SCADA系統(tǒng)維護培訓ppt課件

1、SCADA系統(tǒng)維護主講 人：王榮元單 位：延伸油管道運輸?shù)谝环止緝?nèi)容提要 SCADA系統(tǒng)簡介 SCADA系統(tǒng)構(gòu)造 SCADA系統(tǒng)功能 SCADA系統(tǒng)穩(wěn)定性影響要素 SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施 SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡性能測試 SCADA系統(tǒng)常見問題處置方法 一二三四五六七 SCADASupervisor Control And Data Acquisition數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是集丈量技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的綜合性集成控制系統(tǒng),可實現(xiàn)輸油管網(wǎng)的實時中央監(jiān)控和管理調(diào)度。目前在國內(nèi)外的輸油系統(tǒng)中該系統(tǒng)占主導位置。 1.1 SCADA系統(tǒng)定義1.SCADA系統(tǒng)簡介 管網(wǎng) SCADA系統(tǒng)交融了先

2、進的PLC技術(shù)、RTU技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、SCADA/HMI技術(shù)、客戶/效力器技術(shù)等，能實現(xiàn)對輸油系統(tǒng)的進油、計量、輸配、調(diào)壓全過程的監(jiān)控、管理和調(diào)度，能實現(xiàn)消費信息、管網(wǎng)情況的自動化搜集、分類、傳送、整理、輸配的優(yōu)化調(diào)度、缺點分析、輔助決策提供科學的手段，它的運用將使原油、廢品油消費、輸配管理更加平安、準確、高效。1.2 SCADA系統(tǒng)概略1.SCADA系統(tǒng)簡介1.3 SCADA開展歷程1構(gòu)成階段：SCADA系統(tǒng)的概念構(gòu)成于60年代。2成型階段：SCADA系統(tǒng)成型于70年代。3功能階段：80年代，微機+PLCPC,功能強大。4網(wǎng)絡階段：90年代，網(wǎng)絡拓寬了運用范圍，

3、管理自動化，更方便。1.SCADA系統(tǒng)簡介1.4 SCADA開展展望 SCADA系統(tǒng)在不斷完善，不斷開展，其技術(shù)提高一刻也沒停頓過。當今隨著電力系統(tǒng)、鐵道氣化系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)需求的提高以及計算機技術(shù)的開展，為SCADA系統(tǒng)提出新的要求，概括地說，有以下幾點：1SCADA/EMS系統(tǒng)于其它系統(tǒng)的廣泛集成；2專家系統(tǒng)、模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡等新技術(shù)研討的運用；3面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Internet技術(shù)及JAVA技術(shù)的運用；1.SCADA系統(tǒng)簡介2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.1 總公司級構(gòu)造圖2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.2 站控級系統(tǒng)構(gòu)造上位機：偏重監(jiān)控功能下位機：直接控制功能通訊網(wǎng)絡：實現(xiàn)上、下位機數(shù)據(jù)交

4、換從其構(gòu)造可以看出，SCADA系統(tǒng)具有控制分散、管理集中的“集散控制系統(tǒng)的特征。2.3.1 上位機功能2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造數(shù)據(jù)采集和形狀顯示趨勢分析報警和報警處置生成報表顯示儀表參數(shù)功能2.3 上位機2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造在SCADA系統(tǒng)開展初期，上位機系統(tǒng)普遍采用工控機。由于工控機在商用計算機上進展了改裝與加固，以順應工業(yè)運用的要求，主要表達在：硬件構(gòu)造、系統(tǒng)可靠性、抗干擾才干和環(huán)境順應性等。初期后期近年來，隨著商業(yè)機可靠性的不斷加強，以及商用機與工控機之間較大的價錢差距，SCADA系統(tǒng)選用商用機做上位機曾經(jīng)非常普遍。對于可靠性要求高的場所，可以經(jīng)過熱備等方式來實現(xiàn)。 2.3.2 上位機選

5、用2.3 上位機運轉(zhuǎn)于UNIX/LINUX平臺的SCADA系統(tǒng)軟件，該類軟件目前在石油行業(yè)。運用的主要有美國TRANSDYNC DYNAC軟件、加拿大TELVENT平臺軟件；運轉(zhuǎn)于WINDOWS平臺的SCADA軟件，該類軟件目前主要有SIEMENS WINCC、GE 、IFIX、 Citect2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.3.3 上位機軟件2.3 上位機2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造功能2.4.1 下位機功能2.4 下位機2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造1遠程終端單元RTU RTURemote Terminal Unit，RTU是安裝在遠程現(xiàn)場的電子設備，用來監(jiān)視和丈量安裝在遠程現(xiàn)場的傳感器和設備。它在提高信號傳輸

