SC200S_深圳長欣自動化設備有限公司

品牌：SC200S	規格：SC200S	材質：SC200S
產地：其它

SC200S

緊急事故停車(ESD)控制係統的功能是在事故或故障狀態下（包括設備事故和控制係統本身發生故障時），使生產能夠有序的關停並處於狀態下，從而避免災難的發生，即避免對生產設備和人員的傷害及對環境的影響等，因而控制係統本身設計遵循故障（Fail to Safe）的原則，整個係統的硬件和軟件的可靠性要求都很高。

　　可編程控制器（PLC）初作為替代傳統順序控制中的繼電器控制的產品出現，係統可更改性，可重復使用性能（靈活性）非常強，而且其穩定性及壽命都比較高。近年來PLC係統本身的計算速度、模擬量處理能力、網絡功能的增強和相關HMI技術的發展使得PLC係統在工業控制領域具有更廣泛的應用空間。

　　三、係統構成

　　本係統控制器選用羅科韋爾自動化PLC-5係列中的PLC-5/40C，處理器通過BCM模塊雙機熱備，正常情況下兩臺處理器同時工作，主處理器從遠程I/O中讀寫數據並把更新後的中間數據文件通過一條高速數據通道（HSSL）傳到從處理器。當主處理器發生故障時從處理器立即接管遠程I/O，同時升級為主處理器。

　　係統配置一臺作為報警記錄、狀態顯示的操作員站，該操作員站安裝Rockwell的HMI組態軟件Rsview32和PLC編程軟件RSLogix 5。PLC通過冗餘的ControlNet網絡與該平臺上其他PLC以及工作站/服務器進行數據交換，考慮緊急停車係統的獨立性和性，HMI通過DH+網絡直接連接到CPU與處理器進行通訊。為節省空間，操作站直接安裝在控制盤上，並通過RJ45接口連接到EtherNet網絡打印機，用來打印報警記錄和操作記錄。

　　另外，對於可能影響到係統其他設備運行的現場信號，係統控制櫃上設計安裝現場就地盤關停信號的硬旁路（BYPASS）開關，用來當現場信號不穩定或故障檢修時屏蔽該信號，使生產不至於中斷，同時在係統啟動時可以採用啟動壓縮機建立儀表風和恢復生產。

　　為了更明確的對平臺設備運行情況有更直觀的了解，係統設立一套盤裝報警器，上邊羅列整個平臺關鍵設備的報警以及級別比較高的設備關停狀態。通過這個報警器，操作人員可以一目了然的知道係統運行過程中設備運行的狀況並做出相關處理。係統除了對生產設備進行關停控制外，還特別設計了和廣播係統（PA）、水下井口控制係統（ECS）、火焰/可燃氣體探測（FIRE/GAS）係統的接口。當火焰/可燃氣體探測（FIRE/GAS）係統檢測到相關報警並發出關停請求時，ESD係統根據不同請求級別做出相應關停動作，有關火災報警係統的關停在級別上一般高於其他關停級別。當有係統關停動作或火災報警係統報警時，觸發廣播係統提醒相關人員。

　　該係統係統結構見下圖：

　　四、ESD係統PLC產品特點：

　　係統採用熱備PLC-5/40C15控制係統。該係列的PLC及I/O模塊均有UL，CE及美國認證，有多套穩定地安裝運行於油氣田各類生產控制係統中，已無故障運行多年，其具有如下特點：

　 PLC-5/40處理器支持梯形圖控制邏輯編程，順序流程功能圖編程和結構文本編程方式。

　內置DH+接口可供編程或組成同級通訊網絡。內置遠程I/O口可以控制遠至3公裏以外的I/O。

　內置RS-232/422/423 口可用來編程或ASCII顯示，指令係統為指令包括數據文件處理、順序器、診斷、移位、立即輸入輸出和程序控制指令等。

　 PLC5/40處理器多主程序功能包括處理器輸入中斷、可編程故障響應和定時中斷，工作環境溫度 0°C - 60°C, 可電池備份RAM 或 EEPROM 備份。

　換I/O模塊時不用斷開接線，接線臂隨模塊發貨。

　 I/O模塊與交流/直流傳感器/執行機構之間有大範圍的信號接口，可適合多種應用。

　每個I/O均有發光二極管指示輸入/輸出狀態，便於維護。

　輸出模塊固態繼電器中已有保險絲，可保護模塊線路。

　模塊上的點數可以有多種配置，大可配置為32點，以使用戶得到大的靈活性。

　　操作員站主要功能：

　對PLC程序進行維護。

　報警數據的記錄與管理，並提供相關報表。

　形象的工藝流程顯示各生產設備的運行或關停狀態。

　顯示係統關停級別和係統本身運行狀態。

　故障記錄和信息的查詢和管理；

　係統操作的記錄和管理，並提供相關報表。

　係統提供動態的因果圖（CAUSE & EFFECT）使係統關停產生原因和相關結果一目了然。

　提供完整的權限機制，保證係統操作可靠。

另外，Rockwell自動化為PLC-5係列處理器提供模擬軟件EMULATE 5。這樣在係統設計並制作完運抵現場前，給我們出廠測試和係統模擬運行提供良好的測試條件，為係統一次投運一次成功打下良好的基礎。整個SCADA係統在結構設計上主要考慮以下幾個方面：

