【正文】 傳輸和數(shù)據(jù)處理參見下圖： 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 14 圖 33 ESD數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理圖 . 數(shù)字量輸入 : F30 控制器有 20 個數(shù)字量輸入，每個數(shù)字量輸入對應一個狀態(tài)顯示燈，支持有源信號和無源信號兩種接線方式，接線方式參見下圖，其中左圖為無源信號的接線方式，右圖為有源信號的接線方式。但由于處理器單元的出錯容易導致整個聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的失敗，從而使得基于處理器聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性相對于傳統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)來說較差些。它不同于一般的冗余：一般的冗余僅僅是模塊或總線上簡單的雙熱備，一旦輸入模塊出現(xiàn)故障，處理器模塊也會出現(xiàn)故障，這時系統(tǒng)可能會因此而癱瘓；但是具有容錯功能的系統(tǒng)，除了模塊、總線、通信上的冗余設計外，還具有自診斷功能。 隨著安全標準的推出以及對安全系統(tǒng)重視度的不斷升級，安全系統(tǒng)的認證也就變得越來越重要。根據(jù)經(jīng)驗，石油化工生產(chǎn)裝置一般采用 ESD 系統(tǒng)的安全等級為 SIL3 級，即相當于 T252。 本章小結 輸氣站場的整個控制流程是很復雜的過程，本章首先從總體上介紹了站控系統(tǒng)的流程分區(qū)， 然后著重介紹了 ESD 的硬件配置， I/O 模塊 ， 畫出了I/O 模塊的接線原理圖， 為現(xiàn)場接線提供了依據(jù) ， 介紹了 ESD 的容錯控制和安全控制， 最后 計算 I/O 點數(shù)，為下面的設計做準備。 2. 將在 3 區(qū)中建好的變量名拉入 1 區(qū)中，在 1 區(qū)中的某個區(qū)域第一次第 4章 程序的編制 23 使用，需要在該區(qū)域輸入一個名稱，如下圖 : 不輸名稱也可以，直接點擊 OK，同樣把所有建好的變量都拉入 1 區(qū)，在編程時將用到，在 3 區(qū)中能看出變量的使用狀態(tài)，如下 : 上圖中 CLOSE 和 XSH 是在 2 區(qū)中沒有使用過的變量， OPEN 雖然在 2 區(qū)中使用，但是沒有建立連接， STOP 是在 2 區(qū)中使用并建立了連接關系的，拖入 2 區(qū)中的變量可以使用鼠標改變它的尺寸，還可以在注釋區(qū)中輸入注釋，也可以將注釋區(qū)刪除，如下圖的 STOP 和 OPEN 變量 : 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 在 1 區(qū)中根據(jù)邏輯圖編制程序，在編制程序的過程中，你可以使用標準的功能塊，也可以使用你已經(jīng)建立的功能塊，使用功能塊的方法為： 用 鼠標按住 OR 功能塊，然后移動鼠標到編程區(qū)域，松開鼠標，使用鼠標可以 將功能塊拉長，從而增加功能塊的輸入變量，如上圖的兩個 OR 功能塊，一個是 2 個輸入的，另一個是 4 個輸入變量的。 編制程序 分兩部分進行流程介紹，首先是電動閥的控制，弄清楚一個電動閥的 自動控制后，對后面 整條線的 ESD 閥門控制 就會很容易理解 。電動閥的控制流程如圖 4311 所示。 當現(xiàn)場按鈕觸發(fā)時， 相應的 ESD 閥門會自動開關閥，而不受其他控制影響，這也就是說 ESD 的優(yōu)先級為最高的。 分配地址 本次設計選用三塊 HIMA 模塊，分別是 HIMatrix F HIMatrix F3 DIO 20/8 01，并分別 編號為 F F3A、 F3B； （標簽即為地址） 序號 模塊 通道 標簽 描述 類型 1 [01].Value ESD0001 ESD 命令 BOOL 2 [02].Value HS0001 手動閥 0001 BOOL 3 [03].Value HS0002 手動閥 0002 BOOL 4 [04].Value HS0003 手動閥 0003 BOOL 5 [05].Value ZSH1101 XV1101 全開到位 BOOL 6 [06].Value ZSL1101 XV1101 全關到位 BOOL 7 [07].Value ZSH1201 XV1201 全開到位 BOOL 8 [08].Value ZSL1201 XV1201 全關到位 BOOL 9 [09].Value XSH1201 XV1201 正在開狀態(tài) BOOL 10 [10].Value XSL1201 XV1201 正在關狀態(tài) BOOL 11 [11].Value XUS1201 XV1201 故障 