1、SCADA系統培訓教程1、SCADA系統概述SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統，主要由以下兩大部分組成：下位機、上位機。下位機負責各種數據的采集與現場設備的控制，主要設備包括法國施耐德電氣公司的Modicon Quantum PLC（Programmable Logic Controller）、美國Honeywell公司的FSC（Fail Safe Controller）系統和BB公司的RTU（Remote Terminal Unit）。其中PLC主要是采集現場閥門狀態、溫度、壓力以及第三方通訊過來的流量

2、計、色譜、調壓撬、低壓配電、發電機、陰保等參數并接收來自上位機的指令經過判斷處理后輸出信號對現場設備進行控制； FSC系統用于緊急停輸（ESD）；RTU在分輸站用作調壓撬控制器，在清管站及RTU閥室用作主控制器。上位機作為SCADA系統的人機界面（MMI），即站控計算機。主要是提供給操作員一個監視過程參數和控制生產過程的操作顯示窗口。經過組態、編程，上位機軟件里面包含了所有生產需要的動態流程圖和設備的控制面板。操作員可以根據需要瀏覽當前的生產流程、工藝參數，并可以通過上位機提供的設備操作控制面板，控制現場的各個可控設備。同時上位機軟件還可以根據設置的采集速率定期采集生產過程參數，并存儲到硬盤上

3、，以備操作員隨時調出、查看和打印。3、PLC系統PLC系統是SCADA系統的控制核心。SCADA系統采用雙機熱備遠程I/O（RIO）系統，CPU采用140 CPU 434 12A；通過遠程I/O（RIO）處理器模板完成CPU與各RIO分站之間的雙向數據傳輸，RIO處理器模板（140 CRP 932 00）與RIO適配器模板（140 CRA 932 00）之間采用同軸電纜網絡連接；此外，系統還配置了以太網模塊，實現與MMI軟件和調度中心的以太網通訊。下面對各設備和模塊進行介紹：3.1、CPU模板（140 CPU 434 12A）Quantum CPU 是位于Quantum本地I/O底板上的一個C

4、PU模板。CPU是一種數字化的電子操作系統，它使用用戶保存在可編程儲存器中的指令進行操作。這些指令用于實現一些特定的功能，諸如邏輯、過程順序控制、時序、耦合、算術運算等，通過數字量和模擬量輸出對不同類型的設備裝置和過程進行控制。Quantum CPU還作為通訊總線的主控，控制Quantum系統的本地、遠程和分布式I/O。3.1.1、鑰匙開關CPU模塊上的鑰匙開關可以控制PLC系統的啟停，運行時，鑰匙開關應處于啟動“START”位置。3.1.2、滑動開關滑動開關用來選擇CPU 的Modbus端口的通訊模式（與BM85的通訊模式），應該處于中間RTU的位置，不能更該。鑰匙開關 滑動開關3.1.2、

5、CPU指示燈及描述3.1.3、注意事項：Ø 正常運行時Ready和Run指示燈都為綠色常量，若出現站控畫面所有數據都不正常時應查看“Run”指示燈是否亮起，若未亮則查看鑰匙開關是否處于“Start”位置，以上問題都不存在則應聯系相關維護人員解決。Ø Bat Low指示燈亮表示CPU電池電量低，此時需要更換電池，若未及時更換電池一旦PLC斷電內部程序將丟失整個系統將崩潰，此時必須盡快聯系相關維護人員解決。3.2、電源模板（140 CPS 124 20）電源模板用于向插在底板上的包括Quantum CPU、接口和Quantum I/O等模板在內的所有模板供電。3.1.1、電源模

6、板指示燈及描述:正常運行時“Pwr OK”指示燈常亮，若不亮時首先檢查輸入的220V電源是否正常，接地是否良好。排除以上情況后故障仍未解決則懷疑模塊本身損壞，需要聯系相關人員更換。3.3、遠程I/O（RIO）模板（140 CRP 932 00）RIO處理器安裝于用作系統控制的CPU模板的同一底板內，該模板用于在CPU與安裝于其它機架的RIO適配器模板之間雙向傳送數據。RIO處理器模板和一個或多個與RIO適配器模板之間采用雙同軸電纜網絡互相相連。3.3.1、RIO處理器模板指示燈及描述:注：雙機熱備時，熱備機架上的RIO處理器模板的“Com Act”指示燈閃爍屬正常現象，約每秒一次；3.4、RI

