摘　要：給出SCADA系統(tǒng)維護管理的定義，從SCADA系統(tǒng)春檢和日常維護兩方面探討城鎮(zhèn)燃氣SCADA系統(tǒng)的維護管理工作，提出了建議。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃氣；SCADA系統(tǒng)；運行維護；春檢；設(shè)備檢測；功能檢測

Abstract：The definition of maintenance and management of SCADA system is given．The nlainteuance and management of city gas SCADA system are discussed from two aspects of spring inspection and routine maintenance，and some suggestions are proposed．

Keywords：city gas；SCADA system；operataon and maintenance；spring inspection；equipment inspection：function detection

 

隨著我國城鎮(zhèn)燃氣事業(yè)的快速發(fā)展，燃氣輸配管網(wǎng)的不斷延伸，千家萬戶使用天然氣這一清潔能源已成現(xiàn)實。為保證燃氣輸送過程的安全，SCADA系統(tǒng)(Supervisory control and data acquisition system)的建設(shè)與應(yīng)用成為重要的技防手段之一，有效促進了燃氣企業(yè)的安全生產(chǎn)和平穩(wěn)供氣^[1-3]。在SCADA系統(tǒng)的設(shè)計、施工和驗收方面，目前已有GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》、GB 50093—2013《自動化儀表工程施工及質(zhì)量驗收規(guī)范》等標準可供遵循，但在SCADA系統(tǒng)的維護管理方面卻缺少相關(guān)標準規(guī)范的支持，在SCADA系統(tǒng)運行過程中，往往疏于管理和缺少必要的維護工作，造成系統(tǒng)應(yīng)有功能缺失，影響了城鎮(zhèn)燃氣廠站和管網(wǎng)的安全運行。本文對加強城鎮(zhèn)燃氣SCADA系統(tǒng)的維護管理工作提出了建議。

SCADA系統(tǒng)的維護管理工作是指維修與保養(yǎng)相結(jié)合，防止系統(tǒng)性能劣化和降低系統(tǒng)失效率，按事先制定的計劃、方案或相應(yīng)技術(shù)要求而采取的例行全面檢查、檢測、檢修和維護保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)并處理SCADA系統(tǒng)及設(shè)備故障，發(fā)現(xiàn)并糾正邏輯功能錯誤，預(yù)防事故(事件)的發(fā)生，使SCADA系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行，充分發(fā)揮其監(jiān)控和預(yù)警功能，保證燃氣企業(yè)安全生產(chǎn)和平穩(wěn)供氣。系統(tǒng)維護一般包括系統(tǒng)春檢和日常維護。

SCADA系統(tǒng)春檢是每年春季開展的維護工作，是一個系統(tǒng)工程。燃氣企業(yè)要充分做好組織準備、人員準備、方案準備、培訓(xùn)準備以及物資準備等工作。在春檢工作開始之前，應(yīng)成立春檢工作小組，全面負責(zé)SCADA系統(tǒng)的春檢工作，小組應(yīng)由具有一定SCADA系統(tǒng)管理和操作經(jīng)驗以及系統(tǒng)開發(fā)知識的技術(shù)人員組成。小組要做好具體實施方案的編制和實施前的技術(shù)交底培訓(xùn)工作，春檢實施所需的備品備件等物資要齊全到位；方案的制定應(yīng)結(jié)合上游供氣單位和下游用戶的實際情況，同時也應(yīng)與上級管理部門做好溝通和協(xié)調(diào)；實施前做好SCADA系統(tǒng)近幾年運行過程中所出現(xiàn)問題及處理情況等有關(guān)資料的查閱工作。

①燃氣企業(yè)SCADA系統(tǒng)設(shè)置兩級(含)以上管理架構(gòu)的，其上一級SCADA系統(tǒng)各項功能測試工作與本地SCADA系統(tǒng)測試應(yīng)同時進行。

②春檢工作的實施應(yīng)不影響燃氣企業(yè)的正常運行，實施過程應(yīng)嚴格遵守相關(guān)設(shè)備的檢修和校驗規(guī)程，嚴格執(zhí)行相關(guān)安全規(guī)程和現(xiàn)場應(yīng)急處置方案。SCADA系統(tǒng)的春檢一般包括設(shè)備檢測和功能檢測。

