第一部分SCADA系统教材第二章 站控系统

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1、主讲人 余冬 管道分公司 主讲人 余冬 管道分公司 主讲人 余冬 管道分公司 主讲人 余冬 管道分公司 第一部分第一部分第一部分第一部分 SCADASCADA系统系统系统系统 第二章第二章第二章第二章 站控系统站控系统站控系统站控系统 第一节 站控系统设计与施工 工艺设计 确定总的工艺和设备控制原则和自动化水平 仪表控制系统设计 确定为满足工艺需求所需要的仪表 自动化专业内容 发布监控I O点表 工艺操作原理 工艺及设备的操作原理 作为自动化专 业编程的原则和基础 逻辑图设计 根据工艺操作原则编制的逻辑图 作为编 程的指导文件 与站控系统相关的设计 与站控系统相关的设计 第一节 站控系统设计与

2、施工 实验室编程 由监控点数确定系统设计原则 完成卡件 排列表的编制 机柜集成图的绘制 PLC数据库的分 配 并进行初步的程序编制 投运 进行PID参数的整定 配合工艺和设备的投产 与站控系统相关的施工 与站控系统相关的施工 安装和调试 进行机柜集成的施工 随后进行工厂测试 与验收 在现场电缆铺设与接线完毕 单体设备就地调 试完成 供电与通讯正常后 进行远程调试与交接验收 第二节 站控系统设计 1 主要的工艺显示参数数量 如压力 温度 液位等 2 主要的受控设备数量 如电动阀 调节阀 泵机组等 3 主要工艺参数及受控设备的信号走向 4 调节阀PID调节参数 5 控制回路的联锁 如压力保护停泵等

3、 通过工艺管道及仪表流程图 通过工艺管道及仪表流程图 P ID 我们可以 获得与 我们可以 获得与SCADA系统相关的如下信息系统相关的如下信息 第二节 站控系统设计 监控I O点表是设计阶段自动化最重要的施工依据 从 这个表里可以了解到控制点所处的位置和所在的电缆号 以及控制点的类型 量程 单位 报警值 去向等基本信息 同时 监控I O点表还为上下位机数据库的建立 PLC 机柜布置提供了最基础的信息 监控监控I O点表 点表 序号 No 位号 电缆号 Tag Number Cable Num 位置 描述 备注 Service description remark 仪表 类型 FI CI 来自

4、 去往 From To 量程 单位 类型 Range Unit Type I O 类型 I O 报警值 Alarm Point 其它 Others 1 I106 TE 0001 FITO MCC RTD HH BCC H 型号 地温 SCS L 厂家 CI TE0001Pt100 RTD LL 常规IO 常规IO 2 I106 TT 0201 罐区 FITO MCC AI HH 24VDC供电 BCC H 型号 温度检测 SCS L 厂家 CI TT02014 20mA LL 常规IO 常规IO 3 I106 ZSC 0135 进 出站及收 发球区 FI FRO M MCC AO HH BCC

5、 H 型号 阀位控制 SCS L 厂家 CI PV01354 20mA LL 常规IO 常规IO 4 I106 ZSH 0136 进 出站及收 发球区 FITO MCC DI HH 24VDC供电 BCC H 型号 开到位 SCS L 厂家 CI PV0136Contact NO LL 常规IO 常规IO 5 I106 XO 0103 进 出站及收 发球区 FI FRO M MCC DO HH 24VDC供电 BCC H 型号 开阀命令 SCS L 厂家 CI XV0103Contact NO LL 常规IO 常规IO 第二节 站控系统设计 在工艺操作原理中 我们可以获得与站控系统相 关的如下

