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茂名罐区管理自动化系统集成
发布时间:2015-01-08

茂名罐区管理自动化系统

1.1IndustrialIT SCADA VantageTM系统概述

ABB公司的SCADA系统解决方案是基于Windows XP操作系统的IndustrialIT SCADA VantageTM, 是ABB公司与世界著名石油公司经过多年共同研制开发、并在实际运行中得到验证的系统。该系统的实时数据库驻留内存运行,采用数据压缩、数据库容错技术, 可直接面向实时数据、过程对象和SQL数据库进行在线组态、修改。采用SQL 结构化查询语言做为高级应用开发工具。通过Visual Basic 控件对象技术灵活设计扩展人机接口界面。VB数据对象可广泛用于趋势显示、报警/事件显示、动态地图、动态数据和动态符号。通过OPC, DDE, ODBC,OLEDB, SQL 等多种方式达到系统之间的互连。支持时间标记(Time stamp)。SCADA系统服务器采用冗余和分层结构,使得主服务器和现场服务器互为冗余异地配置成为可能。支持多种通讯协议,支持多种通讯路由选择, 可与各种控制单元、RTU及DCS设备进行数据交换和通讯链路的自动切换。

IndustrialIT SCADA VantageTM系统与其它控制中心进行通讯,采用支持IEC6870-5-104国际通讯标准,这说明ABB公司提供的SCADA系统可以具有做为总部调度中心SCADA系统的能力。

IEC6870-5-104是基于广域网(WAN)的一种优化的数据交换产品,它建立在ISO制造业信息规则(MMS)标准之上,提供工业化的信息服务。

IEC6870-5-104通讯协议按照规则提供多种业务处理功能,协议客户端和服务器两者都能支持这些业务处理功能。

IndustrialIT SCADA VantageTM系统能够提供如下调度中心之间的处理业务:

不同的数据类型如SCADA数据、功率流量或互换进度表

周期性、需求请求或事件出发的带有时间标记数据集的传送

支持定制应用-定义数据信息

1.1.1 数据采集和存储

SCADA Vantage主机从现场设备读取实时数据,同时通过一个接口还可以把数据储存为历史数据并长时间保存。数据库只有数据采集频率和数据存储空间受到一定限 制。实时数据和历史数据都可以通过趋势图再现。基于最初的设计定义,丢失数据可以通过回填方式代替。数据以数据库形式储存,数据库采用服务器/客户端的分 布式的开放式架构。

1.1.2报表生成和分配

报表可以访问,也可以使用电子邮件或硬拷件方式使用。采用SQL, ODBC, 和DDE标准和利用微软的层级树结构和菜单,可以访问使用历史数据和实时数据。基于技术规格书和设备实时数据,也可生成包含报警事件的报表。报告样式可以采用工程报表和财会报表风格。

1.1.3监视、控制和趋势

基于SCADA Vantage系统的特殊结构和功能,SCADA Vantage系统主机可以在本站监视和控制其他工艺装置控制系统,数据监视和控制的刷新频率取决于通信线路的情况。数据显示既有动态数据,还有fy- over数据,数据的刷新速度取决于通信系统的实际情况。SCADA Vantage有快速扫描功能,所有测点均可以通过趋势图进行浏览以及重点区域浏览、放大、缩小等功能。

1.1.4客户端数量

事实上, SCADA Vantage系统的客户端数量没有限制的。客户端通信只需要较低的带宽,几乎适用所有客户,无论本地客户还是远程客户。客户可以使用包括LAN、 WAN、调制解调器、VPN之内各种通信方式访问系统。客户端可设在现场,或其它任何地方。在实施过程中,ABB可以为客户提供服务和帮助。

1.1.5SCADA系统能力

ABB 的 SCADA Vantage系统支持所有的SMSCS实时数据、状态、报警、历史趋势及报警/事件日志记录;并驻留在SCADA系统服务器数据库中并可被读取。数据库具备自维护功能及定时自动备份管理功能。

1)报警汇总

SCADA Vantage在标准显示屏幕的右下端的位置显示未应答报警表。SCADA系统也可能如同主屏幕地图显示方式,客户可以通过一个页面按钮打开一个整屏的报 警汇总简洁画面。SCADA Vantage首先按照报警优先级以时间先后分类排序报警。当一个监控点发生报警,在报警汇总中,这个点即发生闪动,例如在有色和无色之间闪动。任何动态 对象点在报警状态时,都有类似的闪动。这个点的闪动一直保持到这个报警被应答为止。当一个未应答报警发生时,SCADA Vantage 可以产生一种声音提示,声音的类型取决于你的公司的设定。每一个报警可以通过将光标移到该报警对象或报警点,双击鼠标来应答该报警。通过点击标题栏的项目 改变报警的排列顺序例如,报警的汇总是基于报警点的名称,按照报警优先级和时间顺序排序,如果点击报警汇总的标题栏的项目,报警汇总按照报警点名称、报警 优先级等重新排序。

