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PC機遠程自動系統的使用為SCADA操作的應用帶來了希望
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摘要: 在1992 年3月,Enron 公司的子公司Transwestern Pipeline 開始一項新的工程,旨在通過管道網絡提高天然氣的輸送能力,這一管道網絡延伸有 1,000 英里,從 Oklahoma和West Texas的天然氣現場到中南部的Califonia 的各個點。天然氣的流動是由有三個5,000 馬力壓縮機驅動的多個泵站控制的,在12個泵站的每個壓縮機每天24小時都不要間斷操作。
Abstract:
Key words :

        在1992 年3月,Enron  公司的子公司Transwestern  Pipeline 開始一項新的工程,旨在通過管道網絡提高天然氣的輸送能力,這一管道網絡延伸有  1,000 英里,從 Oklahoma和West Texas的天然氣現場到中南部的Califonia 的各個點。天然氣的流動是由有三個5,000 馬力壓縮機驅動的多個泵站控制的,在12個泵站的每個壓縮機每天24小時都不要間斷操作。
        傳統上,每個泵站都分布在管線上并且配有時鐘,每個站都支持三個往復式空氣壓縮機。為了控制氣體流動,在需要開啟站內壓縮機、調整輸出或者停車時都需要從Houston 電話通知操作人員。這個手動過程會隨著公共用氣消費的降低或者升高而不分晝夜地發生。
        直到最近,壓縮機才改由一個氣動控制系統來操作。舊有的控制系統是由繼電器和一些單通道的調節器來設計完成的。使用這樣的控制系統會出現一些問題,包括不容易和位于Houston 的中心操作站聯網,難以編程刷新硬布線梯形邏輯代碼,有限的報告能力和低質的操作員界面。在致力于找到一個新的解決方案的過程中,Transwestern   Pipeline 與自動化系統供應商Opto22 公司進行了接觸。基于PC的SCADA方法被建議使用;這種策略將標準的基于 486    的個人機與32位Mistic200 控制器、智能 I/O 塊、順序流程圖Cyrano 控制軟件和Mistic 人機接口軟件結合在一起。
        在和相同的類似產品比較之后,Transwestern認為Mistic 提供了一個更高的Windows 窗口,更強大的編程能力,更優越的網絡性能和更簡單的操作界面-也就是一個良好的性能價格比。這一系統的模塊化功能為系統結構的進一步更新提供了更大的空間。Transwestern 選擇了Thoreau的New Mexico 站點作為一個嘗試應用新的控 制系統的站點,最終將代替其他站點的現有設備。

更光明的控制前景
         Thoreau 站點的系統共設計有550個I/O 點。每個壓縮機都使用144個Opto22 I/O 點,共
包括80個數字點和64個模擬點。新的系統設計有四個Mistic200 控制器,在用于數據交換的層對層組態上運行。Mistic 的一個調節器被設計作為主調節器,其他三個作為從屬,所有的調節器都通過ARECNET連在一起。主調節器和三個從屬調節器都有各自的數據打印記錄儀。
        通過衛星鏈路使用新的系統,Transwestern的Houston 操作中心能夠直接發送給主控制器開啟,調整或者停機的指令,主調節器再與每個從屬調節器進行通訊。操作中心也能監控在每臺發動機上超過50個不同點的發動機計時、溫度和壓力的報警,這是通過個體的PID回路報告給控制器的。
        發動機的溫度PID控制回路是在I/O 層上由Mistic 的智能模擬I/O 塊執行的。空氣吸入式二次冷卻器輻射式系統全年日夜提供發動機冷卻。

智能I/O
        監控發動機溫度和壓力的I/ O 磚是通過對絞線與控制器相連的,這種對絞線可以容許更大的分布式系統。每個磚都包括12位的光學分離I/O模塊和一個用于本地智能的插入式主板。模擬磚也用于執行高低限監控,濾波,熱電偶線性化,波形發生器,累加,平均,斜坡和更多的功能。對  Transwestern 來說,Mistic 的智能I/O 磚具有顯著的勞動力和資金優勢 。由于系統必須具備可靠性,舊有的控制系統要求從發動機室到主控制室所有的I/O 都要用硬線連接。由于Mistic 的分布式磚提供了在I/O 層上的本地控制功能,這樣只需要三個從屬控制器與主控制室連線就行了。一個與從屬控制器通訊的簡單智能磚安裝在發動機室用于執行緊急停車,這樣可以避免安裝昂貴的、需要花費大量時間建造的硬連接的繼電停車板。

危險的操作環境
        Mistic 用于一級二等危險操作環境的說明使Transwestern 可以將三個發動機室控制器放在標準的  NEMA  箱內。沒有這一用于危險操作環境說明的控制器必須安放在特別昂貴的氣體凈化柜里。
        Transwestern 使用多任務控制軟件Cyrano編程Mistic 控制器。通過流程圖屏幕,Cyrano
提供了清晰的控制邏輯可視化表述。應用是通過畫一個"要做什么" 帶有行為模塊的列表來編
程實現的,這一列表包含很多執行指令,比如" 開閥1 " ,然后再與條件模塊的線路連接以測
試是否條件已經滿足了,比如說"閥1是否已開?"  在模塊之間的連接線路表明了執行操作的
順序。

        調節內部發動機溫度和壓力的Transwestern的PID回路的復雜性使浮點數學功能成為很重
要的要求。Cyrano 支持IEEE浮點數,是由控制器層的Mistic 數學協處理器執行計算的。

       另外一個Transwestern Mistic 的優點是在每個發動機和主控制器上組態實現打印數據記錄
功能。使用Mistic ,不需要用分離的 ASCII模塊,也不需要用BASIC或者梯形邏輯編程。所有的通訊都是通過Mistic 串口流動的。

人機接口軟件
        Transwestern 使用新的Mistic 人機接口(MMI )軟件編輯操作員接口。Mistic MMI 直接從Cyrano  訪問Transwestern 控制層的標簽名字,這樣消除了繁瑣的交叉應用,同時提高了精確性并減少了傳統的操作員接口軟件所花費的編程時間。使用Mistic MMI ,Transwestern 用權利訪問I/O 、控制變量、監控報警狀態、記錄到磁盤的數據、實時趨勢信息等等。Mistic MMI 提供給Transwestern 一個領先的基于對象的畫圖環境、有三維圖表的符號庫和標準的ISA符號庫。這些特點使Transwestern 的操作員接口開發成為一個簡單的過程。
       Transwestern 操作員將在現場每個系統上使用Mistic MMI 。當問題被檢測到時,操作員能
夠容易地確定故障源并派送相應的機械或者儀表技術人員。
        操作員最初也需要編程更新MMI和Cyrano 控制層軟件,但是編程的簡單性意味著不是一個經過嚴格培訓的程序員,操作員也能完成簡單的維護更新。

        隨著Thoreau 站建設的完成,Transwestern目前在Arizona 的第三個泵站使用Mistic來更新控
制系統。這個站點計劃在幾個月內實現聯機。其他的站點也正在計劃幾年內完成控制系統的轉換。

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