SCADA系统操作手册.docx
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SCADA系统操作手册
江西天然气管网一期工程
SCADA系统操作手册与用户指南
编制单位：
中油龙慧自动化工程有限公司
2009年11月
版权所有
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例如：
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引言
本手册的阅读对象应该是负责SCADA系统操作维护的工程师，具有一定的计算机和自动化的基础知识，了解江西天然气管网工程SCADA系统的结构、功能和控制原理。
可以在本手册指导下完成一定范围的系统维护工作。
对于非系统维护工程师依照本操作手册进行系统重新安装、程序修改而引起的系统失效等事件，本公司不承担任何责任。
对于手册中有任何的疑问和不确定之处，请联系我方技术人员确认。
对于由于工程师错误理解等原因造成的系统失效事件，本公司不承担任何责任。
本手册中所提及的系统安装、Citect软件安装系在系统出现严重问题而再采取其他挽救措施无效后才可采用的系统重新安装方法，建议维护人员不要轻易尝试。
一、系统概述
为了保证输气管道安全、可靠、平稳、高效、经济地运行，江西天然气管网工程全线自动控制系统拟采用以工业计算机为核心的监控和数据采集系统（SCADA——SupervisoryControlAndDataAcquisition，以下简称SCADA系统）。
各站采用以计算机为核心的站控制系统（SCS—StationControlSystem），完成站场内工艺过程的数据采集和监控任务，同时将工艺及设备运行状况和各种参数，通过通信系统传送至调控中心，并接受调控中心下达的命令。
SCADA系统以下列控制模式工作：
调度控制中心监视、控制及调度管理；
站控制室远方控制；
就地手动控制。
站控制系统是SCADA系统的远方控制单元，是保证SCADA系统正常运行的基础，为调控中心调度、管理和控制命令的远方执行单元，是SCADA系统中重要的监控级。
站控制系统不但能独立完成对所在工艺站场的数据采集和控制，而且将有关信息传送给调控中心并接受其下达的命令。
通常情况下，各站内无须人工干预，站控系统能自动处理并维持生产过程及设备在预定的运行状态。
一旦偏离预定状态，在报警提醒基础上自动切换到安全状态。
必要时启动紧急切断系统（ESD—EmergencyShutdownSystem），停运部分设备乃至关闭整个站场。
站控制系统用于站内工艺参数、设备状态、公共设施、辅助系统的数据采集、检测和控制。
站控制系统（SCS）有1套安全保护系统—紧急停车（ESD）系统。
ESD系统是用以保证站场及压缩机组安全运行而设置的逻辑控制系统。
ESD系统采用相对独立的、符合IEC61508等有关标准的控制设备；ESD系统的安全等级应满足SIL3要求。
任何ESD命令均为最优先的工作模式。
站控制系统ESD分为三级：
Ø一级为全线保压关断；
Ø二级为泄压紧急关断；
Ø三级为超压保护。
二、故障分级
一般性系统操作画面和细微程序修改应该视为系统修改，在不影响生产运行的条件下进行。
该部分修改工作可以由具有部分系统知识的各站技术员负责。
应该注意的是，PLC程序的更改在很多时候是不必要的，所以应做到尽量不进行程序的修改。
另外，该部分的程序修改和MMI操作画面修改，不能涉及到现场设备（如电动阀）的操作方法，否则可能会出现因程序修改错误而导致设备无法操作的事故。
以下几项包含在系统修改之内：
操作画面文字性修改，包括提示性文字；
操作画面按钮、图标的布置更改；
程序中操作时间等部分操作数的修改等。
对于实际I/O出现故障，影响到数据显示的应该视为重要故障。
在出现下列故障现象时，应联系系统维护人员，由其对系统进行检查，尽快查明原因，并组织进行故障排除工作。
该部分故障现象包括：
压力、温度等实际的输入信号显示错误；
电动阀等在正确的状态，但不能正常控制；
设备的状态信号显示错误（如电动阀的开关状态等）；
有人值守站同中心数据通讯中断；
第三方设备（如流量计算机、色谱分析仪等）传输数据显示错误。
对于PLC系统或MMI系统出现通讯中断、系统瘫痪和PLC控制程序逻辑错误等导致SCADA系统不能正常工作或影响到设备运行安全和生产运行安全的故障，应该视为严重故障。
