1、作者:Pan Hon glia ng僅供個人學習BB RTU閥室控制系統(tǒng)技術方案概述西氣東輸泰安支干線站控系統(tǒng)擬采用以計算機為核心的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集(SCADA - Supervisory Con trol A nd Data Acquisiti on )系統(tǒng)。其中在各監(jiān)控 閥室、監(jiān)視閥室和高位檢測點分別設置遠程終端裝置 (RTU)作為SCADA系統(tǒng)的 遠方控制單元。RTU是保證天然氣輸送管道、輸油管道自動化監(jiān)控系統(tǒng)正常運 行的基礎，系統(tǒng)投產(chǎn)運行后可以達到在調(diào)度控制中心 (MCC或備用調(diào)度控制中心 (SCC對全線進行自動監(jiān)控的技術水平。2. 系統(tǒng)描述BristolBabcock公司在全球自控系統(tǒng)

2、的領導地位、豐富的石油天然氣及管 道行業(yè)經(jīng)驗、以及獨特的系統(tǒng)設計方法保證我們?yōu)楦鞅O(jiān)控閥室、監(jiān)視閥室和高位檢測點RTU部分提供一整套解決方案，并且保證該解決方案是最佳的解決方 案。各監(jiān)控閥室、監(jiān)視閥室和高位檢測點RTU均采用BB公司的ControlWaveMicro 控制器。ControlWave Micro 控制器 CPU 集成了 1 個RS232、1 個RS485 串口和2個100/ 10M以態(tài)網(wǎng)口。閥室RTU與通信系統(tǒng)之間采用光通信，將 RTU 的數(shù)據(jù)同時向上下游的站控制系統(tǒng)發(fā)送， 光通信通道任一處發(fā)生故障時，均可 保證RTU的正常通信，提高整條管線的安全性。BristolBabcock

3、公司的 ControlWave 控制器組態(tài)軟件 ControlWave Designer工作在基于32位的Windows系統(tǒng)，軟件編程支持復制、粘貼、自定義 工具欄、快捷方式、I/O仿真、程序離線測試、程序打印等操作，同時軟件編 輯器提供各種操作的向?qū)椭梢允共僮髡呷菀椎耐瓿扇纾篒/O的組態(tài)、函數(shù)和功能塊的添加刪除、關鍵字的添加、變量和數(shù)據(jù)類型的定義等工作。組態(tài) 軟件ControlWave Designer 提供五種編程語言(ST, FDB, LD, SFC, IL )。3. 系統(tǒng)功能遠程終端裝置-RTU對現(xiàn)場的工藝變量進行數(shù)據(jù)采集和處理；監(jiān)控線路緊急截斷閥；供電系統(tǒng)的監(jiān)控；采集和處理陰極

4、保護站的相關變量；可燃氣體的監(jiān)視和報警；數(shù)據(jù)存儲及處理；邏輯控制；緊急停車（ESD）；為調(diào)度控制中心提供有關數(shù)據(jù)； 接受并執(zhí)行調(diào)度控制中心下達的命令等。4. 系統(tǒng)硬件描述4.1 遠程終端裝置（RTU-ControlWave Micro ）ControlWave Micro是集成了 PLC,RTU和PAC的優(yōu)點與一體的可編程混 合控制器，從小規(guī)模、中等規(guī)模的應用到大規(guī)模的應用場合都能使控制系統(tǒng)性 能達到最大化。它也能無縫的兼容ControlWave系列其它產(chǎn)品從而可以實現(xiàn)整 個控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。另外由于產(chǎn)品具有其體積小、功耗低、堅固耐用的 特點，完全能滿足苛刻的工廠控制及遠程 SCADA應用

5、環(huán)境。1. ControlWave Micro 特點：ARM處理器提供卓越的性能和超低功耗IEC 61131-3編程標準并集成有ACCOL III過程控制功能塊庫可選擇的10/100 Mbps自適應以太網(wǎng)口多達11個串行通訊接口（包括可選配的內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和電臺通訊端口）3, 4, 8槽基本機架，2, 4, 8槽擴展機架混合輸入/輸出卡件滿足低成本的場合應用可選配的隔離型輸入/輸出模塊硬件密碼鎖拒絕無權(quán)限的人訪問工作溫度范圍寬（-40到70 C ）適用于Class l,Div.2危險區(qū)域，通過CE認證開放式的編程、網(wǎng)絡組態(tài)及通訊環(huán)境Con trolWave Micro 150CPU32位 AR

