SCADA系统安全联锁误动作的原因分析及改进方法

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1、第48卷第4期石油化工自动化Vo1．48，No．42012年8月AUTOMAT10NINPETRO-CHEMICALINDUSTRYAugust，2012SCADA系统安全联锁误动作的原因分析及改进方法胡勇，张权，高炬(中国石化有限公司管道储运分公司聊城输油处，山东聊城252000)摘要：介绍了临濮输油管线SCADA系统升级改造后，在对系统进行现场功能测试时，发现SCADA系统安全联锁保护产生误动作现象。从系统处理方法、系统回路和运行环境三个方面，结合SCADA系统的组成原理及现场实际情况分析了产生误

2、动作的原因及处理方法。通过对相关数据和设备的整改，解决了系统的误动作问题，确保了系统的安全可靠运行，提高了企业经济效益。关键词：数据采集与监控系统安全联锁误动作中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1007—7324(2012)04-0076—02数据采集与监控系统SCADA(Supervisory续表1ControlandDataAcquisition)是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、参数调节以及各类信号报警等各项

3、功能。SCADA系统作为生产运行的重要保障，理应达到安全、可靠的运行状态，系统安全联锁尤为重要。如果系统不能正常联锁或者出现联锁误动作，轻则造成关联运行设备损坏、生产停运，重则将造2联锁误动作原因分析及整改措施成输油管线全线的联锁反应，从而带来安全事故和2．1原因分析较大的经济损失。SCADA系统的运行由现场仪表、电缆及端口连1临濮输油管线概况接、控制系统三个环节组成。现场输入信号有Ptl00临濮线全长241km，共有8个输油站。热电阻信号，其他4～20mA模拟量信号；电缆及接口2003年对全线进行自

4、动化改造，SCADA系统正式连接包括仪表系统电缆连接、电缆连接的各种接口投用。因赵寨子、莘县为常开泵站，采用常温输送等；控制系统包括现场信号进入IO模块进行信号转方式，其重点设备为输油泵。为保障输油泵安全运换，转换后的信号由控制器进行处理、分析、响应等。行，对泵和电机相关参数都加装了安全联锁保护功2009年11月，对临濮线SCADA系统及管道检能，即实现在异常情况下(如温度超高或压力超低漏系统实施了升级改造。在对莘县站SCDA系统进等)实施停机保护的自动响应，避免设备损坏。例行现场功能测试时，发现温度

5、、压力检测值出现异常如：输油泵及其配套电机在运行过程中需要保证情况，温度检测值为200oC，压力检测值为0，系统产压力、温度参数在规定的范围内；如果运行参数超生了报警，并发出了停机指令。但通过现场检查发过联锁停机值，SCADA系统则执行联锁停机，达现，设备并未出现温度超高或压力过低的现象。因到保护设备的目的。此，判定这是SCADA系统产生的一种联锁误动作。表1输油泵各部分参数及联锁报警和停机示值针对该问题，笔者与相关技术人员从系统处理方法、系统回路和运行环境三个方面，结合SCADA系统的组成原理及现场

6、实际情况，通过列稿件收到日期：2012—01—06。作者简介：胡勇(1966)，男，陕西汉中人，1985年毕业于华东输油技校储运专业，一直从事长输管道的生产管理和SCADA系统的应用与管理，任高级技师。第4期胡勇等．SCADA系统安全联锁误动作的原因分析及改进方法77表的方式找出主要原因，如图1所示。2．1．7电缆断路电缆通过出厂检验，现场对电缆进行检验、检测，无故障现象。结论：否。2．1．8电缆短路电缆通过出厂检验，现场安装后进行了绝缘测试合格，对电缆进行检验、检测，未发现故障现象。结论：否。2．1

7、．9设备温度过高功能测试时现场温度不高，并且环境温度对设备运行影响可以忽略不计。结论：否。2．2改造措施2．2．1在SCADA系统中增加数据有效性判断a)针对系统进行技术分析。站控系统采用CITECT公司的产品，使用Pipeleak3．0监控软件，在原有基础上进行功能扩展，利用10采集模块的自诊断信息，增加了数据有效性分析与处理功能，达到最终功能目标。每个IO采集模块在采集现场实际数据的同时，有单独一个字节(可从SCADA系统读取)的模块采图1SCADA系统联锁误动作的原因集综合状态信息，在方案实施时

8、，需要对综合状态信针对可能造成SCADA系统安全联锁保护误息进行采集、整理，并分别对应到每个通道(即对应动作的9个末端因素，笔者通过检查、测试、分析并每个现场远传仪表的采集点)，最终从每个通道分别逐一确认。得N--+N效性判断信息，将该信息和每个通道的示2．1．1检测方法不合理值进行整合，嵌入联锁保护程序中，达到预期的结果。如果系统回路断路，则温度检测值为最大、压力b)软件流程分析及流程图制订。该系统原处理检测值为零。在测试过程中出现的温度检测值为逻辑流