运行人员应马上将出现的故障状态信息告知系统维护人员，并由其立即进行检查分析，查找原因。
对于不是现场设备引起的故障或是有备件的设备引起的故障，应强调尽快解决，并将故障设备送修；对于现场设备引起的故障而又无备件可换时，维护人员应采取措施，将故障设备隔离，并保证系统其他部分运行正常，将故障损失减到最小。
故障现象包括：
MMI系统同PLC通讯中断，现象为全部状态和数据显示错误；
大批设备状态显示错误，大批工艺参数显示错误；
PLC模板运行状态指示灯错误；
流量计算机的流量数据显示错误；
无人值守站同中心的数据通讯中断；
站场同中心的光纤通讯中断，体现为工业电视画面中断或调度电话中断。
总结：
以上故障现象及分级主要是根据现场工程经验总结归纳出的，在实际的维护过程中，应鼓励系统维护人员根据系统中实际出现过的情况继续修改、充实该故障分级规则，以求使其更加实用。
在故障分级制度已经建立并实施后，运行人员应根据故障分级制度，建立相应的故障报告、处理程序，做到责任分明。
这样，一些小的系统故障就可以由站场技术人员及时处理，而一些重要或严重故障也可以尽快的通知到系统维护人员，从而提高资源利用率和对故障的反应能力。
三、MMI操作
3.1．登陆
系统启动后，会弹出登陆对话框，如图所示：
输入相应得名称和密码即可登陆。
如果想改变登陆人可在进入操作环境后点击窗口左下方的用户信息后即可弹出上述对话框，输入相应得名称和密码即可。
操作权限划分为二级：
●系统操作员级：
所有运行参数及状态的监视，主要设备的启停，报警的确认，报表打印等。
●系统工程师级：
系统的退出、参数修改、系统维护，同时具有操作员级的权限。
登陆后进入操作环境，操作环境分为窗口及主画面。
3.2．操作画面窗口介绍
窗口分为上窗口和下窗口。
3.2.1．上窗口菜单
上窗口菜单分为三栏：
第一栏左边显示画面的主题，右边有一红色关闭按钮，点击此按钮退出Citect运行界面。
第二栏左边显示页面菜单按钮，右边显示中心控制、站自动控制、站手动控制状态。
第三栏依次为相应得命令按钮，具体见工程帮助。
3.2.2．下窗口菜单
从左至右依次为登陆的用户信息、最后一条报警信息、当前时间、当前日期及中油龙惠的商标。
点击窗口左下方的用户信息后即可弹出用户登录对话框，输入相应得名称和密码即可修改登陆人。
3.3.操作画面主画面介绍
3.3.1．主菜单页面
主画面由二部分组成：
站名、各站场相关的画面名称。
站名为各站场的名称。
各站场相关的画面
主要包括：
工程简介、系统配置图、控制流程图、温度趋势图、压力趋势图、流量趋势图、流量参数一览表、模拟量参数一览表、报警、报警总览、事件记录、帮助和工程师页。
鼠标左键点击会进入相应的操作界面。
3.3.2．工程简介页面
简单介绍江西天然气管网工程。
3.3.3．系统配置页面
介绍站场的系统配置情况。
整个站控系统由站控计算机两台，报表打印机一台，交换机和路由器各两台，冗余CPU机架一个、远程机架一个、ESD系统一套、串口服务器组成。
站场MMI软件采用Schneider的CITECT，PLC采用BB公司的ControlWave系列产品，ESD系统采用Honeywell公司的HS。
PLC、操作员工作站、打印机、路由器、通过交换机连接成局域网，PLC通过路由器将所需数据上报调度中心，MMI通过局域网从PLC获得数据。
同时站场还设有流量计算机，对分输流量进行计算。
站控计算机作为MMI人机交换界面，显示数据情况和执行控制命令；报表打印机主要用于打印报表。
两台交换机和路由器实现双网冗余功能，在一路路由断掉的同时保证另一路路由能和控制中心实时连通。
CPU机架上的两块CPU模块也是互为冗余的，保证一块CPU模块发生故障时实时的切换到另外一个CPU上面去，串口服务器和第三方设备通讯。
3.3.4．控制流程图页面
控制流程图上面显示天然气在站场的走向，流程图的右上方显示当前站场的控制状态。
当显示为“站自动控制”时站场计算机拥有控制的权限，中心操作员在HMI上只能对站场的工艺参数及设备状态进行监视（发出“站ESD”命令除外），不能操作站内的电动/气动阀及设置站场的出站压力和流量的设定值；站控系统的所有逻辑联锁功能启用；站控操作员在HMI上除了对站场的工艺参数及设备状态进行监视，还能操作站内的所有电动/气动阀，设置站场的出站压力和流量的设定值。
当显示为“站手动控制”时，中心操作员在HMI上只能对站场的工艺参数及设备状态进行监视（发出“站ESD”命令除外）；站控操作员在HMI上对站场的工艺参数及设备状态进行监视，对站内的所有电动/气动阀的操作只能为单体控制。
