SCADA系統(tǒng)培訓(xùn)教程

1、SCADA系統(tǒng)培訓(xùn)教程1、SCADA系統(tǒng)概述SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，主要由以下兩大部分組成：下位機、上位機。下位機負責(zé)各種數(shù)據(jù)的采集與現(xiàn)場設(shè)備的控制，主要設(shè)備包括法國施耐德電氣公司的Modicon Quantum PLC（Programmable Logic Controller）、美國Honeywell公司的FSC（Fail Safe Controller）系統(tǒng)和BB公司的RTU（Remote Terminal Unit）。其中PLC主要是采集現(xiàn)場閥門狀態(tài)、溫度、壓力以及第三方通訊過來的流量

2、計、色譜、調(diào)壓撬、低壓配電、發(fā)電機、陰保等參數(shù)并接收來自上位機的指令經(jīng)過判斷處理后輸出信號對現(xiàn)場設(shè)備進行控制； FSC系統(tǒng)用于緊急停輸（ESD）；RTU在分輸站用作調(diào)壓撬控制器，在清管站及RTU閥室用作主控制器。上位機作為SCADA系統(tǒng)的人機界面（MMI），即站控計算機。主要是提供給操作員一個監(jiān)視過程參數(shù)和控制生產(chǎn)過程的操作顯示窗口。經(jīng)過組態(tài)、編程，上位機軟件里面包含了所有生產(chǎn)需要的動態(tài)流程圖和設(shè)備的控制面板。操作員可以根據(jù)需要瀏覽當(dāng)前的生產(chǎn)流程、工藝參數(shù)，并可以通過上位機提供的設(shè)備操作控制面板，控制現(xiàn)場的各個可控設(shè)備。同時上位機軟件還可以根據(jù)設(shè)置的采集速率定期采集生產(chǎn)過程參數(shù)，并存儲到硬盤上

3、，以備操作員隨時調(diào)出、查看和打印。3、PLC系統(tǒng)PLC系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)的控制核心。SCADA系統(tǒng)采用雙機熱備遠程I/O（RIO）系統(tǒng)，CPU采用140 CPU 434 12A；通過遠程I/O（RIO）處理器模板完成CPU與各RIO分站之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸，RIO處理器模板（140 CRP 932 00）與RIO適配器模板（140 CRA 932 00）之間采用同軸電纜網(wǎng)絡(luò)連接；此外，系統(tǒng)還配置了以太網(wǎng)模塊，實現(xiàn)與MMI軟件和調(diào)度中心的以太網(wǎng)通訊。下面對各設(shè)備和模塊進行介紹：3.1、CPU模板（140 CPU 434 12A）Quantum CPU 是位于Quantum本地I/O底板上的一個C

4、PU模板。CPU是一種數(shù)字化的電子操作系統(tǒng)，它使用用戶保存在可編程儲存器中的指令進行操作。這些指令用于實現(xiàn)一些特定的功能，諸如邏輯、過程順序控制、時序、耦合、算術(shù)運算等，通過數(shù)字量和模擬量輸出對不同類型的設(shè)備裝置和過程進行控制。Quantum CPU還作為通訊總線的主控，控制Quantum系統(tǒng)的本地、遠程和分布式I/O。3.1.1、鑰匙開關(guān)CPU模塊上的鑰匙開關(guān)可以控制PLC系統(tǒng)的啟停，運行時，鑰匙開關(guān)應(yīng)處于啟動“START”位置。3.1.2、滑動開關(guān)滑動開關(guān)用來選擇CPU 的Modbus端口的通訊模式（與BM85的通訊模式），應(yīng)該處于中間RTU的位置，不能更該。鑰匙開關(guān) 滑動開關(guān)3.1.2、