6、可靠性、減輕主機負擔、減少信號電纜用量、節(jié)省安裝費用等方面的優(yōu)點也得到用戶的一定。 2.4.1 下位機類型2.4 下位機2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造功能特點配置執(zhí)行2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2PLC可編程邏輯控制器典型的小型PLC產(chǎn)品有三菱的FX2N系統(tǒng)PLC、西門子的S7200系統(tǒng)、OMRON的CPM1A等。一些中、大型的SCADA系統(tǒng)的下位時機選用中型的PLC產(chǎn)品，如三菱的Q系列、西門子的S7-300、A-B公司的ControlLogix和施耐德的Quantum系列等 PLC系統(tǒng)通常由以下幾個部分組成背板電源模板CPU模板I/O模板通訊模板為一切模板提供安裝根底為一切模板提供供電對一切數(shù)據(jù)進展處置采

7、集數(shù)據(jù)及輸出控制指令滿足多種多樣的通訊需求附屬設備分支器、分別器、接線端子同軸電纜、網(wǎng)線、繼電器等2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造3智能儀表 在一些偏重數(shù)據(jù)采集、信息集中管理與遠程監(jiān)管的運用中，遠程控制功能要求較低。在這類SCADA系統(tǒng)中，大量運用各種現(xiàn)場儀表做下位機，如智能流量計量表、冷量熱量表、智能巡檢儀等。 2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造 通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分。與普通的過程監(jiān)控相比，通訊網(wǎng)絡在SCADA系統(tǒng)中扮演的作用更為重要，這主要由于SCADA系統(tǒng)監(jiān)控的過程大多具有地理分散的特點，如無線通訊機站系統(tǒng)的監(jiān)控。2.5.1 概念2.5 通

8、訊網(wǎng)絡2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造1上位機系統(tǒng)間網(wǎng)絡： 主要是銜接上位機、效力器、通訊設備、打印設備的局域網(wǎng)絡。上位機還可以設置WEB效力器，提供遠程監(jiān)控網(wǎng)絡。2下位機系統(tǒng)間網(wǎng)絡： 包括銜接I/O設備與控制器的現(xiàn)場總線，各種設備級總線等。3銜接上、下位機的通訊網(wǎng)絡 這部分網(wǎng)絡最復雜，方式最多樣，是SCADA系統(tǒng)的重要特點。2.5.2 通訊網(wǎng)絡類型2.5 通訊網(wǎng)絡SCADA系統(tǒng)中控制中心數(shù)據(jù)效力器和站控PLC/RTU之間普統(tǒng)統(tǒng)過微波、光纖或公網(wǎng)專線進展遠程通訊，通訊協(xié)議常采用IEC870-5 或DNP3.0規(guī)范通訊協(xié)議；控制中心的數(shù)據(jù)效力器與一切本地任務站之間、站控的PLC/RTU與本地操作員任務站之

9、間都是在各自局域網(wǎng)上采用TCP/IP、OPC或Modbus協(xié)議進展數(shù)據(jù)通訊。 2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.3 通訊網(wǎng)絡介質(zhì)2.5 通訊網(wǎng)絡 交換機是一種用于電光信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡設備。它可以為接入交換機的恣意兩個網(wǎng)絡節(jié)點提供獨享的電信號通路，在一分公司主要配置的交換機是思科和邁普的交換機，其中靖榆線運用的是邁普帶光口的交換機，光纖信號直接經(jīng)過尾纖接到了交換機上。定靖線運用的思科交換機和西門子交換機，光纖經(jīng)過光纖收發(fā)器銜接到定靖線，樊東線各個場站，閥室的中心交換機上。小天線建立時間比較早，主要運用科龍交換機，光纖經(jīng)過光纖收發(fā)器銜接到科龍交換機上，實現(xiàn)場站數(shù)據(jù)上傳。2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4

10、通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡 路由器是一種銜接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進展“翻譯，以使它們可以相互“讀懂對方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡，如，一處的定靖線原線網(wǎng)段是192.168.1.X，定靖復線是172.16.9.X，靖榆線172.16.5.X，這些網(wǎng)段在和總調(diào)銜接時候，就需求路由器翻譯成總調(diào)網(wǎng)段。圖例為華為的路由器2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4 通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡接頭跳線 熔接盒2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4 通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡 多模光纖 最大傳輸間隔2km。 單模光纖 常用傳輸間隔為20KM內(nèi)，遠的可到達120KM。2.SCA

11、DA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4 通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡 光纖收發(fā)器，是一種將短間隔的雙絞線電信號和長間隔的光信號進展互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器Fiber Converter。普通運用在以太網(wǎng)電纜無法覆蓋、必需運用光纖來延伸傳輸間隔的實踐網(wǎng)絡環(huán)境中單模光纖收發(fā)器：傳輸間隔20公里至120公里多模光纖收發(fā)器：傳輸間隔2公里到5公里2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4 通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡華為OptiX 155/622H 光端機將多個E1一種中繼線路的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，通常速率為2.048Mbps，此規(guī)范為中國和歐洲采用E1是物理銜接技術(shù)，是數(shù)字網(wǎng)絡，可以同軸也可以光