③設(shè)備檢測主要包括現(xiàn)場遠傳儀表、電纜絕緣、儀表盤柜、系統(tǒng)上位機、系統(tǒng)下位機、系統(tǒng)冗余、遠程I／O網(wǎng)及模塊等測試內(nèi)容。

a．現(xiàn)場遠傳儀表測試。檢查現(xiàn)場遠傳儀表的外觀是否發(fā)生銹蝕、保護接地電阻是否符合要求、供電是否正常、儀表本身液晶顯示是否正確、電纜保護管是否完好等。

b．電纜絕緣測試。將溫度變送器、壓力變送器、流量計、電動閥門、可燃氣體報警系統(tǒng)、加臭系統(tǒng)等所有信號和控制電纜的現(xiàn)場端與站控室儀表盤柜端的接線端子分別拆下，測試每根電纜芯對芯之間和芯對地之間的電阻是否符合要求。

c．儀表盤柜測試。檢查站控室儀表盤柜接地電阻是否符合要求；測試開關(guān)柜門與照明燈、風(fēng)機之間的切換是否正常；測試24V DC電源的輸出電壓是否穩(wěn)定；查看電源防雷擊端子的狀態(tài)指示燈顯示是否正常，接地是否符合要求；測試信號防雷擊端子是否接通等。

d．上位機界面測試。查看各畫面顯示數(shù)據(jù)信息是否正確；檢查現(xiàn)場儀表顯示參數(shù)與計算機顯示的一致性；各通信通道的狀態(tài)是否正常；上位機顯示的實時趨勢和歷史趨勢是否正確；歷史數(shù)據(jù)的保存、備份是否正常；聲光報警功能是否正常；報表的自動生成及打印功能是否正常等。

e．上位機設(shè)備檢測。檢測上位機與下位機設(shè)備之間的通信是否正常，測試以太網(wǎng)的冗余性是否符合要求；檢查工作站的硬盤空間和網(wǎng)卡的運行狀態(tài)；分別檢查報表打印機和報警打印機是否正常工作。

f．系統(tǒng)重裝或恢復(fù)。針對上位機系統(tǒng)運行時間較長，系統(tǒng)運行速度逐漸變慢的情況，春檢應(yīng)結(jié)合實際，對上位機系統(tǒng)進行系統(tǒng)重裝或恢復(fù)工作。安裝時要確保其他無關(guān)系統(tǒng)運行。

g．系統(tǒng)冗余測試。首先檢查系統(tǒng)配置是否和配置圖一致；查看CPU和冗余模塊的狀態(tài)指示燈是否正確；測試主機CPU模塊與備用機架之間是否正常切換。

h．遠程I／O網(wǎng)測試。檢查各遠程I／O模塊，Active燈應(yīng)為綠色常亮；I／O模塊的狀態(tài)指示燈應(yīng)為Ready和Corn Act燈綠色常亮。

i．遠程I／O模塊測試。結(jié)合現(xiàn)場開關(guān)量的實際狀態(tài)和上位機的顯示，判斷所有AI模塊、A0模塊、DI模塊、DO模塊的運行狀態(tài)和通道是否正常；通過測試程序檢查系統(tǒng)開關(guān)量輸入模塊、輸出模塊的動態(tài)響應(yīng)狀態(tài)。

④功能檢測主要包括模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、站控操作、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)歸檔、報表打印等。

a．模擬量輸入測試。模擬信號應(yīng)按照輸入?yún)?shù)量程范圍的0％、25％、50％、75％、l00％分別給出，結(jié)合上位機模擬量參數(shù)顯示及報警情況，查看模擬量采集數(shù)據(jù)是否正常；對模擬量輸入模塊每個通道的0％、50％、l00％三點的準確度進行校準。

b．模擬量輸出測試。具有PID調(diào)解功能的系統(tǒng)，在上位機分別給定模擬量輸出參數(shù)量程的0％、25％、50％、75％和l00％，現(xiàn)場查看執(zhí)行情況與實際是否一致。對模擬量輸出模塊每個通道的0％、50％、l00％三點的準確度進行校準。

c．數(shù)字量輸入測試。查看現(xiàn)場閥門開關(guān)等狀態(tài)位是否與上位機顯示一致，或通過測試程序檢查數(shù)字量輸入模塊的變位響應(yīng)狀態(tài)。

d．數(shù)字量輸出測試。在上位機給出開閥、關(guān)閥等開關(guān)命令，核實現(xiàn)場電動閥等設(shè)備執(zhí)行情況，或通過測試程序檢查數(shù)字量輸出模塊的變位響應(yīng)狀態(tài)。

e．可燃氣體報警信號測試。現(xiàn)場用標準氣體進行測試，查看上位機參數(shù)顯示和報警情況。

f．通信設(shè)備檢查。結(jié)合現(xiàn)場二次儀表，查看流量計算機、色譜分析儀、硫化氫分析儀等遠傳儀表的通信狀態(tài)是否正常、數(shù)據(jù)是否正確。