5、CPU指示燈及描述3.1.3、注意事項：Ø 正常運行時Ready和Run指示燈都為綠色常量，若出現(xiàn)站控畫面所有數(shù)據(jù)都不正常時應(yīng)查看“Run”指示燈是否亮起，若未亮則查看鑰匙開關(guān)是否處于“Start”位置，以上問題都不存在則應(yīng)聯(lián)系相關(guān)維護人員解決。Ø Bat Low指示燈亮表示CPU電池電量低，此時需要更換電池，若未及時更換電池一旦PLC斷電內(nèi)部程序?qū)G失整個系統(tǒng)將崩潰，此時必須盡快聯(lián)系相關(guān)維護人員解決。3.2、電源模板（140 CPS 124 20）電源模板用于向插在底板上的包括Quantum CPU、接口和Quantum I/O等模板在內(nèi)的所有模板供電。3.1.1、電源模

6、板指示燈及描述:正常運行時“Pwr OK”指示燈常亮，若不亮?xí)r首先檢查輸入的220V電源是否正常，接地是否良好。排除以上情況后故障仍未解決則懷疑模塊本身損壞，需要聯(lián)系相關(guān)人員更換。3.3、遠程I/O（RIO）模板（140 CRP 932 00）RIO處理器安裝于用作系統(tǒng)控制的CPU模板的同一底板內(nèi)，該模板用于在CPU與安裝于其它機架的RIO適配器模板之間雙向傳送數(shù)據(jù)。RIO處理器模板和一個或多個與RIO適配器模板之間采用雙同軸電纜網(wǎng)絡(luò)互相相連。3.3.1、RIO處理器模板指示燈及描述:注：雙機熱備時，熱備機架上的RIO處理器模板的“Com Act”指示燈閃爍屬正?，F(xiàn)象，約每秒一次；3.4、RI

7、O適配器（Drop）模板140 CRA 932 00RIO適配器模板作用是通過同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，使安裝于同一底板的I/O模板與RIO處理器模板之間進行雙向數(shù)據(jù)傳送。3.4.1、RIO適配器模板指示燈及描述:3.5、熱備模板（140 CHS 110 00）3.5.1、熱備LED指示燈及描述:3.5.2、面板控制:熱備控制模板的前面板上有3個控制：1個功能鑰匙開關(guān)、1個選擇滑動開關(guān)和一個更新按鈕。3.5.3、鑰匙開關(guān)和更新按鈕:鑰匙開關(guān)有3個位置:Ø off line熱備控制器離線；Ø Xfer當(dāng)熱備控制器上的鑰匙開關(guān)放在此位置時，熱備CPU準(zhǔn)備好從主CPU接收一個完整的程序更新。

8、更新通過按程序更新按鈕來初始化。如果將主控制器上的鑰匙轉(zhuǎn)向Xfer，系統(tǒng)將忽略。Ø Run啟動熱備控制。3.5.4、A/B標(biāo)志滑動開關(guān):該滑動開關(guān)用于選擇控制器是A或B狀態(tài)。兩個熱備模板上的滑動開關(guān)必須互不相同，即一塊選擇A另一塊選擇B。否則，雙機熱備將無法運行。3.6、I/O模板I/O模板是電氣信號轉(zhuǎn)換器，它將送至和來自現(xiàn)場裝置的信號，如限位開關(guān)、接近開關(guān)、溫度傳感器、電磁閥、閥執(zhí)行器等信號轉(zhuǎn)換成CPU能夠處理的信號電平和格式。3.6.1、 模擬量輸入模板LED指示燈及描述（140 AVI 030 00）： 3.3、 模擬量輸出模板

9、LED指示燈及描述（140 ACO 020 00）：3.6.3、 開關(guān)量輸入模板LED指示燈及描述（140 DDI 841 00）：3.6.5、 開關(guān)量輸出模板LED指示燈及描述（140 DDO 843 00）：3.7、以太網(wǎng)模板 (140 NOE 771 01)CPU通過此模板與采用TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的以太網(wǎng)上的設(shè)備進行通訊，如站控計算機以及調(diào)度中心都時通過此模塊與CPU進行通信。該類型的以太網(wǎng)模塊支持冗余，它使得Quantum控制器與采用TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的以太網(wǎng)上的設(shè)備進