12、纖信號變成光信號并傳輸?shù)脑O備它的作用主要就是實現(xiàn)電光和光電轉(zhuǎn)換 2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4 通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡2.SCADA系統(tǒng)構(gòu)造2.5.4 通訊網(wǎng)絡硬件2.5 通訊網(wǎng)絡光端機常見缺點3.1 主要控制功能3.SCADA系統(tǒng)功能3.2 顯示及其他功能3.SCADA系統(tǒng)功能工 藝 流 程 圖 動 態(tài) 顯 示全 線 數(shù) 據(jù) 采 集 和 集 中顯 示。報 警 顯 示、記錄、自 動 打 印 功 能。報 表 自 動 生 成 和 打 印 功 能。數(shù) 據(jù) 實 時 和 歷 史 趨 勢 顯 示 功 能。事 件 記 錄 和 查 詢 功 能。建 立 運 行 參 數(shù) 實 時 和 歷 史 數(shù) 據(jù) 庫。監(jiān)

13、 控 和 操 作 權(quán) 限 管 理功 能。系 統(tǒng) 在 線 維 護。1場站檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu)等設備因質(zhì)量問題存在誤差或不可靠；2站控系統(tǒng)硬件設備缺點；3站控系統(tǒng)控制軟件開發(fā)不完善或不合理；4調(diào)度中心硬件缺點；5調(diào)度中心SCADA軟件平臺不穩(wěn)定；6調(diào)度中心軟件開發(fā)不完善或不合理；7調(diào)度中心和站控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡不穩(wěn)定；8調(diào)度中心網(wǎng)絡遭病毒或黑客攻擊；9設備安裝和施工不規(guī)范也是呵斥系統(tǒng)不穩(wěn)定潛在的要挾；10系統(tǒng)維護管理不規(guī)范。4. SCADA系統(tǒng)穩(wěn)定性影響要素案例： 1小河站數(shù)據(jù)離線，CITECT顯示#BAD,以下圖為AB 1756-L62正常任務的指示燈形狀，當其中的IO燈變紅時候，就會出現(xiàn)上述缺點，把

14、CPU形狀用調(diào)整鑰匙調(diào)整到PROG后10秒再調(diào)整到RUN即可。注：小天線和定靖原線都運用的該硬件。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.1 觀看硬件形狀指示燈2樊東站閥室離線，CITECT顯示#BAD,以下圖為施耐德BXMP342020H正常任務的指示燈形狀，當其中的IO燈變紅時候，就會出現(xiàn)上述缺點，把CPU重啟即可。注：靖榆線，定靖復線相關(guān)閥室也都運用的該硬件。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.1 觀看硬件形狀指示燈3樊學站數(shù)據(jù)離線，CITECT顯示#BAD,以下圖為施耐德140 CPU 671 60正常任務的指示燈形狀，當其中的IO燈變紅時候，就會出現(xiàn)上述缺點，把CPU形狀用按鍵調(diào)整到

15、RUN即可。注：靖榆線，定靖復線相關(guān)站控也都運用的該硬件。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.1 觀看硬件形狀指示燈案例： 1靖榆線首站，末站SCADA數(shù)據(jù)不能相互監(jiān)測，從靖邊廢品首首站上位機PING末站IP，當顯示圖例的懇求超時時候，就表示網(wǎng)路曾經(jīng)缺點，檢測靖榆線閥室形狀，確認除卻6號閥室后的一切閥室能否給電正常。定靖線，小天線，相關(guān)站控和閥室在出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷時候，都可以經(jīng)過這種方式確定通訊鏈路能否正常。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.2 測試網(wǎng)絡運轉(zhuǎn)形狀 2榆林廢品油末站，上位檢測軟件數(shù)據(jù)出現(xiàn)#COM。當上位檢測軟件出現(xiàn)該缺點時候，先從上位機直接PING該站CPU的IP地址在臺賬中曾

16、經(jīng)注明，當出現(xiàn)下面圖例的懇求超時時候，先檢測上位機端口能否正常工程選擇能否正確，再檢測網(wǎng)絡銜接能否正常。注：各個場站出現(xiàn)該缺點時候，都可以經(jīng)過這種方法檢測本站網(wǎng)絡能否正常。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.2 測試網(wǎng)絡運轉(zhuǎn)形狀案例： 1小河站輸油泵連鎖缺點。熟習場站設備連鎖條件后，檢測各個條件能否正常，重點檢測相關(guān)變送器，當上位和現(xiàn)場顯示不同時候，要經(jīng)過檢測反響電流來排除缺點。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.3運用專業(yè)知識，閱歷排查。 2東仁溝站連鎖缺點。熟習場站設備連鎖條件后，檢測各個條件能否正常，重點檢測相關(guān)變送器，當上位和現(xiàn)場顯示不同時候，要經(jīng)過檢測反響電流來排除缺點，如圖：顯