7、O適配器（Drop）模板140 CRA 932 00RIO適配器模板作用是通過同軸電纜網絡，使安裝于同一底板的I/O模板與RIO處理器模板之間進行雙向數據傳送。3.4.1、RIO適配器模板指示燈及描述:3.5、熱備模板（140 CHS 110 00）3.5.1、熱備LED指示燈及描述:3.5.2、面板控制:熱備控制模板的前面板上有3個控制：1個功能鑰匙開關、1個選擇滑動開關和一個更新按鈕。3.5.3、鑰匙開關和更新按鈕:鑰匙開關有3個位置:Ø off line熱備控制器離線；Ø Xfer當熱備控制器上的鑰匙開關放在此位置時，熱備CPU準備好從主CPU接收一個完整的程序更新。

8、更新通過按程序更新按鈕來初始化。如果將主控制器上的鑰匙轉向Xfer，系統將忽略。Ø Run啟動熱備控制。3.5.4、A/B標志滑動開關:該滑動開關用于選擇控制器是A或B狀態。兩個熱備模板上的滑動開關必須互不相同，即一塊選擇A另一塊選擇B。否則，雙機熱備將無法運行。3.6、I/O模板I/O模板是電氣信號轉換器，它將送至和來自現場裝置的信號，如限位開關、接近開關、溫度傳感器、電磁閥、閥執行器等信號轉換成CPU能夠處理的信號電平和格式。3.6.1、 模擬量輸入模板LED指示燈及描述（140 AVI 030 00）： 3.3、 模擬量輸出模板

9、LED指示燈及描述（140 ACO 020 00）：3.6.3、 開關量輸入模板LED指示燈及描述（140 DDI 841 00）：3.6.5、 開關量輸出模板LED指示燈及描述（140 DDO 843 00）：3.7、以太網模板 (140 NOE 771 01)CPU通過此模板與采用TCP/IP的標準協議的以太網上的設備進行通訊，如站控計算機以及調度中心都時通過此模塊與CPU進行通信。該類型的以太網模塊支持冗余，它使得Quantum控制器與采用TCP/IP的標準協議的以太網上的設備進

10、行通訊成為可能，以太網模塊可以插入現有的Quantum系統并通過光纖或雙絞線電纜與現有的以太網絡相連。模板LED指示燈及描述：4、BM85通訊網橋BM85是連接Modicon PLC CPU與第三方設備（如流量計算機、燃起發電機等）的通訊網橋所以在整個SCADA系統中起著十分重要的作用。有的用到的三種型號其面板指示燈如圖所示：BM85S485BM85S232BM85C002看似分為三種其實它們之間只是接口類型不同，面板指示燈個數及代表的意義都是一樣的，下面以BM85S485型為例說明：Ø Power ok：表示設備電源已接通，正常工作時此燈常量；Ø Modbus Plus：

11、正常工作時此燈不停閃爍，約每秒六次，否則表示BM85與CPU之間存在通訊故障；Ø Errer Chan A（B）：通道通訊狀態指示，紅色常亮表示相應通道A(B)存在故障；注意：有的BM85與CPU連接為單通道，所以指示B通道故障為正常現象，不影響A通道的正常通訊；Ø RS485 port1（2、3、4）：端口通訊指示燈，當有數據傳輸時此燈亮起，由于數據采集是周期性的，所以此指示等正常工作時應不停閃爍，若某一端口指示燈一直不亮，則說明此端口未連接設備或通訊存在故障。若某一BM85所連接設備通訊故障時，可試著重啟一次，即關閉其電源開關隔半分鐘左右再打開，一般即可恢復正常，若數據

12、還是不刷新或通訊不上，此時應考慮第三方設備存在故障或BM85本身出現問題，應聯系相關維護人員解決。5、FSC系統FSC系統即安全控制系統，其系統穩定性及安全性各方面都比PLC較好，所以用其作為ESD控制器。5.1、硬件介紹5.1.1、CPU卡10020/1/2功能：讀輸入信號，執行功能邏輯程序，寫輸出到輸出卡，連續測試系統硬件，以保證安全控制。Ø 鑰匙開關，有三個位置如右圖：² 垂直向上：（準備）運行；² 水平：IDLE（由軟件控制）；² 垂直向下：停止（CPU 復位，RESET）；Ø LED指示燈² OFF：CPU處于停止狀態；&#