6、M 9 處理器：150MHz睡眠模式滿足低功耗應用程序運行內(nèi)存：4 MB SDRAM數(shù)據(jù)內(nèi)存：1M SRAM（斷電電池保護）程序、歷史歸檔數(shù)據(jù)及文件存儲內(nèi)存 8M或16M FLASH RAM 實時時鐘硬件密碼鎖保證安全切換Con trolWave Micro 150CPU2. 通訊部分CPUCPU上有兩個RS-232、一個RS-485端口， 標準9針D型接口，波特率 可達 115.2KB。一個或二個可選擇10/100M以太網(wǎng)口，RJ45接口。可選配擴展通訊模塊每一個CPU機架上最多可插兩個通訊擴展模塊每個擴展通訊模塊有以下通訊端口：一個RS-232和一個RS-485端口，標準9針D型接口，波特

7、率可達115.2KB，RS-485 端口隔離電壓 500VDC一個可選擇的內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器。一個可選擇的900兆赫內(nèi)置擴頻電臺系統(tǒng)控制模塊5.4V17V直流輸入或者10.7V30V直流輸入電源故障檢測及恢復裝置預留LCD顯示/操作面板連接接口LED狀態(tài)指示燈：6個故障指示燈,1個看門狗燈,1個CPU IDLE燈及各通 訊口收發(fā)指示燈。機架3 槽基本機架：8.64 cm x 15.24 cm x 14.7 cm4 槽基本機架：11.43cm x 15.24 cm x 14.7 cm8 槽基本機架：22.86cm x 15.24 cm x 14.7 cm2 槽擴展機架： 5.7 cm x 15.24

8、 cm x 14.7 cm4 槽擴展機架：11.43cm x 15.24 cm x 14.7 cm8 槽擴展機架：22.86cm x 15.24 cm x 14.7 cm環(huán)境要求工作溫度范圍：-40到70 C,儲存最高溫度85 C相對濕度：15-95%無冷凝震動：1.0g(10-150Hz), 0.5g(150-2000Hz)危險區(qū)域認證：無電感情況下工作在 Class I, Divisio n 2Groups C & D場合抗干擾：3V/m -80 MHz 至U 1000Mhz (EN50082-2)功耗不帶以太網(wǎng)口的Micro 33 CPU : 0. 1W不帶以太網(wǎng)的Micro 1

9、50CPU : 1W帶以太網(wǎng)的 Micro 150CPU : 1.2W系統(tǒng)控制模塊：0.08W擴展通訊模塊：0.53WFreewave電臺：發(fā)送3.8W,接受1.2WMDS Tran sNet radio :發(fā)送 7W,接受 1.6W撥號調(diào)制解調(diào)器：0.8W5. 系統(tǒng)軟件概述RTU 編程組態(tài)軟件ControlWave Designer組態(tài)軟件ControlWave Designer工作在基于32位的Windows系統(tǒng)，軟件編 程支持復制、粘貼、自定義工具欄、快捷方式、I/O仿真、程序離線測試、程序打印等操作，同時軟件編輯器提供各種操作的向?qū)椭梢允共僮髡呷菀椎耐瓿扇纾篒/O的組態(tài)、函數(shù)和功

10、能塊的添加刪除、關鍵字的添加、變量和數(shù) 據(jù)類型的定義等工作。組態(tài)軟件ControlWave Designer提供五種編程語言(ST, FDB, LD, SFC, IL )ControlWave Designer帶 ACCOL III 功能塊庫為了減少工程量和開發(fā)時間，我們軟件采用了PLC編程的國際標準IEC61131-3。ControlWave Designer 是完全滿足 IEC61131-3 編程 環(huán)境的 ControlWave系列產(chǎn)品編程組態(tài)軟件。ControlWave Designer包括五種IEC61131-3標準編程語言既功能塊圖、 結(jié)構(gòu)文本、順序功能塊圖、梯形圖、命令列表語言。它