17、示的是泵體振動上位檢測顯示，平緩的是40HZ時候的曲線，動搖大的是42HZ時候，這種情況就是現(xiàn)場的儀表存在缺點。注：各個場站的電儀人員應該可以憑仗平常的缺點景象積累，可以先決判別缺點緣由。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.3運用專業(yè)知識，閱歷排查。 3榆林末站罐區(qū)閥門遠控缺點:榆林末站罐區(qū)原線管線的電動閥門不能在SCADA上位遠控，這種缺點先從現(xiàn)場排查不斷到系統(tǒng)，檢測現(xiàn)場閥門能否存在機械缺點，依次檢測通訊，直到上位的畫面組態(tài)，在組態(tài)，系統(tǒng)硬件，網(wǎng)路都正常的情況下直接就可判別是閥門所配置的PLC和主CPU之間的通訊缺點。5.SCADA系統(tǒng)通訊中斷應急措施5.3運用專業(yè)知識，閱歷排查。 目的：

18、評測網(wǎng)卡的傳輸速度和網(wǎng)卡傳輸?shù)姆€(wěn)定性。 方法：測試時：兩臺計算機，一臺計算機向另一臺拷貝文件：(一個緊縮文件和一些非緊縮文件)，100Mbps網(wǎng)，最大12.5MB/秒下載速率 6. SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡性能測試6.1 運用網(wǎng)絡性能測試工具Du Meter測試傳輸速率 目的：調(diào)查網(wǎng)絡設備的性能。 方法：測試時需求運用兩臺計算機，這兩臺計算機均安裝 Qcheck軟件，然后分別運轉(zhuǎn)Qcheck程序。在測試中，從一臺計算機向另一臺計算機發(fā)送文件，然后測試呼應時間和吞吐率。呼應時間越小，闡明設備處置數(shù)據(jù)包的速度越快。10次均值測試包長Byte32000160008000400020001000最小時間ms

19、311111最大時間ms321111平均時間ms4211116. SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡性能測試6.2 運用Qcheck網(wǎng)絡性能測試工具測試呼應時間和吞吐率 目的：延遲也是調(diào)查網(wǎng)絡設備的的重要性能目的之一。延遲越小，闡明設備處置數(shù)據(jù)包的速度越快。丟包率是指網(wǎng)絡設備在穩(wěn)定的負載下由于短少資源應該轉(zhuǎn)發(fā)而沒有轉(zhuǎn)發(fā)的包占全部包的百分比，該項目的用來調(diào)查設備在過載情況下接受才干。 方法：運轉(zhuǎn)圖形化Ping測試工具 Ping次數(shù)50100150200測試包長1024Byte延遲時間ms0.830.830.830.81丟包率%0000測試包長1280Byte延遲時間ms1.51.4S1.51.4丟包率%0000

20、6. SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡性能測試6.3 運用圖形化Ping測試工具測試延遲時間及丟包率1開場-運轉(zhuǎn)，輸入cmd，回車 2回車后進入下面的環(huán)境7. SCADA系統(tǒng)常見問題及處置方法7.1 Ping網(wǎng)絡的方法3輸入ping，回車，出現(xiàn)下面的畫面 7. SCADA系統(tǒng)常見問題及處置方法7.1 Ping網(wǎng)絡的方法 4選用ping IP地址(例如ping 128.0.0.10)，結(jié)果如以下圖。結(jié)果闡明32個字節(jié)數(shù)據(jù)的收發(fā)正常，沒有丟包。7. SCADA系統(tǒng)常見問題及處置方法7.1 Ping網(wǎng)絡的方法 5選用ping IP地址 l 10000(例如ping 128.0.0.10 l 10000)，結(jié)果如以下圖。結(jié)果闡明10000個字節(jié)數(shù)據(jù)的收發(fā)正常，沒有丟包 6可以運用上述5的方法進展多次ping網(wǎng)絡操作，只需出現(xiàn)過丟包的記錄，就證明網(wǎng)絡性能存在隱患，應該檢查網(wǎng)卡、網(wǎng)線、交換機(或者光纖收發(fā)器、光纖跳線等)以及各設備間的接線能否有問題。7. SCADA系統(tǒng)常見問題及處置方法7.1 Ping網(wǎng)絡的方法 現(xiàn)場運轉(zhuǎn)期間，有時會發(fā)生某個站的主控不能登錄，不能ping通，有以下幾種情況： 1網(wǎng)絡銜接缺點：檢查