BOOL 12 [12].Value ZSH1202 XV1202 全開到位 BOOL 13 [13].Value ZSL1202 XV1202 全關到位 BOOL 14 [01].Value ZSH1204 XV1204 全開到位 BOOL 15 [02].Value ZSL1204 XV1204 全關到位 BOOL 16 [03].Value XSH1204 XV1204 正在開狀態(tài) BOOL 17 [04].Value XSL1204 XV1204 正在關狀態(tài) BOOL 18 [05].Value XUS1204 XV1204 故障 BOOL 19 [06].Value ZSH1205 XV1205 全開到位 BOOL 20 [07].Value ZSL1205 XV1205 全關到位 BOOL 21 [08].Value XSH1205 XV1205 正在開狀態(tài) BOOL 22 [09].Value XSL1205 XV1205 正在關狀態(tài) BOOL 23 [10].Value XUS1205 XV1205 故障 BOOL 24 [11].Value ZSL5701 XV5701 全關到位 BOOL 第 4章 程序的編制 27 25 [01].Value ZSH6801 XV6801 全開到位 BOOL 26 [02].Value ZSL6801 XV6801 全關到位 BOOL 27 [03].Value XSH6801 XV6801 正在開狀態(tài) BOOL 28 [04].Value XSL6801 XV6801 正在關狀態(tài) BOOL 29 [05].Value XUS6801 XV6801 故障 BOOL 30 [06].Value ZSH6911 XV6911 全開到位 BOOL 31 [07].Value ZSL6911 XV6911 全關到位 BOOL 32 [08].Value XSH6911 XV6911 正在開狀態(tài) BOOL 33 [09].Value XSL6911 XV6911 正在關狀態(tài) BOOL 34 [10].Value XUS6911 XV6911 故障 BOOL 35 [01].Value XO1101 開閥命令輸出 BOOL 36 [02].Value XC1101 關閥命令輸出 BOOL 37 [03].Value ESD1101 ESD 命令 BOOL 38 [04].Value XO1201 開閥命令輸出 BOOL 39 [05].Value XC1201 關閥命令輸出 BOOL 40 [06].Value ESD1201 ESD 命令 BOOL 41 [07].Value XO1202 開閥 命令輸出 BOOL 42 [08].Value XC1202 關閥命令輸出 BOOL 43 [01].Value ESD1202 ESD 命令 BOOL 44 [02].Value XO1204 開閥命令輸出 BOOL 45 [03].Value XC1204 關閥命令輸出 BOOL 46 [04].Value ESD1204 ESD 命令 BOOL 47 [05].Value XO1205 開閥命令輸出 BOOL 48 [06].Value XC1205 關閥命令輸出 BOOL 49 [07].Value ESD1205 ESD 命令 BOOL 50 [08].Value ESD5701 ESD 命令 BOOL 51 [01].Value XO6801 開閥命令輸出 BOOL 52 [02].Value XC6801 關閥命令輸出 BOOL 53 [03].Value ESD6801 ESD 命令 BOOL 54 [04].Value XO6911 開閥命令輸出 BOOL 55 [05].Value XC6911 關閥命令輸出 BOOL 56 [06].Value ESD6911 ESD 命令 BOOL 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 28 以上命令為模塊硬接點的命令，指的是通過模塊的 DI/DO 口直接連到現(xiàn)場設備進行設備的控制。 建立子程序功能塊，以一個閥門的子程序為例： 1） 在 test1 上單擊右鍵，選擇 New/Configuration 點擊，并將默認的 Newconf 更改名稱為 xqds； 第 4章 程序的編制 21 2） 在 xqds 上單擊鼠標右鍵，選擇 New/Resource，此時在 xqds 下增加了 newresource； 3） 在 xqds 上單擊右鍵選擇 New/Library，在“ xqds”下就增加一個“ newlib”，在“ newlib”上 點擊鼠標右鍵，選擇“ Rename”可以更改名稱； 4） 在“ newlib”下單擊鼠標右鍵，選擇 New/Function Block Type，在“ newlib”下就增加一個“ newFB”，在“ newFB”上點擊鼠標右鍵，選擇“ Rename”可以更改名稱，在此將其更改為“ rotork”，我將在“ rotork”中建立一個閥門的控制邏輯功能塊； 雙擊“ rotork”，界面變?yōu)樯蠄D的四個區(qū)： 1 區(qū)為編程區(qū)，功能塊的具體功能在這里 編程實現(xiàn)，它可以調用標準庫里的功能塊 ； 2 區(qū)是功能塊的結構圖，使用鼠標托拽可以增加 其輸入輸出的函數(shù)變量 ； 3 區(qū)是變量區(qū) , 在1 區(qū)里的變量都需要在 3 區(qū)中定義 ； 4 區(qū)中是一些錯誤信息瀏覽。