长输成品油管道SCADA系统设计与应用

摘要

管道运输作为重要的货物运输方式之一，以运量大、可连续作业、成本低等优点在国民经济中占有重要地位。SCADA系统作为管道运输控制的核心，其控制水平及精度对管道安全运输和保护具有重要意义。
　　本文设计的成品油管道SCADA系统是在中国石油西油南调建设兰州—郑州—长沙成品油管道的大背景下，采用AB Logix5000系列PLC为核心，配以OASyS数据库系统，借助成熟的现场工程算法，构成具有普遍应用的长输成品油管道SCADA系统，在生产现场中具有重要实践意义。
　　本文主要研究工作以及创新点如下:
　　本文首先介绍了长输管道行业SCADA系统应用现状，并根据液体管道水力系统分析及工艺运行特性提出了SCADA系统功能需求，据此设计了长输液体管道SCADA系统整体构架。其次，分别着重从硬件及软件两方面对SCADA系统的构成及功能进行了阐述，重点以RSLogix5000为例详细阐述了PLC在生产现场控制中的软硬件设计、过程控制及ESD程序设计，给出了部分系统软件流程和上位机组态操作方法。
　　结合行业现状，说明了SCADA系统验收、测试及日常使用维护一般方法。通过现场实际应用表明，采用上述方案设计的SCADA系统能够满足各种条件和工况下长输管道的控制需求，很好的实现控制对象最优控制，并且系统安全可靠性好、控制精度高、使用维护方便。

目录

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摘要

插图索引

第1章 绪论

1．1 本课题的来源、目的及背景

1．2 长输管道行业控制系统应用现状与发展趋势

1．3 本论文研究内容

第2章 长输管道运行特性及控制系统总体构架

2．1 长输液体管道水力系统特性

2．2 SCADA系统控制需求及目标

2．2．1 控制要求和目标

2．2．2 SCADA系统的控制原则

2．2．3 管道泄漏监测及其他控制

2．2．4 水击保护系统

2．2．5 常用的单体设备控制

2．3 SCADA系统需实现功能

2．4 工艺需求

2．5 SCADA系统总体架构

2．6 PLC工作原理及常用编程语言

2．7 本章小结

第3章 长输管道SCADA系统硬件架构

3．1 SCADA系统硬件构架设计

3．2 远程调控中心

3．3 上位机

3．4 下位机

3．4．1 电源模块和控制器模块

3．4．2 输入／输出模块

3．4．3 上位机通信模块

3．4．4 现场通信模块

3．5 通信系统

3．6 检测和执行设备

3．7 主要控制对象

3．8 其他附属设备

3．8．1 路由器

3．8．2 交换机

3．8．3 机柜及配套设备

3．9 典型输油管道SCADA系统配置

3．9．1 主／备控制中心系统

3．9．2 站控系统

3．9．3 RTU阀室监控系统

3．10 本章小结

第4章 长输管道SCADA系统软件设计

4．1 SCADA系统软件

4．1．1 下位机编程软件RSLogix 5000

4．1．2 上位机软件OASyS

4．2 上位机组态操作

4．2．1 初始配置

4．2．2 与AB PLC通讯的配置

4．2．3 数据导入

4．3 下位机系统程序设计

4．3．1 过程控制程序

4．3．2 ESD程序

4．3．3 典型控制算法

4．4 本章小结

5章 SCADA系统测试与维护管理

5．1 SCADA系统验收测试

5．2 SCADA系统应用效果评价

5．3 SCADA系统测试

5．4 SCADA系统日常管理与维护

5．4．1 仪表自动化台账的建立

5．4．2 仪表自动化运行管理指标

5．4．3 考核指标的统计与评价

5．5 本章小结

第6章 结论及展望

6．1 全文总结

6．2 前景展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文