当显示为“中心控制”时，控制命令由控制中心统一下发，站场的控制命令操作无效。
控制流程图页面可以看到进站温度，进站压力，出站温度，出站压力，阀的各种状态，流量调节阀的阀位开度，收/发球清管器指示。
单击流程图上面的电动球阀，弹出电动球阀控制面板。
在状态栏中显示现场阀门的状态信号。
当阀位为全开到位时，此信号前面指示灯显示为绿色。
当阀位为全关到位时，此信号前面的指示灯显示为红色。
电动阀产生事故关断、故障报警或偏差报警时，这几个信号前面的指示灯显示为红色闪烁。
当现场的阀为手动状态时手/自动的指示显示为手动，当阀为自动状态时，手/自动的指示显示为自动。
当阀门为单体控制状态时，单体/逻辑的指示显示为单体，当阀门为逻辑控制状态时，单体/逻辑的指示显示为逻辑。
电动球阀的控制面板如下图所示。
单击流程图上面的紧急切断阀（SDV阀），弹出紧急切断阀的控制面板。
在状态栏中显示现场阀门的状态信号。
当阀位为全开到位时，此信号前面指示灯显示为绿色。
当阀位为全关到位时，此信号前面的指示灯显示为红色。
紧急切断阀产生事故关断或偏差报警时，这两个信号前面的指示灯显示为红色闪烁。
当现场的阀为手动状态时手/自动的指示显示为手动，当阀为自动状态时，手/自动的指示显示为自动。
当阀门为单体控制状态时，单体/逻辑的指示显示为单体，当阀门为逻辑控制状态时，单体/逻辑的指示显示为逻辑。
紧急切断阀的控制面板如下图所示。
单击流程图上的收球/发球筒，弹出收/发球控制面板，单击清管器接收（发送）开始按钮，确认后开始收（发）球，当发球筒出口阀（或收球筒入口阀）在设定时间内未开到位时，在控制面板中该信号前指示灯红色闪烁，当，当清管器接收（发送）失败时，信号前指示灯红色闪烁，当清管器接收（发送）成功时，信号前指示灯显示绿色。
收/发球控制面板如下图所示。
3.3.5．撬的控制流程图
各站的撬控制流程图上面显示的为控制流程图中撬的详细流程。
此页面可以看到撬上流量计的瞬时流量、压力、温度，以及流量/压力调节阀的开度，SDV阀的各种状态。
单击流程图上面调节阀，弹出调节阀PID控制面板。
其中状态显示有：
调节阀的状态，压力/流量调节状态，手/自动状态；参数显示有：
阀位反馈值，流量反馈值，压力反馈值。
PID控制分为手动和自动两种方式。
手动PID即由操作员直接给调节阀输入一个有效的阀位给定值，自动PID是按照压力（或流量）的实际值与压力的设定值（或流量的设定值）的差，自动调节阀门开度。
3.3.6．趋势图页面
包括温度趋势图、压力趋势图、流量趋势图。
趋势：
历史趋势图是操作系统提供给用户来提取、观察历史数据的工具，使用这个工具可以将已经存储的变量的历史数据值用趋势的形式表示出来，给系统的分析提供数据帮助。
趋势图可以清晰的显示变量的变化趋势，也可以定点显示某一时间点的采样值。
在本系统提供的历史趋势页面上用户可以根据需要选择趋势显示类型、时间长度和时间的间隔等。
趋势图分为三个区：
1．趋势图的正中间区域显示温度压力和流量参数变化趋势曲线，右侧为所选变量的量程范围，单击趋势图右侧上方的“量程”按钮，则弹出一个数字设定窗口，用鼠标点击相应数字键，输入需要改变的量程值，单击“OK”按钮，出现“ALLTRENDPENS”（所有趋势变量），“CURRENTTRENDPEN”（当前趋势变量），“CANCEL”（取消）三种选择键。
根据需要是改变所有趋势变量的显示量程，还是改变当前趋势变量的显示量程，或者取消量程设定，用鼠标左键单击相应的按钮即可。
单击趋势图右下方的“零点”按钮，相同的操作可改变趋势变量的显示零点。
2．正上方区域显示趋势变量的当前值，并标明不同颜色曲线所代表的趋势变量。
单击变量左侧的按钮，则选择当前变量，同时按钮指示灯颜色发生变化，用鼠标单击趋势曲线显示区域，则出现一条白色时间轴线，按着鼠标拖动该线，则正下方显示所选变量该时刻的变量值。
也可通过趋势曲线正下方的一排操作工具（如下图标所示），调用该变量不同时刻的变量值。
3．正下方区域为趋势设置区，
在此区域可以设置趋势曲线显示区间，采样周期，调用历史曲线等。
●单击“显示区间”按钮，则弹出一数字输入窗口，输入趋势曲线显示区间时间范围，然后按“OK”按钮，即可改变趋势曲线显示区间。
●单击“采样周期”按钮，也弹出一数字输入窗口，输入趋势采样周期时间，然后按“OK”按钮，即可改变趋势采样周期。
●同样，通过对“趋势结束日期”，“趋势结束时间”按钮的操作，可调用给定日期和给定时间的历史趋势。
