則為正常狀態(tài),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(wù)器連接狀態(tài),一般情況下要保持運行狀態(tài)。

4、數(shù)據(jù)庫軟件SCADAVisionExplorer操作畫面顯示的數(shù)據(jù)是通過SCADAVisionExplorer軟件讀取的,另外也可以進入訪問需要的數(shù)據(jù),查詢各類設(shè)定值和運行狀態(tài)等。

5、控制器軟件PLCControlBuilderAC800M采集的是現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，用于控制現(xiàn)場設(shè)備，數(shù)據(jù)庫軟件SCADAVisionExplorer軟件是通過PLCControlBuilderAC800M讀取的。

（二）硬件介紹

輸油站SCADA系統(tǒng)硬件配置：1臺服務(wù)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(yīng)的I/O卡件及聯(lián)鎖冗余卡件，RS232C/485串行通訊卡；庫區(qū)配置ABBRTU560單元完成庫區(qū)信號的采集和控制。

三、輸油站日常巡檢及系統(tǒng)維護管理

（一） 環(huán)境技術(shù)標準

1. 系統(tǒng)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(huán)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(tǒng)所有在用設(shè)備(服務(wù)器、操作站、交換機、路由器等)清潔，檢查設(shè)備的狀態(tài)燈指示是否正常和運轉(zhuǎn)是否正常。

交換機：每臺為24口，要求檢查所插的口對應(yīng)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(zhuǎn)是否正常，如發(fā)現(xiàn)風扇轉(zhuǎn)動異常（響聲大）或損壞，應(yīng)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(nèi)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(nèi)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(jīng)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(nèi)部電池一般可使用2年，外部電池使用5年,內(nèi)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(tài)，一般顯示綠色，表示運行正常。

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

6. ADAMx ，RS232轉(zhuǎn)485通訊轉(zhuǎn)換器，中間有一個狀態(tài)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(jiān)視畫面里是否有系統(tǒng)報警的產(chǎn)生，是什么報警，并及時并處理。

9. 調(diào)出PLC/RTU畫面，檢查通信狀態(tài)是否正常，參數(shù)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(wù)器的歷史數(shù)據(jù)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(yīng)及時備份。

12. 及時處理系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，并對故障現(xiàn)象、原因、處理方法及結(jié)果做好記錄，在系統(tǒng)技術(shù)檔案里填寫清楚。

13. 定期對服務(wù)器和操作站系統(tǒng)進行優(yōu)化。包括硬盤碎片整理，硬盤診測，服務(wù)器性能監(jiān)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(shè)備故障、運行事故的重要依據(jù)。我們可以通過分析報警和事件內(nèi)容，判斷發(fā)生事故的時間和違章操作，同時也記載了日常的生產(chǎn)操作等內(nèi)容，對照信息查找相應(yīng)設(shè)備，檢查運行狀態(tài)；報警和事件數(shù)據(jù)庫內(nèi)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(jù)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(shè)置事件發(fā)生的日期和時間→確認，即可查到；還可以在事件屬性為“設(shè)備”空白處輸入要查找的設(shè)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(tǒng)死機等情況。

五、湛深段輸油站SACA系統(tǒng)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(tài)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(tǒng)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(tǒng)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(wǎng)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(shù)據(jù)自動刷新。

6、SCADA工作站個別數(shù)據(jù)不刷新故障

出現(xiàn)這種情況，首先排除現(xiàn)場設(shè)備故障，若現(xiàn)場設(shè)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(shè)備對于的卡件，根據(jù)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(shù)據(jù)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(wù)器或控制器。

b.啟、停SCADA系統(tǒng)必須嚴格按照工作程序。

c.遇到特殊情況，需報給自控專業(yè)人員后再進行處理。

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