淺析輸油站SCADA系統(tǒng)管理及常見(jiàn)故障判斷

熊亮

摘要：介紹中國(guó)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(hù)，另外還介紹了輸油站SCADA系統(tǒng)常見(jiàn)故障判斷及處理辦法。

關(guān)鍵詞：SACADA系統(tǒng)；巡檢；報(bào)警及事件查詢(xún)；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(guò)SCADAVision控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)所要求的啟輸停輸控制、站啟站?？刂啤⑴斚螺d、泵切換、水擊聯(lián)鎖保護(hù)以及進(jìn)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(dāng)系統(tǒng)中某一部分發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的基本操作運(yùn)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(huà)面控制

2）模擬量顯示

3）數(shù)字控制

4）圖形顯示

5）趨勢(shì)圖

6）控制點(diǎn)報(bào)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(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器，工作站、流量計(jì)算機(jī)等各類(lèi)附屬設(shè)備都從服務(wù)器中采集各類(lèi)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(guò)打開(kāi)桌面SCADAVisionServiceManager4.2.0軟件來(lái)查看，點(diǎn)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(chǎng)流量計(jì)算機(jī)與服務(wù)器連接狀態(tài),一般情況下要保持運(yùn)行狀態(tài)。

4、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件SCADAVisionExplorer操作畫(huà)面顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)SCADAVisionExplorer軟件讀取的,另外也可以進(jìn)入訪(fǎng)問(wèn)需要的數(shù)據(jù),查詢(xún)各類(lèi)設(shè)定值和運(yùn)行狀態(tài)等。

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

（二）硬件介紹

輸油站SCADA系統(tǒng)硬件配置：1臺(tái)服務(wù)器兼工程師站，1臺(tái)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(kù)區(qū)配置ABBRTU560單元完成庫(kù)區(qū)信號(hào)的采集和控制。

三、輸油站日常巡檢及系統(tǒng)維護(hù)管理

（一） 環(huán)境技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

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(diǎn)接地，接地線(xiàn)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(duì)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(jī)、路由器等)清潔，檢查設(shè)備的狀態(tài)燈指示是否正常和運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

交換機(jī)：每臺(tái)為24口，要求檢查所插的口對(duì)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(jī)柜供電是否正常；冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，如發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)異常（響聲大）或損壞，應(yīng)采取措施，停下風(fēng)扇進(jìn)行潤(rùn)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(xiàng)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(yùn)行，一般顯示綠色，表示運(yùn)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(gè)，一般在機(jī)柜的上方。每一個(gè)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(xiàng)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(gè)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(shí)使用）。

（5）R燈表示運(yùn)行，一般顯示綠色，表示運(yùn)行正常。

（6）P燈表示供電狀態(tài)，一般顯示綠色，表示運(yùn)行正常。

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

6. ADAMx ，RS232轉(zhuǎn)485通訊轉(zhuǎn)換器，中間有一個(gè)狀態(tài)燈，正常時(shí)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(hào)燈和電源燈正常。

（2）RX1燈，RX2燈顯示橙色閃爍，表示接收信號(hào)正常。

8. 檢查監(jiān)視畫(huà)面里是否有系統(tǒng)報(bào)警的產(chǎn)生，是什么報(bào)警，并及時(shí)并處理。

9. 調(diào)出PLC/RTU畫(huà)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(yùn)行，一般顯示綠色，表示運(yùn)行正常。

（3）W燈表示是否有報(bào)警，正常一般不亮，如果亮紅色表示有報(bào)警。

11. 定期對(duì)服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔以及對(duì)程序和畫(huà)面等的備份工作，或直接在windows界面上通過(guò)拷貝或移出備份（半年一次），如畫(huà)面、程序的變更、修改，應(yīng)及時(shí)備份。

12. 及時(shí)處理系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，并對(duì)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(xiě)清楚。

13. 定期對(duì)服務(wù)器和操作站系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。包括硬盤(pán)碎片整理，硬盤(pán)診測(cè)，服務(wù)器性能監(jiān)測(cè)分析等。

四、工作站報(bào)警及事件查詢(xún)

（一）報(bào)警、事件信息是查找設(shè)備故障、運(yùn)行事故的重要依據(jù)。我們可以通過(guò)分析報(bào)警和事件內(nèi)容，判斷發(fā)生事故的時(shí)間和違章操作，同時(shí)也記載了日常的生產(chǎn)操作等內(nèi)容，對(duì)照信息查找相應(yīng)設(shè)備，檢查運(yùn)行狀態(tài)；報(bào)警和事件數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容記錄時(shí)間長(zhǎng)，能夠很清楚的列舉近期日常的各項(xiàng)操作。

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

（三）報(bào)警、事件信息查看方法：

1、報(bào)警查看方法：登陸工作站SCADA畫(huà)面左下角→列表→報(bào)警→根據(jù)查看的時(shí)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(huà)面左下角→列表→事件→在事件屬性為“對(duì)象”，設(shè)置事件發(fā)生的日期和時(shí)間→確認(rèn)，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(hào)查找，也可以在事件屬性為“無(wú)”空白處直接模糊查找，如下圖：

（四）查看事件信息時(shí)，選擇的時(shí)間間隔不要太長(zhǎng)，否則將因?yàn)樗阉鲿r(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)等情況。

五、湛深段輸油站SACA系統(tǒng)常見(jiàn)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(jī)柜門(mén)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(jī)柜門(mén)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(xiàn)。

（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(jìn)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(jìn)行更換處理。

4、操作畫(huà)面死機(jī)的處理（注銷(xiāo)和登錄操作）

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

（2）在彈出的畫(huà)面上用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)上的Tab鍵選擇Log off按鈕，點(diǎn)擊或回車(chē)一次。

（3）在彈出的畫(huà)面上選擇Yes，進(jìn)行點(diǎn)擊或回車(chē)確認(rèn)。

（4）重新用左手按住鍵盤(pán)上的Ctrl和Alt鍵，用右手點(diǎn)擊一次Del鍵。

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

（6）雙擊圖標(biāo)為球的運(yùn)行程序，在第一欄用戶(hù)名中輸入stnXXop1,在密碼欄中輸入8888，然后回車(chē)確認(rèn)。

5、SCADA系統(tǒng)交換機(jī)故障

一般輸油站SCADA交換機(jī)有2臺(tái)，實(shí)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(tái)互為備用，當(dāng)一臺(tái)故障報(bào)警無(wú)法工作時(shí)，只需要將報(bào)警的交換機(jī)上的網(wǎng)線(xiàn)接頭移到另外一臺(tái)交換機(jī)上，不需要重啟，等待約一分鐘，工作站數(shù)據(jù)自動(dòng)刷新。

6、SCADA工作站個(gè)別數(shù)據(jù)不刷新故障

出現(xiàn)這種情況，首先排除現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障，若現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完好時(shí)，一般處理辦法：巡檢SCADA機(jī)柜I/O卡件是否報(bào)警，找出該設(shè)備對(duì)于的卡件，根據(jù)線(xiàn)標(biāo)拆開(kāi)保險(xiǎn)絲盒，更換新的保險(xiǎn)絲后再觀(guān)察。一般情況下，工作站畫(huà)面普通窗口個(gè)別數(shù)據(jù)不刷新，主要是I/O卡件下的保險(xiǎn)絲熔斷。

7、注意事項(xiàng)：

a.嚴(yán)禁擅自啟、停服務(wù)器或控制器。

b.啟、停SCADA系統(tǒng)必須嚴(yán)格按照工作程序。

c.遇到特殊情況，需報(bào)給自控專(zhuān)業(yè)人員后再進(jìn)行處理。

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