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•     操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接
• 对现场设备进行监控，主要功能有1）轧钢生产设备的启停（2）设备数据设定和实时监控（3）事件与报警清单的显示与打印等。系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。
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  油田

  SCADA系统配置图
  （一）、CPU的双机、双电源和双机架的冗余：
   ControlLogix 的硬件直接支持CPU的双机冗余，而不用像以前那样还需要用户编程实现冗余切换。这样，用户只需要安装好硬件和连线，然后用软件简单组态一下，就可以实现 CPU的冗余热备。如右图所示，两个CPU分别放在机架A和机架B里面，同时挂在ControlNet网上，两块冗余模板间通过光缆连接。这样，在两块 CPU同步后，主CPU和备CPU之间通过冗余模板进行数据和程序的同步。当主CPU出现故障时，对现场的控制自动转到备用CPU，同时备CPU转为主 CPU。故障CPU则可以停电检修，而不会影响对现场设备的控制，检修完成后，更可以自动实现与当前主CPU的程序和数据的同步，大大提高了系统的可靠 性。经过时间的检验，涩宁兰工程SCADA系统的CPU冗余已经非常成功的得以使用。
  （二）、利用通讯模板实现与其它设备的通讯：
  涩宁兰全线的计量使用从在站从气田集气站色谱分析仪采集的气体组分数据来提高计量精度。同时计量结果还要读入到CPU 中，这样就涉及到ControlLogix系统与其他设备通讯的问题。在涩北站，CPU到气田集气站色谱分析仪的距离超过了100多米，我们采用RS- 485连线解决距离问题，利用通讯模板的一个应用口与气田的流量计算机通讯，采集气体组分和流量计量结果。其余三个站的计量是通过CPU同流量计算机间的 通讯实现，CPU将从中心得到的气田的组分数据写入到流量计算机中，流量计算机利用这些数据计算出流量，然后将结果送到CPU中。因为每一个站都有几路计 量回路，所以CPU要循环采集各个流量计算机的值。我们把通讯模板的应用口与流量计算机的通讯口连接成RS-485网，使用MODBUS协议进行通讯。通 讯模板循环采集流量计算机的数据并通过高性能的、无源多主线背板将数据送到CPU中。见下图：

  
   
  （三）、PID控制：
  在涩北站设置一台压力调节阀，起着根据全线输量的大小，调节整条管道压力的重要作用。我们在PLC程序中利用 RSLogix 5000编程软件所提供的PID指令，并结合多年的工程作经验成功的实现了对调节阀的控制。与其他软件PID指令相比，RSLogix 5000提供的PID指令，可以自动实现手/自动切换，并可以设置调节死区和模板通道出现错误时的预给定值等，开发时可以给用户带来很大的便利。在我们现 场调试后，调节阀可以很好的发挥调节全线输量的作用。
  （四）、远程系统维护：
   在 中心和各站场分别设路由器，中心和站场通过路由器和卫星进行通讯。这样不仅可以在中心采集各个站的数据和实现控制功能，也可以利用RSLogix 5000编程软件和非常好用的RockWell RSLinx通讯软件上载或下载各个站CPU中的程序。这就是说，工程师在控制中心就可以进行全线系统的一些维护。
  （五）、工程中的所有模板支持带电热插拔：
  在工程中应用的所有模板都支持带电插拔，保证在运行中对某一块模板进行维护时不会影响到系统其他的部分。这给系统的调试和系统的维护带来很大的便利。
  目前，工程均已经正常运行两年 以上，总体来说ControlLogix系统在这两个重大工程中的应用是非常成功的。除了上述一些特性的应用，Logix 处理器和各种模板都可以提供丰富的自诊断信息，使得系统对于硬件的错误可以有更灵活、更快速的应对手段，来提高系统对意外事件的处理能力，进一步来提高系 统的智能程度。灵活、简单的可扩展性，更可以满足日后的系统扩容，而不必为扩容时旧系统的去留大伤脑筋。

