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发布时间:2017-1-12   点击次数:1 

一、涩宁兰天然气管道工程:

本工程地处青藏高原,沿线气候恶劣、环境艰苦,为确保该管道安全、平稳、高效、经济地运行,自动控制系统采用监控和数据 采集系统(以下简称SCADA系统),对管道全线的运行情况进行集中监视和生产运营管理。涩宁兰工程SCADA系统的中心部分为计算机数据采集、处理系 统,通过VSAT(主通讯信道)和Modem拨号(备用通讯信道)实现与PLC通讯,将过程变量实时采集到中心的实时数据库,以列表、趋势和动态控制流程 图的形式将工艺过程以直观、丰富的形式显示出来,并提供各种数据记录和分析工具,为操作员分析工艺运行情况、预测工艺运行趋势和诊断整条管道安全运行的隐 患作出直观分析。站控系统使用代表罗克韦尔自动化最新控制系统技术的ControlLogix系统作为核心控制器,采集管道的温度、压力、调节阀位和重要 的计量结果和参数等,并接受中心和站场的控制命令,对阀和流程进行控制。采用ControlLogix系统使控制系统实现了控制器、控制网络的热备冗余, 同时还通过通讯模板实现与其他系统的通讯。整个SCADA系统的配置祥见下图:


 
SCADA系统配置图
(一)、CPU的双机、双电源和双机架的冗余:
 ControlLogix 的硬件直接支持CPU的双机冗余,而不用像以前那样还需要用户编程实现冗余切换。这样,用户只需要安装好硬件和连线,然后用软件简单组态一下,就可以实现 CPU的冗余热备。如右图所示,两个CPU分别放在机架A和机架B里面,同时挂在ControlNet网上,两块冗余模板间通过光缆连接。这样,在两块 CPU同步后,主CPU和备CPU之间通过冗余模板进行数据和程序的同步。当主CPU出现故障时,对现场的控制自动转到备用CPU,同时备CPU转为主 CPU。故障CPU则可以停电检修,而不会影响对现场设备的控制,检修完成后,更可以自动实现与当前主CPU的程序和数据的同步,大大提高了系统的可靠 性。经过时间的检验,涩宁兰工程SCADA系统的CPU冗余已经非常成功的得以使用。
(二)、利用通讯模板实现与其它设备的通讯:
涩宁兰全线的计量使用从在首站从气田集气站色谱分析仪采集的气体组分数据来提高计量精度。同时计量结果还要读入到CPU 中,这样就涉及到ControlLogix系统与其他设备通讯的问题。在涩北首站,CPU到气田集气站色谱分析仪的距离超过了100多米,我们采用RS- 485连线解决距离问题,利用通讯模板的一个应用口与气田的流量计算机通讯,采集气体组分和流量计量结果。其余三个站的计量是通过CPU同流量计算机间的 通讯实现,CPU将从中心得到的气田的组分数据写入到流量计算机中,流量计算机利用这些数据计算出流量,然后将结果送到CPU中。因为每一个站都有几路计 量回路,所以CPU要循环采集各个流量计算机的值。我们把通讯模板的应用口与流量计算机的通讯口连接成RS-485网,使用MODBUS协议进行通讯。通 讯模板循环采集流量计算机的数据并通过高性能的、无源多主线背板将数据送到CPU中。见下图:


 
(三)、PID控制:
在涩北首站设置一台压力调节阀,起着根据全线输量的大小,调节整条管道压力的重要作用。我们在PLC程序中利用 RSLogix 5000编程软件所提供的PID指令,并结合多年的工程作经验成功的实现了对调节阀的控制。与其他软件PID指令相比,RSLogix 5000提供的PID指令,可以自动实现手/自动切换,并可以设置调节死区和模板通道出现错误时的预给定值等,开发时可以给用户带来很大的便利。在我们现 场调试后,调节阀可以很好的发挥调节全线输量的作用。
(四)、远程系统维护:
 在 中心和各站场分别设路由器,中心和站场通过路由器和卫星进行通讯。这样不仅可以在中心采集各个站的数据和实现控制功能,也可以利用RSLogix 5000编程软件和非常好用的RockWell RSLinx通讯软件上载或下载各个站CPU中的程序。这就是说,工程师在控制中心就可以进行全线系统的一些维护。
(五)、工程中的所有模板支持带电热插拔:
在工程中应用的所有模板都支持带电插拔,保证在运行中对某一块模板进行维护时不会影响到系统其他的部分。这给系统的调试和系统的维护带来很大的便利。
目前,工程均已经正常运行两年 以上,总体来说ControlLogix系统在这两个重大工程中的应用是非常成功的。除了上述一些特性的应用,Logix 处理器和各种模板都可以提供丰富的自诊断信息,使得系统对于硬件的错误可以有更灵活、更快速的应对手段,来提高系统对意外事件的处理能力,进一步来提高系 统的智能程度。灵活、简单的可扩展性,更可以满足日后的系统扩容,而不必为扩容时旧系统的去留大伤脑筋。

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