10、行通訊成為可能，以太網(wǎng)模塊可以插入現(xiàn)有的Quantum系統(tǒng)并通過光纖或雙絞線電纜與現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)相連。模板LED指示燈及描述：4、BM85通訊網(wǎng)橋BM85是連接Modicon PLC CPU與第三方設(shè)備（如流量計算機、燃起發(fā)電機等）的通訊網(wǎng)橋所以在整個SCADA系統(tǒng)中起著十分重要的作用。有的用到的三種型號其面板指示燈如圖所示：BM85S485BM85S232BM85C002看似分為三種其實它們之間只是接口類型不同，面板指示燈個數(shù)及代表的意義都是一樣的，下面以BM85S485型為例說明：Ø Power ok：表示設(shè)備電源已接通，正常工作時此燈常量；Ø Modbus Plus：

11、正常工作時此燈不停閃爍，約每秒六次，否則表示BM85與CPU之間存在通訊故障；Ø Errer Chan A（B）：通道通訊狀態(tài)指示，紅色常亮表示相應(yīng)通道A(B)存在故障；注意：有的BM85與CPU連接為單通道，所以指示B通道故障為正?，F(xiàn)象，不影響A通道的正常通訊；Ø RS485 port1（2、3、4）：端口通訊指示燈，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳輸時此燈亮起，由于數(shù)據(jù)采集是周期性的，所以此指示等正常工作時應(yīng)不停閃爍，若某一端口指示燈一直不亮，則說明此端口未連接設(shè)備或通訊存在故障。若某一BM85所連接設(shè)備通訊故障時，可試著重啟一次，即關(guān)閉其電源開關(guān)隔半分鐘左右再打開，一般即可恢復(fù)正常，若數(shù)據(jù)

12、還是不刷新或通訊不上，此時應(yīng)考慮第三方設(shè)備存在故障或BM85本身出現(xiàn)問題，應(yīng)聯(lián)系相關(guān)維護人員解決。5、FSC系統(tǒng)FSC系統(tǒng)即安全控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性各方面都比PLC較好，所以用其作為ESD控制器。5.1、硬件介紹5.1.1、CPU卡10020/1/2功能：讀輸入信號，執(zhí)行功能邏輯程序，寫輸出到輸出卡，連續(xù)測試系統(tǒng)硬件，以保證安全控制。Ø 鑰匙開關(guān)，有三個位置如右圖：² 垂直向上：（準(zhǔn)備）運行；² 水平：IDLE（由軟件控制）；² 垂直向下：停止（CPU 復(fù)位，RESET）；Ø LED指示燈² OFF：CPU處于停止?fàn)顟B(tài)；&#

13、178; 綠色：CPU卡沒有故障；² 紅色：CPU卡有一個或多個硬件故障；5.1.2、通訊卡10018/E/E和10024/1/110018/E/E通訊卡用于與Honeywell 的PlantScape 系統(tǒng)進行通訊。該通訊卡由主板（10018/1/E右側(cè)）和兩個隔離的以太串行接口（10018/E/E左側(cè)）板組成。Ø LED 狀態(tài)指示：² Off：表示5VDC 系統(tǒng)背板供電電源掉電；² 紅色：表示該模件處于offnet 或 非運行狀態(tài)；² 綠色：表示該模件處于運行狀態(tài)；² 紅/綠交替閃爍：表示檢測到軟件或硬件故障存在。Ø 如

14、果狀態(tài)LED 指示為綠色，下面小的LED（A1A4，B1B4）提供有關(guān)通訊的輔助信息：² 上部的四個紅色LED（A1A4）用于通道A；² 下部的四個紅色LED（B1B4）用于通道B。Ø 注意：1、 如果狀態(tài)LED 為紅色，而此時其它的所有A 和B LED 都熄滅），表示CPU 存在故障；2、 如果狀態(tài)LED為紅色，A1A4，B1B4都熄滅，此時可試著用曲別針捅一下此下部的“reset”孔，一般均能恢復(fù)正常。10024/1/1通訊卡由主板（10024/1/1 右側(cè)）和兩個通訊接口板（10024/1/1 左側(cè)）兩部分組成，在Rack上占據(jù)兩個卡槽位置。通訊卡用于：&#