6、信息 在工艺操作原理中 我们可以获得与站控系统相 关的如下信息 1 管道系统总体控制目标和水平 2 各站场与调度控制中心之间传输的数据信息 3 SCADA控制功能的划分 4 各站场系统控制功能概述 5 管道系统的安全保护 6 各主要设备检测参数和控制要求 如 输油泵机组 远 控阀门 调节阀 流量计等 第二节 站控系统设计 工艺操作原理 续 工艺操作原理 续 7 各站场主要工艺保护参数 站保护联锁功能 主要工艺 操作 受控设备联锁操作等 8 管线全线运行操作 应急工况的处理 水击超前保护 水击决策表等 第二节 站控系统设计 逻辑图 逻辑图 第二节 站控系统设计 逻辑图 续 逻辑图 续 第三节 站

7、控系统实验室编程 卡件排列表根据监控卡件排列表根据监控I O点表 遵循以下原则进行 排列 点表 遵循以下原则进行 排列 1 根据每个机架的槽数进行排列 如A4 A7 A17机架等 2 每种I O类型的总点数应留有20 30 的余量 3 对I O总点数及扩展机架数量的限制 AB规定为扩展机架 不超过64个节点 一个机架所有DI或DO算一个节点 AI AO等各站一个节点 MSG指令也占一个节点 4 以太网通讯模块应与处理器模块共同排列在同一机架上 5 同一设备的反馈点或命令点应连续排列 第三节 站控系统实验室编程 卡件选择实例 卡件选择实例 第三节 站控系统实验室编程 机柜集成 主要针对机柜集成

8、主要针对PLC机柜柜内的接线进行布 置 包括以下一些资料 机柜柜内的接线进行布 置 包括以下一些资料 1 机柜布置图 该图纸包括对机柜正面以及背面的机架 空 开 端子 防浪涌 继电器等设备进行布线的方式 2 模板接线原理图 该图一般需查询PLC产品的说明书 3 端子接线图 该图纸为每一个I O点的机柜内接线方式 4 回路供电端子接线图 该图主要针对I O回路供电进行规 划和分布 第三节 站控系统实验室编程 PLC数据库的建立数据库的建立 一份完整的PLC数据库应该包括数据点的归类 编程位 号 所在电缆号 功能描述 信号类型 I O类型 量程 单 位 报警值设定 所在的I O通道情况 与上位机通

9、信的地址 和其他信息的备注 序 号 序 号 索引索引参数参数报警值报警值PLC I O通道通道 上位通 讯地址 上位通 讯地址 备 注 备 注 归类位号描述 电缆号 芯号 信号 类型 I O 类 型 量 程 单 位 L L LH H H 机架槽号通道 站 控 中 心 1 2 数据点类型数据点类型 索引索引参数参数 报警 值 报警 值 PLC I O 通道通道 上位通 讯地址 上位通 讯地址 归 类 位 号 描述 电缆号 芯 号 信号类 型 I O 类 型 量 程 单 位 数字量输入 数字量输入 DI 数字量输出 数字量输出 DO 模拟量输入 模拟量输入 AI 模拟量输出 模拟量输出 AO 铂电

10、阻信号 铂电阻信号 RTD 脉冲信号 脉冲信号 PI 命令控制点命令控制点 过程显示点过程显示点 设定值输入点设定值输入点 程序运算输出点程序运算输出点 第三方通讯数字量点第三方通讯数字量点 第三方通讯模拟量点第三方通讯模拟量点 第四节 站控系统调试与验收 工厂测试验收 工厂测试验收 FAT 在这一阶段主要工作内 容有 在这一阶段主要工作内 容有 1 硬件 软件设备检查 2 上位机基本功能测试 系统启停 用户权限 历史数据处 理 时钟同步 冗余切换等 3 人机界面验收 画面完整性及功能测试 4 PLC机柜内设备检查及冗余切换测试 5 程序结构检查 6 I O通道100 连通性测试 包括DI D