13、178; 綠色：CPU卡沒有故障；² 紅色：CPU卡有一個或多個硬件故障；5.1.2、通訊卡10018/E/E和10024/1/110018/E/E通訊卡用于與Honeywell 的PlantScape 系統進行通訊。該通訊卡由主板（10018/1/E右側）和兩個隔離的以太串行接口（10018/E/E左側）板組成。Ø LED 狀態指示：² Off：表示5VDC 系統背板供電電源掉電；² 紅色：表示該模件處于offnet 或 非運行狀態；² 綠色：表示該模件處于運行狀態；² 紅/綠交替閃爍：表示檢測到軟件或硬件故障存在。Ø 如

14、果狀態LED 指示為綠色，下面小的LED（A1A4，B1B4）提供有關通訊的輔助信息：² 上部的四個紅色LED（A1A4）用于通道A；² 下部的四個紅色LED（B1B4）用于通道B。Ø 注意：1、 如果狀態LED 為紅色，而此時其它的所有A 和B LED 都熄滅），表示CPU 存在故障；2、 如果狀態LED為紅色，A1A4，B1B4都熄滅，此時可試著用曲別針捅一下此下部的“reset”孔，一般均能恢復正常。10024/1/1通訊卡由主板（10024/1/1 右側）和兩個通訊接口板（10024/1/1 左側）兩部分組成，在Rack上占據兩個卡槽位置。通訊卡用于：&#

15、216; 在FSC 系統中，冗余的Central Parts 之間的通訊；Ø 構成FSC 網絡時，主FSC 系統和從FSC 系統之間的通訊；Ø 與DCS 以及打印機等外部設備之間的通訊；Ø 與FSC 操作站的通訊。有的的FSC系統中此卡用作與操作站之間的通訊即編程用，正常運行時此卡未工作，各指示燈一般不亮。5.1.3、雙鑰匙開關卡（Dual Key Switch Module）（位于最左邊的）Ø 該卡件的上部為Watchdog Reset （復位）鑰匙開關，下部為Force Enable（強制允許）鑰匙開關。它們采用不同的鑰匙。Ø WD Res

16、et 開關用于Watchdog 的Reset 和故障的Reset。Ø Force Enable 開關主要作組態時調試程序用，用于設置輸入輸出信號的強制允許。5.1.4、Watchdog（WD）卡 Ø WD卡的功能是當存在可能導致危險情形發生的故障時，確保輸出進入安全狀態。Ø 下部的WD輸出LED 指示CP （中央部件）的運行狀態，如果它熄滅表明CP 停止了，亦即CPU、通訊卡等均處于停止狀態，此時整個FSC系統便處于停止狀態，所以正常運行時此指示燈必須處于綠色常亮。5.1.5、電源單元PSU 10300/1/1Ø PSU 的作用是將24VDC 轉換為5V

17、DC/12A，用于向CP 等供電。Ø PSU 斷電時，必須要等待30 秒以上才能再次上電。5.1.6、診斷和電池卡（DBM）卡 10006/2/1Ø DBM 完成下列功能：² 診斷顯示（給出卡件故障的類型、Rack 號，Position 號）；² 實時時鐘（給出當前的日期和時間）；² 電池后備（為CPU 和COM卡的RAM存儲器提供后備電源）；² 溫度檢測（在DBM 的電路板上安裝有兩個獨立的溫度檢測元件，用以反映FSC 系統內卡件的溫度）；Ø 直觀顯示系統的三個狀態：² 如果WD卡上的WD指示燈點亮，DBM 的數

18、碼穩定地顯示，則表明系統無故障；² 如果WD指示燈點亮，DBM 的數碼閃爍顯示，則表明系統有故障，但是CP（中央部件）沒有Shutdown；² 如果WD指示燈熄滅，則表明系統中存在故障，并導致了CP Shutdown，此時整個FSC系統處于停止狀態，轉動雙鑰匙開關卡（10311/2/1）的復位開關“Reset”進行復位，重復幾次后若WD指示燈仍未點亮則需盡快聯系相關人員解決。5.1.7、開關量輸入卡（10101/2/1）為16通道開關量輸入卡件，與PLC開關量輸入作用相同，116指示燈指示各通道的狀態，導通時指示燈亮。5.1.8、開關量輸出卡（10201/2/1）為8通道開光量輸出卡件，18指示燈指示各個通道的狀態，指示燈亮表示相應通道有輸出，