2)操作员报警汇总

操作员报警是由操作员设定的一次或重复性报警。这种报警可以带有客户定义的区域和信息操作员报警类似一个报警时钟,可以被设定在一个特定时间带有特别信息的报警。这些报警最初可以通过点击这个命令按钮 ,弹出如下所示的操作报警表屏幕。

点击 按钮用于系统增加新的操作员报警。将弹出新的操作报警对话框,如下图所示:

进入操作员报警名称,然后点击 按钮,一个新的操作员报警特性组态页弹出如下图所示:

这个特性组态页也可以通过点击操作员报警表的有关报警后弹出。在这个特性页中,可以进入 对于操作员报警的描述、注释、定时类型(SCHEDULE TYPE)和发生频率(RE-SCHEDULE TYPE)。激活调整定位(ALIGNMENT OF ACTIVITY)是指对于一个活动报警的每日启动时间。激活间隔只有当定时类型被设定为Interval或Interval Offset时才是有效的。激活间隔是指起始于激活时间的调制开始的报警之间的时间。操作员报警特性-任务表用来定义报警的区域和报警优先级。操作员报警 区域和报警优先级可从弹出的选择项中选择确认。操作员报警信息是指当某一报警有效时所显示的信息。

3)趋势图性能

尽管所有实时系统和SCADA系统都具有趋势图功能,但相比而言,SCADA Vantage系统有自己明显的特点,它们是:

基于实时数据的趋势图可以存储,无论是何种方式访问。

趋势图块(区)的自动在线归档及再现功能(需要定义高速访问文件)让客户非常透明地访问很长一段时间的数据趋势图。

1.1.6客户工作站应用管理器(CAM)

该软件自动管理客户端工作站的应用软件的升级。当SCADA Vantage 系统的客户端工作站连接到服务器时,客户端工作站应用管理器(CAM)将检测每一台连接的客户端工作站软件是否是最新版本并负责自动升级。

如果客户端工作站的软件需要升级,CAM会自动将必要的组件下载到客户端工作站并更新。

允许系统管理员把新的软件组件放在CAM并自动更新客户端工作站的方式大大简化了软件升级的工作量,同时也有效减少升级带来的问题。

灵活的架构

SCADA Vantage系统可灵活选择设置如下各种运行方式:

没有冗余功能的单机系统

带有热备用和软件实现的故障自动切换功能的冗余系统

层级服务器和点对点的对等服务器

自动离线轮询备用

互联网访问

没有冗余功能的单机系统主要用于中小型系统并且系统可以短时间停机。

带热备用功能的冗余系统应用于运行条件非常苛刻的主控中心,主控中心系统几乎要求不可以停机。

层级服务器应用于数据库分布在不同的现场以减少机器停机时带来的影响,但是必须有一个上位实时数据库以供公司查询访问。上位实时数据库通过现场数据库进行更新。

点对点的对等服务器应用于离线的热备份;离线服务器运行在不同甚至很远的地方,并且数据更新率很低(以数分钟量级计算)。一旦主控中心系统因为灾难而瘫痪,离线备份系统接管运行。

自动离线轮询备用用于层级服务器系统中,一旦现场服务器出现故障,上位服务器接管轮询,当现场服务器故障排除后,则自动切换回来。

在互联网和公司内部网可以用表格方式访问实时数据库和历史数据库。

1.1.7人机界面(HMI)

人机界面监控软件为IndustrialIT SCADAVantage,用于SCADA系统的人机界面,进行设备控制和过程数据的监测、数据/状态/报警画面显示,报警/事件记录,报表生成等。操作 员站从SCADA系统服务器持续获取数据,提供本地人机界面,以完成本地所有的控制命令和数据输入,为本站CRT提供图形及表格,提供数据获取、报警、记 录、图形、实时趋势线、历史趋势线及历史数据。历史趋势应用对每个记录变量提供可选的采样频率、死区及时间周期。

IndustrialIT SCADAVantage提供的画面类型为:

提供和本站SCS的操作接口。软件提供本站各单元的图形或表格显示功能。操作员通过一系列的图形、表格显示,以及打印好的事件记录及报表,利用颜色(CRT显示)和数值获取站场及单元状态。颜色提供站操作方式、泵状态、数据性质、报警状态及阀门状态等信息。

全部的画面显示层次为菜单选择并可单键完成从一个画面到另一画面的转换。初始的画面显示整个站场的总貌,包括主要的设备、建筑物。每一个渐次的显示画面集中在现场的一小段上并比上一级画面提供更详细的过程信息。

