简述秦京输油管道SCADA系统维检修常用方法

夏秀占

（秦皇岛输油气分公司,河北 秦皇岛 066000）

0 引言

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，该系统在长输管道控制系统中应用广泛。其主要是以工控机为HMI界面，PLC及现场仪器仪表设备为基础的生产过程控制与调度自动化系统，它可以对现场的运行输油气设备进行远程监视和控制，最终实现重要参数的测量、数据采集、信号报警、设备控制、参数调节等各项功能[1-3]。

长输管道属于高危行业，安全生产是天字号工程，没有安全就没有一切。SCADA系统就好比监视输油生产的眼睛，其工作的稳定性直接关系着输油生产的稳定性，问题发生时必须及时解决。俗话说：工欲善其事，必先利其器，解决问题的关键，是对该系统的深入了解。

1 秦京输油管线SCADA系统简介

秦皇岛输油气分公司所辖秦京原油管线（以下简称秦京线）附属6个输油站和1个中心调度室。秦京线所使用的数据采集及监视控制系统（以下简称SCADA系统）以中控、站控设备为核心，检测仪表和控制仪表为现场单元，完成输油生产运行参数的显示、记录、报警及保护。

调度中心控制系统主要包括AB公司的PLC、中心路由器、交换机及操作员工作站；各站控制系统主要包括PLC、SLC、路由器、现场温度变送器、压力变送器及操作员工作站，如图1所示。

图1 秦京线SCADA系统构成示意图Fig.1 Qin jing line SCADA system structure diagram

2 秦京线SCADA系统故障排除及解决方法

依据当前的秦京线设备种类和控制要求，将各站控制系统大体分为3种：

1）输油泵机组监视控制系统。

2）工艺联锁控制系统。

3）热媒炉监视控制系统。

输油泵机组控制系统监视参数主要包括输油泵及电机的各项温度、输油泵进出口压力等，工艺联锁控制系统监视参数主要包括进出站压力、温度等，热媒炉控制系统监视参数主要包括热媒炉系统中各项温度、压力、流量。

2.1 SCADA系统的数据采集及显示

秦京线各站的数据采集主要通过罗克韦尔（AB）公司PLC和SLC实现。其中，PLC主要采集输油泵系统及工艺系统的数据，SLC主要采集热媒炉系统的数据。

数据显示主要通过工控机监视画面及触摸屏来实现，工控机显示所有输油泵机组运行参数、工艺系统参数及热媒炉系统部分主要参数；触摸屏显示所有热媒炉运行参数。各站工控机监视画面显示数据中，工艺系统及输油泵系统的数据来源于PLC，而热媒炉的数据来源于SLC。同时，PLC与SLC通讯，从SLC中直接采集热媒炉数据，并与其他数据一起打包，发送给调度中心PLC。调度中心的PLC5汇总数据后，最终全部显示到调度中心的工控机监控画面里。

2.2 秦京线SCADA系统常见故障

总结以往SCADA系统发生过的问题，主要有以下几种：

1）调度（站控）中心上位机监视画面中数据与实际不符。

2）调度中心显示与各站通讯时好时坏。

3）工控机监控画面中数据出现“？？？”。

4）触摸屏显示“与PLC通讯中断”，无显示数据。

5）工艺系统中，无纸记录仪数据正常，上位机数据为“？？？”。

2.3 故障排除方法

问题出现时，部分维修人员面对问题往往无从下手，原本很简单的问题，却因为维修人员的盲目而无法解决，即使最终解决了，也多做了许多无用功。

例如：某站1#热媒炉触摸屏显示数据丢失，提示“与PLC通讯中断”，维修人员看到此现象，就盲目的断定是SLC出了问题，直接从SLC查起，由于对SLC又不了解，不知从何查起。其实，针对该问题，可以这样入手，发现触摸屏数据丢失后，不是上来就从SLC查，而是先看下工控机中相应的数据是否正常。

正常，那么就不是SLC的问题，只要检查触摸屏与交换机之间的通信情况就可以了。

不正常，则首先查看下另一台炉的数据是否正常，正常则直接查看问题炉的SLC工作状态及其与交换机连接的线路是否有松动，另一台炉也不正常那么直接查看炉后交换工作是否正常就行了。当然，以上方法是基于维修人员对当前系统的熟悉。

下面以某站为例，介绍一下如何运用排除法和比较法进行故障排除，如图2所示。

故障1：操作员工作站监控画面显示1#、2#炉数据均为“？？？？”，触摸屏显示正常。

原因分析及排除方法：

上位机画面显示热媒炉数据来源于SLC，工作站与SLC之间的链路中设备包括：SLC、交换机、TP-Link、工控机，通讯模式为以太网通讯，连接线为网线，下面逐一比较、排除。

第一步：触摸屏数据正常，排除现场检测设备故障原因，排除SLC与交换机设备问题，证明之间的线路正常。

第二步：查看上位机其它数据是否正常。工艺系统参数正常，排除TP-Link、工作站设备及之间的线路问题。

那么现在就可以断定是交换机和TP-Link之间的线路问题了，只要查看一下两端设备接口状态及网线有无松动即可解决。

故障2：工艺系统参数工控机显示全为“？？？？”。

原因分析及排除方法：

从现场变送器到上位机，中间主要设备包括：现场变送器、PLC、TP-Link、上位机及其线路，下面注意比较，排除。

第一步：查看工控机热媒炉系统数据是否正常。

不正常，则直接查TP-Link工作状态、工控机网卡及TP-Link与工控机之间的连线是否正常即可。

正常，则证明工控机网卡及到TP-Link之间的线路正常，TP-Link设备正常。

第二步：查PLC工作状态。

故障灯亮，则证明PLC故障。

状态正常，则再查PLC到TP-Link之间的连接是否正常。大部分均由网线松动造成。

故障3：工艺系统参数工控机监控画面显示为“？？？？”或者“0”，以出站温度为例。

原因分析：

从现场变送器到上位机，中间主要设备包括：现场变送器、信号分配器、PLC5、TP-Link、上位机及线路，排除方法如下。

第一步：查看一下无纸记录仪显示是否正常。

不正常，则直接查现场变送器、信号分配器及之间链路。

正常，则证明现场变送器信号分配器这段链路、设备及接线正常。

第二步：工控机中其它工艺参数正常则证明PLC到工控机这段链路及设备正常，直接查，信号分配器到PLC对应通道之间接线即可解决。

3 结束语

文中谈到的问题解决方法，都是基于SCADA系统中信号流的走向、画面数据显示的比较来逐项排除，解决问题。快速排除问题的关键在于检修人员对系统及信号流的走向的了解程度，熟知各节点的功能，只有这样才能在面对问题时，从源头查起，抓住关键点，在最短时间内解决问题。

[1]王华忠.监控与数据采集(SCADA)系统及其应用[M].北京:电子工业出版社,2013.

[2]黄泽俊,虞献正,尹旭东.石油天然气管道SCADA系统技术[M].北京:石油工业出版社,2013.

[3]闫书磊.局域网组建与维护[M].北京:人民邮电出版社,2012.