　　1、站內數據與站外數據的物理分隔；

　　在油氣集輸項目中，站內控制係統與站外控制係統在控制需求上是有著本質區別的。站內控制係統以DCS係統等過程控制係統為核心，無論是係統結構、網絡配置、操控模式等，都屬於標準的過程控制模式。有人機交互極為頻繁，通訊可靠性，數據服務極穩定，將過程儀器儀表高度抽象化，以工藝單元為監控目標等特點。而站外控制係統中的RTU或PLC，以無人值守的運行方式居多，人機交互相對較少；即使在控制功能相對較多的集氣站單元，一般也以“自治”模式為主，較少需要操作員幹預。但是在緊急情況下，需要人工緊急幹預時，如關井、放空等命令時，響應要及時準確。對於一般監控數據，要保證數據的完整性和連續性。

　　因為站內控制係統和站外控制係統的需求不同，它們對數據的處理上就有不同。站內控制係統要求數據實時性好，無論上傳還是下發，除極個別要求較高的動作指令外，一般都是採用同一周期數據更新頻率；而站外控制係統相對數據實時性要求一般，下發數據和上傳數據採用不同的數據更新頻率，下發數據的指令級別要高於上傳數據的指令級別。總體而言，站內控制係統或者DCS係統對數據的實時性要求更高，而站外控制係統相對一般。因此，為了實現這個要求，PCS7 TELECONTROL方案中對於站內控制係統採用標準的PCS7解決方案，採用冗餘快速工業以太網的結構，以MAC地址尋址的模式，即在數據鏈路層就實現數據的交換，無需經過網絡層，這樣大大提高了數據訪問的實時性。站外控制係統，則採用標準的工業以太網模式，利用支持路由功能的三層工業以太網交換機，將站外所有需要進行數據通訊的節點連接起來，以進行數據通訊。

　　如果將這兩種數據訪問服務集中到一套數據服務器上，DCS數據訪問服務必然會受到影響。因為站外數據訪問服務的周期要遠大於站內DCS數據服務周期，隨著站外控制係統數據量的增加，數據服務器本身無法區分站內數據服務和站外數據服務，因此整體數據訪問效率會大大降低。其次，站內控制係統是整個SCADA係統的核心，而這種基於C/S結構的控制係統，數據服務器的穩定性直接決定整個控制係統的穩定性，而穩定性是氣田集輸自動化項目基本也是高的要求。PCS7 TELECONTROL可以物理上將這兩種應用分隔開，邏輯上又可以通過CAS或PROCESS HISTORIAN等軟件進行數據的集中管理。

　　冗餘結構是提高穩定性的直接也是有效的手段。其次，可以採用將不同的數據服務分散到多個或者分布式的數據服務器中的模式，將數據風險分散。再次，就是提高數據服務器本身的可靠性。這三種方案都能夠有效提高係統的穩定性。本項目採用了冗餘和分布式的模式，即每個數據服務器都是冗餘配置，同時根據數據訪問服務的不同特點，將站內數據服務和站外數據服務分別部署到兩套不同的數據服務器中，在提高單數據服務器對通訊效率的同時，分散相應的數據服務。

　　對於第三種措施，即高穩定性的服務器，從性價比的角度考慮本項目沒有採用。這是一種成本的解決方案，也是一種真正的冗餘的服務器。服務器中的任何一個原件都是冗餘的，並且可以實現內存的同步。

　　2、站內數據與站外數據的邏輯統一；

　　SCADA係統的核心是數據庫。一般的SCADA應用中都包含實時數據服務（數據庫）和歷史數據服務（數據庫）兩種。

　　實時數據庫的重要特性就是實時性，包括數據實時性和事務實時性。數據實時性是現場IO數據的更新周期。一般數據的實時性主要受現場設備的制約，即控制器設備的通訊能力。事務實時性是指對事務處理的速度，它可以是事件觸發方式或定時觸發方式。事件觸發是該事件一旦發生可以立刻獲得響應，這類事件可以得到立即處理，但比較消耗係統資源；而定時觸發是在時間範圍內獲得調度權。一般的實時數據庫，從係統的穩定性和實時性而言，同時提供兩種調度方式。實時數據庫一般以文件的形式保存。

　　歷史數據庫一般是商用數據庫，如oracle、SQL Server等，PCS7 TELECONTROL採用的是SQL Server數據庫。歷史數據服務主要的功能是將實時數據庫採集到的大量的數據，通過特殊的壓縮算法，持久化到商用數據庫中，以便可靠保存。即利用較少的物理空間保存大量的數據信息。歷史趨勢以及報表服務中的數據均來自歷史數據庫中。在TELECONTROL解決方案中，除了生產數據外，任何可採集的信息都能夠做歷史數據保存，如報警信息、操作記錄等。

　　本項目中，無論站外控制係統和站內控制係統如何劃分，都需要一個統一的數據服務。除了站內的多個控制係統間可以便捷的進行數據訪問外，站外係統之間以及站外係統和站內係統間也需要能夠進行數據訪問。從係統管理的角度出發，也必然要求一個統一的數據庫，以便於將站內係統和站外係統有機的融合到一起。

　　在PCS7 TELECONTROL解決方案中，多可支持11對(套)數據服務器的數據集中保存。本項目中，將兩套數據服務器的數據集中到一套磁盤陣列中進行數據持久化保存。區別於傳統硬件技術，採用磁盤陣列來保存數據主要有以下優勢：

　　? 它是、高可用性共享存儲解決方案，可以連接多臺服務器，在混合虛擬化工作負載中實現均衡的性能。

　　? 可滿足的應用要求。

　　? 實現更高的管理效率。

　　? 部署可擴展性和靈活性，有助於實現數據分層，優化係統性能。

　　? 多種數據保護能力。

　　? 在線擴展功能。

　　? 支持多種RAID 級別。

　　3、編程方式；

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