调度员能通过键盘及鼠标交互式改变站的操作参数,停某一泵单元,开/关阀门,改变站操作设定点,改变报警限,改变站操作方式。

画面上有动态的数据/命令输入区域,并可以 接受操作员的输入以改变系统参数、启/停泵单元以及改变操作模式。当一个新画面被选择时,数据输入的方式不是被自动选择的。首先,在屏幕上将光标移动至欲 输入数据的区域(此时该区域加亮);下一步,输入所需的数据或从对话框中选择相的命令或数据;最后,用鼠标点一下接受键(或按一下会车键)接受新的数据或 命名。同时,如果所输入的数据或命令超时,该数据或命名将被重置(复位)。能接受所有的输入数据,包括超限测试数据,优先更新数据等。系统将不接受新的数 据或命令直至会车键或接受键被按下。在确定之前输入的数据或命令可被编辑,同时,任何输入的数据或命令被记录在报警/事件打印机中并在报警/事件汇总画面 中显示。

显示画面的数量和型式至少包括:

总貌显示

表格显示

测量图形显示

测量表格显示

泵单元图形显示

泵单元表格显示

泵单元操作曲线显示

设定点控制显示

控制回路参数显示

参数维护显示

实时趋势显示

历史趋势显示

通讯状态显示

报警汇总显示

报警/事件历史显示

报警/事件记录

报表

小时报表记录

日报表记录

控制系统配置描述

1)中心控制室系统配置

在中心控制室提供一套冗余的SCADA系统服务器、一套WEB服务器、一套MIS服务器、一套工程师站以及四套操作员站等设备,并分别配置SCADA系统数据库软件、工程师软件/操作员软件及与工厂管理网接口软件等。

2)仪表机柜间及中心控制室机柜室系统配置

在中心控制室-机柜室,设有一对冗余的AC800M PM861控制器用于DCS控制站。若干S800 I/O卡用于本地和远程I/O站。

在仪表机柜间,设有2对冗余的AC800M PM866控制器用于DCS控制站。若干S800 I/O卡用于本地和远程I/O站。另外还配置有 一套操作员站(兼作工程师站)。

AC800M控制器 北京幸运28所提供的控制器特性如下: 控制器包括CPU、通讯模块、电源模块和各种附件。可供选择的控制器模块有若干种,其处理能力、内存大小和冗余支持各不相同。 每个控制器模块分别配备有两个以太网端口,用于与其它控制器进行通讯,并且与操作员、工程师、管理人员和更高层次的应用进行交互。在可用性极其重要的场合,这两个端口可配置成冗余端口。 另外配备相应的RS-232C 端口,可供CPU与编程/调试工具以及第三方系统和设备之间进行点到点的通讯之用。 该项目选用的AC800M控制器具体参数:

CPU 32位处理器,时钟频率133MHz/48MHz

RAM 16/32/64MB (SD-RAM),用于应用程序存储,后备电池,另可配置8MB Flash卡

支持如下接口:

以太网端口:2个,以太网(IEE 802.3)通讯接口,速率为100兆/秒,RJ-45接口,支持冗余配置

RS232C接口:2个

冗余控制器切换时间:最大值10ms,通常3-7ms

冗余控制网络切换时间:1秒

时钟同步时间:根据CNCP协议,控制器间的同步时间为1ms

电源:24V DC,符合国际电工委员会(IEC)61131-2标准

环境温度:-25...70℃ (-13...158?F),无强制冷却需求

导轨安装,灵活紧凑的模块化结构

保护等级:IP20,符合EN 60529,IEC 529

支持模块热插拔

支持冗余电源供电

不同系统之间的AC800控制器可以通过TCP/IP相互通讯

一个控制器可直接连接8个S800IO 站,每个站可带12个IO模件,总共可带 8*12个IO模件。

一个控制器如通过ProfibusDP/DPV1总线,按物理连接,最多可带 79个站,每个站可带24个IO模件,总共可带79*24个I/O模件。

S800 过程I/O站

中心控制室机柜室DCS系统选用以下S800 I/O 模件:

模拟输入模件:AI815,HART 0-20mA,1-5V DC,8通道

数字量输入模件:DI810, 24 Vdc, 16 通道

数字量输出模件:DO810,24 Vdc, 16 通道

仪表机柜间DCS系统选用以下S800 I/O 模件:

模拟输入模件:AI810,0-20mA,1-5V DC,8通道

模拟输出模件:AO810,0-20mA,1-5V DC,8通道

模拟输入模件:AI830,RTD,Pt100,8通道

模拟输入模件:AI815,HART 0-20mA,1-5V DC,8通道

数字量输入模件:DI810, 24 Vdc, 16 通道

数字量输出模件:DO810,24 Vdc, 16 通道

控制系统还包括以下设备:

1.黑白/彩色激光打印机等

2.系统机柜

3.继电器柜

4.电源柜

5.浪涌保护器柜

6.端子柜

7.网络交换机、光缆及相应的附件

8.操作员工作台/打印机台

9.继电器/浪涌保护器

10.内部连接电缆等

系统冗余原则:

1.控制器1:1冗余

2.所有的通讯模件1:1 冗余

3.所有的通讯介质1:1冗余

4.系统需要的来自UPS的220VAC供电

5.所有的24VDC供电