    2 PLC诊断轧钢生产设备故障的基本原理

    轧钢设备的故障信号有数字量和模拟量之分，PLC采用不同的方法对这两种信号对应的故障进行诊断。

    2.1基于数字量信号的故障诊断

    PLC对数字量信号的识别是通过其数字量输入模块完成的。PLC控制轧钢生产设备时，设备中的压力、温度、液位、行程数字及操作按钮等数字量传感器与PLC的输入端子相连，每个输入端子在PLC的数据区中分配有一个“位”，每个“位”在内存中为一个地址。读取PLC输入位的状态值可作为识别数字量故障信号的根据。诊断数字量故障的过程，实质就是将PLC正常的输入位状态值与相应的输入位的实际状态值相比较的过程。如果二者比较的结果是一致的，则表明设备处于正常工况，不一致则表明对应输入位的设备部位处于故障工况。这就是PLC诊断基于数字量信号故障的基本原理。这种诊断方法，故障定位准确，可进行实时在线诊断。通过PLC的图形功能块编程，还可将故障诊断融入过程控制，达到保护轧钢设备的目的。

    2.2基于模拟量信号的故障诊断

    PLC对模拟量信号的识别是通过PLC的模拟量输入输出模块来完成的。模拟量输入输出模块采用A/D转换原理，输入端接收来自传感器或变送器的模拟信号，输出端输出的模拟信号作用于PLC的控制对象。PLC诊断模拟量故障的过程，实质就是将在相应A/D通道读到的监测信号的模拟量的实际值与系统允许的极限值相比较的过程。如果比较的结果是实际值远离极限值，则表明轧钢生产设备对应的受监控部位处于正常状态，如果实际值接近或达到极限值，则为不正常状态。判断故障发生与否的极限值根据实际系统相应的参数变化范围确定，利用PLC上的模拟量设定开关可精确设置该极限值。

    当模拟量的实际值达到模拟量设定开关的设定值，PLC还能按照一定的逻辑关系启动开关量模块上的输出位，或者从PLC的通讯口主动发起通讯，从而输出故障诊断的结果，并据此实现对轧钢生产设备的控制。

    2.3基于中断方式的故障诊断

    PLC的中断方式有:

    （1）输入中断;

    （2）间隔定时器中断;

    （3）高速计数器中断。其中，输入中断特别适合于轧钢生产设备的故障诊断。它对应于工业操作站的硬中断，属于外部中断，但PLC的输入中断可用PLC的外部指令来屏蔽。将轧钢生产设备的故障信号作为PLC的输入中断源，一旦出现故障信号，CPU立即响应，停止正在执行的程序，转到中断子程序中去，即可方便地对故障进行处理。它与直接利用PLC的内部逻辑完成故障诊断的不同之处在于:采用输入中断处理故障时，可停止PLC主程序的执行过程，而直接利用PLC的输入和内部逻辑处理故障时，PLC的主程序仍处于运行状态。因此，要根据故障对轧钢生产设备的影响程度选择合适的故障诊断方式。PLC的输入中断方式对后果严重的突发故障的处理特别有用。3PLC在故障诊断系统中的作用

    故障诊断系统是典型的人机系统，根据系统中的信息流向和功能划分的结果[1]，基于操作站智能化的故障诊断系统，如图2所示。

    系统的输入模块要完成轧钢生产设备故障检测信号、控制指令和专家知识的接收工作。处理模块要求能自动实现特征参数提取、控制指令代码转换的功能。专家知识的整理和表达由领域专家和系统专家协作完成。控制模块是故障诊断系统的核心，它根据控制指令，利用专家知识，完成从故障特征到故障原因的识别工作。控制模块的功能越完善，故障诊断系统的智能化程度越高。输出模块通过声光报警装置和人机界面，给出故障定位、预报和解释的结果。其中，人机界面还能提供排除故障的技术路线。实现信息源从输入模块到输出模块的全自动流向，减少人在其中的干预作用，是轧钢生产设备对其故障诊断系统的要求。采用PLC的故障诊断系统，有助于实现故障诊断过程的自动化。