11、O AI AO RTD 等 为FAT主要工作内容 第四节 站控系统调试与验收 工厂测试验收 续 工厂测试验收 续 7 对模块化编程后的程序模块进行模拟测试 8 对水击超前保护系统进行模拟联调 9 对全线控制逻辑 如全线启 停输等 进行模拟联调 10 完成FAT记录报告并由相关方面进行签字确认 设计 建设及施工三方签字 第四节 站控系统调试与验收 现场交接验收 现场交接验收 SAT 在这一阶段主要工作内容有 在这一阶段主要工作内容有 1 PLC机柜及柜内设备的现场验收 2 PLC程序结构验收 3 数字量输入回路测试 液位 流量 压力开关 可燃气体报 警等 4 数字量输出回路测试 声光报警等 5

12、模拟量输入回路测试 压力 温度 液位 流量 泵保 护参数等 同时需与PLC核对量程 6 单体受控设备测试 风机 污油泵 电动阀 调节阀 泵机组等受控设备 第四节 站控系统调试与验收 现场交接验收 续 现场交接验收 续 7 站控逻辑测试 包括泵切换 泵顺序启停 收发球 压 力保护停泵等 8 PID调节系统的参数整定 在正式投产后进行整定 9 全线控制逻辑测试 全线启停输等 10 全线水击超前保护测试 事故甩泵 泵全停 干线阀门 误关等 10 全线ESD保护测试 站ESD 进站压力超高等 11 完成SAT记录报告并由相关方面进行签字确认 设计 监理 建设 施工及运行五方签字 第五节 站控系统典型控

13、制 压力有效值选择 二选一高选 压力有效值选择 二选一高选 1 人工可对压力1或压力2进行不可用的设置及复位 2 压力1或压力2超出设定的压力范围后 低于0或高于自定 值 自动将该压力设置为不可用 3 压力1或压力2都在设定的压力范围内 如果两者差的绝对 值大于压力差设定值 则报警压力检测不一致 4 压力1或压力2都可用 并且无阀隔离压力检测 取两者中 较高的作为压力有效值 5 若压力1可用同时压力2不可用 或压力1及压力2同时不可 用并且无阀隔离压力检测 则取压力1作为压力有效值 6 若压力1不可用同时压力2可用并且无阀隔离压力检测 则 取压力2作为压力有效值 第五节 站控系统典型控制 压力

14、有效值选择 三选一高选 压力有效值选择 三选一高选 1 人工可对压力1或压力2或压力3进行不可用的设置及复位 2 压力1或压力2或压力3超出设定的压力范围后 低于0或高 于自定值 自动将该压力设置为不可用 3 压力1或压力2或压力3都在设定的压力范围内 如果任意两 者相差的绝对值大于压力差设定值 则报警压力检测不一致 4 若无阀隔离压力检测 并且压力1或压力2或压力3都可用 取三者中最高的值作为压力有效值 5 若无阀隔离压力检测 并且压力1或压力2或压力3中有任意 2个可用 取两者中最高的值作为压力有效值 第五节 站控系统典型控制 压力有效值选择 三选一高选续 压力有效值选择 三选一高选续 6

15、 若无阀隔离压力检测 并且压力1或压力2或压力3中有任意 1个可用 取该值作为压力有效值 7 若有阀隔离压力检测 并且压力2或压力3都可用 取两者 中最高的值作为压力有效值 8 若有阀隔离压力检测 并且压力2或压力3中有任意1个可用 取该值作为压力有效值 9 若无阀隔离压力检测并且压力1或压力2或压力3都不可用 或若有阀隔离压力检测并且压力2或压力3都不可用 则压力有 效值为0 第五节 站控系统典型控制 变频泵与调节阀共同调节 变频泵与调节阀共同调节 1 变频器驱动电机在运行状态 变频器PID在自动调节状 态 2 调节阀PID在自动调节状态 3 当以上1 2条件满足时 程序中自动设定变频器PID的 SP1 SP2 4 调节阀PID的SP1 变频器PID的SP1 x1 此处的SP1为PID 反作用设定值 x1值由人工设定并固化在程序中 新庙站x1 值为0 05 5 调节阀PID的SP2 变频器PID的SP2 x2 此处的SP2为 PID正作用设定值 x2值由人工设定并固化在程序中 新庙站 x2值为0 1 本节课程结束 谢谢