g．連鎖測試。對于鍋爐供水溫度與燃氣出站溫度、燃氣泄漏與緊急切斷、燃氣報警與軸流風(fēng)機、燃氣流量與加臭量、自動收發(fā)球、計量調(diào)壓自動切換等連鎖控制回路，進行“手動一自動”切換、手動輸出和PID參數(shù)設(shè)置等測試。

h．安全儀表系統(tǒng)(SIS)功能測試。包括廠站ESD(ESD為緊急停車系統(tǒng)的簡稱)、單體設(shè)備ESD、廠站超壓保護ESD和安全連鎖保護系統(tǒng)。在條件允許并做好相應(yīng)保護措施的情況下，在現(xiàn)場或上位機上按下ESD按鈕，檢查ESD動作觸發(fā)和執(zhí)行情況。

i．UPS測試。檢查不間斷電源斷電后的持續(xù)供電時間，當持續(xù)供電時間小于設(shè)計要求時應(yīng)更換整套電池組。

⑤SCADA系統(tǒng)春檢工作完成后，應(yīng)形成檢測報告，檢測報告內(nèi)容應(yīng)包括檢測內(nèi)容、檢測對象、檢測準備、檢測步驟、檢測結(jié)果及相關(guān)意見和建議等內(nèi)容。

①SCADA系統(tǒng)設(shè)備(服務(wù)器、顯示器、打印機等相關(guān)設(shè)備)的月投用率應(yīng)達到98％：

②SCADA系統(tǒng)設(shè)備月受檢率應(yīng)達到100％；

③SCADA系統(tǒng)設(shè)備月完好率應(yīng)達到98％：

④SCADA系統(tǒng)月投用率應(yīng)達到100％。

除了每年例行的SCADA系統(tǒng)春檢工作外，還應(yīng)結(jié)合實際制定包含相應(yīng)周期和維護內(nèi)容的維護計劃。維護周期可分為一天、一個月、6個月、12個月、36個月等5個周期，前3個周期維護內(nèi)容包括例行檢查、現(xiàn)場巡檢、程序備份等，周期為12個月的維護內(nèi)容執(zhí)行春檢方案，周期為36個月的維護內(nèi)容是對SCADA系統(tǒng)進行一次全面的檢查及測試評估，相關(guān)評估方案應(yīng)經(jīng)過主管部門審查。

①人員配置

目前，部分燃氣企業(yè)SCADA系統(tǒng)的使用操作人員所學(xué)專業(yè)與所從事業(yè)務(wù)不一致，有時不能正確操作系統(tǒng)，不能準確分析生產(chǎn)運行規(guī)律。因此，要配備相關(guān)專業(yè)、具有一定素質(zhì)的專職人員進行SCADA系統(tǒng)的使用和維護工作，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，保證系統(tǒng)的正常、平穩(wěn)運行。同時應(yīng)盡量避免或減少所配備人員的崗位流動性。

②檢定管理

遠傳儀表的定期檢定或校準是SCADA系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和過程控制準確性的基礎(chǔ)和前提，對于流量計、可燃氣體報警儀等列入《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具明細目錄》的儀表應(yīng)進行定期送檢；對于壓力變送器、溫度變送器等未列入《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具明細目錄》的儀表，建議沒有自行校準能力的燃氣企業(yè)將其納入強制計量檢定管理范疇，確保SCADA系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)準確可靠。

③備品備件

SCADA系統(tǒng)在運行過程中，現(xiàn)場遠傳儀表、儀表盤柜內(nèi)的照明燈和風(fēng)機、下位機的I／0模塊等部件不可避免地會出現(xiàn)故障或損壞，為了不影響系統(tǒng)正常運行并能夠在最短時間內(nèi)維修完畢，建議對相關(guān)儀表和部件儲存必要的備品備件。

④更新改造

隨著SCADA系統(tǒng)運行時間不斷增加，系統(tǒng)整體效率會有所下降；由于城鎮(zhèn)燃氣市場不斷擴大，數(shù)據(jù)采集和控制點數(shù)會不斷增多；燃氣調(diào)度管理對SCADA系統(tǒng)的功能需求越來越多。在這種情況下，為適應(yīng)新的燃氣運行管理需要，SCADA系統(tǒng)的更新改造和軟硬件升級工作就顯得很有必要。

 

[1]肖文暉，劉亞斌，王思存．城市燃氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的開發(fā)[J]．煤氣與熱力，2003，23(1)：20-22．

[2]張世寶．城市燃氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的設(shè)計[J]．煤氣與熱力，2005，25(7)：36-38．

[3]郝冉冉，宋永明，李顏強，等．SCADA系統(tǒng)在城市燃氣管網(wǎng)調(diào)度管理的應(yīng)用[J]．煤氣與熱力，2009．29(1)：B29-B31．