●单击
按钮趋势显示区间左移一个跨距，单击
左移一个跨距的50%，单击
右移一个跨距，单击
右移一个跨距的50%，单击
趋势曲线转到实时状态。
●单击
按钮趋势图放大，单击
趋势图缩小。
●单击趋势图打印的按钮
，弹出一个打印机设定窗口，可进行趋势图打印的操作。
●想要了解该按钮的中文操作提示，需将鼠标指针放在的操作按钮上停留４－５秒后，就会出现一行中文提示，可根据提示进行相应操作。
●通过“选择要显示的趋势”按钮，用户可根据自己的实际需要，可增减要显示的趋势变量，趋势选择显示的操作只有工程师权限的操作员才可以操作。
单击“选择要显示的趋势”按钮，则弹出趋势变量选择子窗口。
3.3.7．流量参数一览表页面
显示站控系统流量计算机的参数。
3.3.8．模拟量参数一览表页面
显示站控系统压力，温度，流量等模拟量参数。
3.3.9．阀门状态设置一览表
阀门状态设置一览表显示站场所有电动球阀及紧急切断阀的维护状态，通过“所有阀设为逻辑状态”按钮可将站场所有电动球阀及紧急切断阀设为逻辑联锁状态，通过“所有阀设为单体状态”按钮可将站场所有电动球阀及紧急切断阀设为单体控制状态。
单击维护命令可将阀门设为维护状态。
3.3.10．报警页面
报警：
报警能提供实时显示，当有新报警产生时，会在画面下面的报警栏里（报警栏闪烁）提示操作员有报警产生。
此时可以到报警页去查看详细信息不仅能够查看到报警产生的时间、点名、报警级别、点名描述。
当要确认报警时，可点击报警页面里右下角的报警确认按扭确认报警即可。
右下角操作说明：
点击“钟表状”按钮可以确认报警，上箭头，下箭头可以向上，向下翻页。
最下面显示页码。
报警总览：
报警总览提供显示所有的报警，包括确定的和未确认的报警，历史报警和实时报警。
3.3.11．事件记录页面
事件：
能提供实时显示和打印功能。
如实的反映以前所发生的每一件事情，例如：
电动阀何时开关操作，操作员何时登录、又何时退出的，所有的报警及其对报警的确认都记录在事件里，即任一操作员在他值班时间里所执行的动作都可在事件里反映出来，事件记录的时间为半年，半年后将自动删除。
右下角操作说明：
点击“刷新”按钮可以显示最新事件记录，点击“历史事件”会弹出对话框（注：
由于软件原因，次需要较长时间，大约为30S），可以选择想要看的事件记录进行显示。
上箭头，下箭头可以向上，向下翻页。
3.3.12．帮助页面
显示窗口及其他画面中按钮和图列的说明。
3.3.13．工程师页
工程师页面提供了Citect运行界面中应用Windows软件的途径，包括资源管理器、记事本、画图等。
工程师页面提供了Citect运行界面中应用Citect应用程序的途径，包括Citect资源管理器、项目编辑器、图形编辑、Cicode程序调试、Citect计算机设置、Citect帮助等。
工程师页面还提供运行时间等信息。
工程师页面还提供了在线工具，包括标签测试、趋势操作、站操作等。
3.4历史归档和报表归档的注意事项
历史数据的归档和报表的归档会自动地在磁盘中储存，这样必然会在占用大量的磁盘空间，所以在一段时间应该对归档文件进行二次备份或清除。
历史趋势的保存路径在D:
\Trend\站名全拼
历史事件的保存路径在E:
\EventLog
一定期清理历史归档：
Citect自动将历史归档存放在D:
\Trend\站名全拼和E:
\EventLog目录下，大量历史归档不被备份清空，长期运行将占用大量磁盘空间，建议运行人员6个月清空D:
\Trend\站名全拼和E:
\EventLog一次，切记只清空文件，该文件夹需保留。
二定期清理报表归档：
上位机能实现生产报表的自动打印，每打印一次，系统自动保存该份报表，存档路径为：
D:
\dayreport.xls。
长期运行将占用大量D盘空间，当无剩余空间时，报表打印功能将失效；建议运行人员半年清空D:
\dayreport.xls一次，切记只清空文件，该文件夹需保留。
报表程序的生成文件存放在的文件夹下面。
四站控PLC上电部分
（1）闭合1#PLC机柜的总电源开关，闭合后1#PLC机柜的供电电源接通；
（2）闭合1#机柜的照明、风机、24V电源断路器的开关，闭合后机柜的照明灯亮、风扇运行、24V电源的绿灯亮；闭合主PLC电源、备PLC电源，闭合后电源模块指示灯亮（绿色），检查各IO模板上的状态指示灯，绿色时为正常状态。
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