而其它的信號如站控開閥命 令 關閥命令，偏差報警，中間變量等為軟件所實現(xiàn)的控制信號就不算在 I/O 點數(shù)之內(nèi)。因此，必須先對具體的工業(yè)過程進行安全度的評價。安全度等級可用于簡化和理論化系統(tǒng)結構中各部分的安全要求，并使其定量化。 1． 容錯控制 容錯是指系統(tǒng)在一個或多個元件出現(xiàn)故障時 能繼續(xù)運行的能力。 （注： 感應負載可以不接二極管 ） 第 3章 系統(tǒng)的集成設計 17 圖 36 數(shù)字量輸出接線圖 雖然每塊 F3 DIO 20/8 01 有 2 個以太網(wǎng)口，但是它們只有一個 IP 地址，可以通過軟件對 F3 的 IP 地址和 System ID(SRS)進行更改，每個 F3 的出廠默認設置為： Default value for IP address: Default value for SRS: 以上 由參考文獻 [14]可知。 從外觀上看， F30 有 4 個 10/100Base T 以太網(wǎng)口，它們具備同樣的功能，接口方式為 RJ45，支持安全以太網(wǎng)和 OPCSERVER，通過該以太網(wǎng)口可以對 F30 進行編程和測試， 3 個 FB 口，為 9 針 D 型連接頭。進、出站設置壓力、溫度檢測及報警。調度控制中心與 RTU 的數(shù)據(jù)通信主信道采用專用光纖信道，一點對多點分組輪詢通信方式，傳輸速率為 ，通信接口采用 RJ45 或 RS232C，通信協(xié)議為 TCP/IP 或 [15,17]。這有利于保護設備，避免事故擴大；并有利于分辨事故原因記錄。 在操作員工作站有 2 臺打印機，一臺 報告 打印機，一臺報警 /事件打印機， 報告 打印機是運行人員日常用來打印報表的，來反映整個站的運行情況和一些變量的值；報警 /事件打印機是用來打印報警事件的。 各部分的功能 站控系統(tǒng) SCS 的主要功能為：對現(xiàn)場的工藝變量進行數(shù)據(jù)采集和處理；對電力設備及其相關變量的監(jiān)控；對陰極保護站的相關變量的檢測；站場可燃氣體的監(jiān)視和報警；消防系統(tǒng)的監(jiān)控；顯示動態(tài)工藝流程；顯示各種工藝變量、其他有關參數(shù)和報警一覽表；數(shù)據(jù)儲存及處理；顯示實時趨勢曲線和歷史曲線；壓力、流量控制；流量計算；邏輯控制；聯(lián)鎖保護；對壓縮機組的監(jiān)控；緊急停車；打印報警、事件報告以及生產(chǎn)報表；執(zhí)行 SCADA 系統(tǒng)調度控制中心發(fā)送的指令，向調度控制中心發(fā)送帶時間標志的實時數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)通信管理等。 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 8 第 2 章 站場控制系統(tǒng) 站控系統(tǒng)的組成 站控系統(tǒng) (Station Control System)是保證 SCADA 系統(tǒng)正常運行的基礎，站控 安全 系統(tǒng)采用以 ESD 系統(tǒng)為硬件基礎組成控制系統(tǒng) ， 可以獨立完成對所在站場的數(shù)據(jù)采集和控制，由本地 ESD 控制器實現(xiàn)邏輯和算法的運算，形成一個功能完整的控制系統(tǒng) 。 站控系統(tǒng) 采用 SCADA 系統(tǒng) ， 該系統(tǒng)將達到對 全線各壓氣站進行 監(jiān)控、調度、管理的自動化水平。 據(jù) 有關資料，當人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的，當操作人員面臨生命危險時，要在 60s 內(nèi)作出反應，錯誤決策的概率高達 %。在非正常情況下，根據(jù)沿線的工作情 況改變相關的壓力或流量設定值，使管道在新的條件下安全、穩(wěn)定地運行。在正常情況下，由調度控制中心對全線進行監(jiān)視和控制。如電力自動化研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的 SD176 系統(tǒng)以及在日本日立公司為我國鐵道電氣化遠動系統(tǒng)所設計的 H80M 系統(tǒng)；第二代是 80 年代基于通用計