11、們可以滿足批量、連續(xù) 及離散控制。ControlWave Designer包括200多個基于IEC61131-3標準的功能塊和函 數(shù)，包括：Flip-flops, Coun ters & Timers梯形圖函數(shù)：coils、con tacts等等數(shù)學運算及布爾型函數(shù)：Si ne. Cos ine. Add, Sub, Square Root, An d, Or等選擇比較函數(shù)及功能塊： Mi n, Max, Greater tha n, Equal, Less tha n 等 等類型轉(zhuǎn)換函數(shù)：In teger to Real, Boolean to Word 等等ACCOL III功能塊

12、庫除了基本的功能塊及函數(shù)外，ControlWave Designer還集成了基于二十多年SCADA及過程控制經(jīng)驗不斷完善的ACCOL III功能塊庫。ACCOL III功能塊庫包 括60多個用于石油天然氣、水及污水、過程計量及控制應用場合的功能塊，同 時將來還會集成更多實用有意的功能塊。ACCOL III功能塊庫主要包括：平均值計算、比較計算、累積值計算順序計劃功能塊PID 及 Lead/LagAGA天然氣流量計算、液體流量計算文件處理除此之外，可以利用ControlWave Designer軟件編程組態(tài)實現(xiàn)帶時間標簽的 報警及歷史數(shù)據(jù)在控制器中的存儲，當設備與外界通訊中斷恢復后，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的

13、回填。1.平均無故障時間MTBF):(Mean Time Between Failures ，6. ControlWave Micro的有效性分析在此我們以長慶-呼和浩特原油管線1#監(jiān)控閥室RTU為例來計算系統(tǒng)的有效性。1#監(jiān)控閥室 ControlWave Micro 控制器總共包括 1個 CPU模塊、1個機架、1個電源模塊、2個AI模塊、1個 DI模塊、1個DO模塊，整個系統(tǒng)的平均無故障工作時間計MTBF26504.93462Availability0.999981136NO.TYPEQUANTITYMTBF(hour)1Chassis1154,7632Redundancy Chassis0

14、151,4813CPU1193,0004Communi cati on CPU0193,4005Power Supply1196,8006An alog In put Card2197,7167An alog Output Card0192,3338High Speed Coun ter Card0177,6899Digital In put Card1197,73510Digital Output Card1171,4712.平均故障修復時間 (MTTR):可以達到 99.9981%，由此可見為本項目所配置的ControWave Micro 控制器的有效性都能滿足配置要求。7. I/O Po

15、ints Summary泰安支干線工程RTU系統(tǒng)I/O列表ItemValve Station NoTypeUserSpecifiedSpareTotalMAI (8)730%1011#閥室（非陰保站）AO030%0DI (16)P1530%20DO (16)530%7AI (8)730%1023#閥室（非陰保站）AO (4)030%0DI (16)1530%20DO (16)530%7AI (8)1130%1538#閥室（陰保站）AO (4)030%0DI (16)1530%20DO (16)730%10AI (8)1130%15413#閥室（陰保站）AO (4)030%0DI (16)153

16、0%20DO (16)730%10AI (8)730%10514#閥室（非陰保站）AO (4)030%0DI (16)r1530%20DO (16)530%7AI (8)1130%15618#閥室（陰保站）AO (4)030%0DI (16)1530%20DO (16)730%10版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設計等在網(wǎng)上搜集整理。版權(quán)為潘宏亮個人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers on

17、al own ership.用戶可將本文的內(nèi)容或服務用于個人學習、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時應遵守著作權(quán)法及其他相關法律 的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務用于其他用途時，須征得本人及相關權(quán)利人的書面 許可，并支付報酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but a

18、t the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, when any content or service of this article is used for other purposes, writte n permissi on and remun erati on shall be obta ined from the pers on concerned and the releva nt obligee.轉(zhuǎn)載或引用本文內(nèi)容必須是以新聞性或資料性公共免費信息為 使用目的的合理、善意引用，不得對本文內(nèi)容原意進行曲解、修改， 并自負版權(quán)等法律責任。Reproducti