SCADA系統(tǒng)在長輸油氣管道系統(tǒng)中的應用
ESD系統(tǒng)采用微處理器技術(shù),診斷覆蓋面超過99.99%,系統(tǒng)符合IEC61508 SIL3標準,其高度的自診斷功能確保系統(tǒng)安全性及高可靠性、系統(tǒng)自診斷功能包括:
◇在過程安全時間間隔內(nèi)的自診斷
◇程序周期異常監(jiān)視
◇所有I/O點檢測
◇程序和數(shù)據(jù)存儲器管理檢測
◇內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸檢測
◇所有的通訊檢測
◇中央處理器CPU和內(nèi)存的監(jiān)測
◇當自檢發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障時,系統(tǒng)可以輸出接點信號,提示操作人員。
(2) SM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
FSC系統(tǒng)的硬件模塊可分為三組:CP中央控制模塊、I/O輸入輸出模塊、FTA現(xiàn)場接線端子模塊。
系統(tǒng)是由2套獨立行運的系統(tǒng)組成,專用的內(nèi)部通訊接口負責其同步運行,當系統(tǒng)自診斷發(fā)現(xiàn)一個模塊發(fā)生故障時,CPU將強制其失效,確保其輸出的正確性。這樣確保了系統(tǒng)的高可靠性、高安全性及高可用性。
FSC系統(tǒng)可提供不同的配置以滿足用戶對安全級別和可用性的不同要求如表2所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/159466.htm
①中央控制模塊
四重化處理器模塊(QPM)QPP-0001是SM系統(tǒng)的心臟,負責控制所有的系統(tǒng)操作。處理器的每次讀寫指令都要先對硬件和邏輯運算進行比較,另外對硬件的診斷測試使QPM模塊的診斷覆蓋率高達99.99%,因此,在一個QPM模塊運行的情況下仍可以保證系統(tǒng)的安全等級可達SIL 3。物理內(nèi)存8 M、閃存12 M,自帶鋰電池,斷電支持6個月數(shù)據(jù)。2套處理器并行工作原理,雙機工作、無切換概念,故障處理器會被自動切斷,對程序運行無任何影響,不會中斷監(jiān)控。
②電源
SM系統(tǒng)采用冗余的經(jīng)過TUV認證的220VAC/24VDC穩(wěn)壓電源對系統(tǒng)供電。
③工程師站
作為SM系統(tǒng)維護和診斷的人機接口PC機,采用DELL臺式PC機/筆記本。系統(tǒng)軟件可運行在Windows XP/2000的環(huán)境下。使用串行/Ethe rnet的通訊接口,可提供下列特性:
◇系統(tǒng)軟件的組態(tài)、修改和下裝。
◇I/O賦值功能。
◇允許系統(tǒng)有效仿真,系統(tǒng)狀態(tài)的在線監(jiān)測。
◇工程師站還具備SOE功能,SOE是基于WINDOWS 2000/XP的應用程序,他將檢測到的過程事件記錄下來。這些事件從相連的SM系統(tǒng)中檢
索出來后用于在線查看、直接通過打印機打印、存儲到磁盤上日后分析,事故記錄的時間分辨率為1ms。安裝SOE軟件后,可以很方便找出引起的第一故障并進行分析,最大限度地減少停車時間,提高生產(chǎn)效益。
(3) SM系統(tǒng)配置
在西二線項目中,采用QPP配置:冗余的中央控制器、冗余的電源模塊、冗余的通訊模塊、非冗余控制的I/O模塊。系統(tǒng)采用一對冗余的達到SIL3認證的220VAC/24V DC 45A穩(wěn)壓電源分別對SM系統(tǒng)及現(xiàn)場設備供電,電源模件可在線不中斷維護。其中IO卡件主要分三種,如表3所示。
①數(shù)字輸入(DI)
所有DI為無源干接點信號。使用FS-SDI-1624型16通道24 VDC故障安全型DI模塊,所有信號帶LED燈。每個通道采用光電隔離方式,通道間隔離:2000Vac。
輸入最大電壓:36 VDC
輸入電流:7 mA/24 Vdc
②數(shù)字輸出(DO)
FS-SDO-0824型是8通道故障安全型24 VDC/550 mA DO模塊,負荷13 W,所有信號帶LED燈每個通道采用比電隔離方式。通道間隔離:2000Vac。
每通道最大輸出電流:550mA。
③模擬輸入(AI)
FS-SAI-1620m是16通道故障安全型AI模塊。
輸入范圍:0—4.1 V/4—20 mA
輸入阻抗:>1 Mohm
每通道采用A/D轉(zhuǎn)換器精度:14位
A/D轉(zhuǎn)換器誤差:+/-1LSB
通道間隔離:2000\Vac
最大輸入電壓:+/-36Vdc
(4) SM系統(tǒng)優(yōu)化性能
采用SM作為場站的ESD具有以下的優(yōu)點:
◇SM的QMR結(jié)構(gòu)是雙處理器板、每個處理器板為雙CPU的四重化冗余結(jié)構(gòu),并提供系統(tǒng)診斷,具有更高的可靠性和有效性,達到IEC的SIL3級認證,優(yōu)于技術(shù)規(guī)格書中的SIL2級認證要求;
◇ESD與站控系統(tǒng)無縫集成,關于ESD的所有數(shù)據(jù)、診斷、系統(tǒng)狀態(tài)信息均可以在操作站上顯示;
◇操作站上支持ESD的毫秒級SOE顯示,這對于事故追憶和分析是非常重要的。
2 結(jié)束語
在長輸油氣管線中引入SCADA系統(tǒng),不但可以提高工作效率和管理水平,降低運行成本,而且可以減少人為因素造成的不良影響,減輕操作人員的勞動強度,保證管道生產(chǎn)安全可靠地運行。
同時計算機技術(shù)的發(fā)展,也是一種必然的趨勢。系統(tǒng)的開放性和可擴充性能夠適應各地不同和不斷變化的生產(chǎn)要求,并提供與其他信息系統(tǒng)的連接能力。
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