15、216; 在FSC 系統(tǒng)中，冗余的Central Parts 之間的通訊；Ø 構(gòu)成FSC 網(wǎng)絡(luò)時，主FSC 系統(tǒng)和從FSC 系統(tǒng)之間的通訊；Ø 與DCS 以及打印機等外部設(shè)備之間的通訊；Ø 與FSC 操作站的通訊。有的的FSC系統(tǒng)中此卡用作與操作站之間的通訊即編程用，正常運行時此卡未工作，各指示燈一般不亮。5.1.3、雙鑰匙開關(guān)卡（Dual Key Switch Module）（位于最左邊的）Ø 該卡件的上部為Watchdog Reset （復(fù)位）鑰匙開關(guān)，下部為Force Enable（強制允許）鑰匙開關(guān)。它們采用不同的鑰匙。Ø WD Res

16、et 開關(guān)用于Watchdog 的Reset 和故障的Reset。Ø Force Enable 開關(guān)主要作組態(tài)時調(diào)試程序用，用于設(shè)置輸入輸出信號的強制允許。5.1.4、Watchdog（WD）卡 Ø WD卡的功能是當(dāng)存在可能導(dǎo)致危險情形發(fā)生的故障時，確保輸出進入安全狀態(tài)。Ø 下部的WD輸出LED 指示CP （中央部件）的運行狀態(tài)，如果它熄滅表明CP 停止了，亦即CPU、通訊卡等均處于停止?fàn)顟B(tài)，此時整個FSC系統(tǒng)便處于停止?fàn)顟B(tài)，所以正常運行時此指示燈必須處于綠色常亮。5.1.5、電源單元PSU 10300/1/1Ø PSU 的作用是將24VDC 轉(zhuǎn)換為5V

17、DC/12A，用于向CP 等供電。Ø PSU 斷電時，必須要等待30 秒以上才能再次上電。5.1.6、診斷和電池卡（DBM）卡 10006/2/1Ø DBM 完成下列功能：² 診斷顯示（給出卡件故障的類型、Rack 號，Position 號）；² 實時時鐘（給出當(dāng)前的日期和時間）；² 電池后備（為CPU 和COM卡的RAM存儲器提供后備電源）；² 溫度檢測（在DBM 的電路板上安裝有兩個獨立的溫度檢測元件，用以反映FSC 系統(tǒng)內(nèi)卡件的溫度）；Ø 直觀顯示系統(tǒng)的三個狀態(tài)：² 如果WD卡上的WD指示燈點亮，DBM 的數(shù)

18、碼穩(wěn)定地顯示，則表明系統(tǒng)無故障；² 如果WD指示燈點亮，DBM 的數(shù)碼閃爍顯示，則表明系統(tǒng)有故障，但是CP（中央部件）沒有Shutdown；² 如果WD指示燈熄滅，則表明系統(tǒng)中存在故障，并導(dǎo)致了CP Shutdown，此時整個FSC系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)動雙鑰匙開關(guān)卡（10311/2/1）的復(fù)位開關(guān)“Reset”進行復(fù)位，重復(fù)幾次后若WD指示燈仍未點亮則需盡快聯(lián)系相關(guān)人員解決。5.1.7、開關(guān)量輸入卡（10101/2/1）為16通道開關(guān)量輸入卡件，與PLC開關(guān)量輸入作用相同，116指示燈指示各通道的狀態(tài)，導(dǎo)通時指示燈亮。5.1.8、開關(guān)量輸出卡（10201/2/1）為8通道開光量輸出卡件，18指示燈指示各個通道的狀態(tài)，指示燈亮表示相應(yīng)通道有輸出，