SCADA系统调试与运行

简介: SCADA系统调试与运行

SCADA系统的调试从内容上分包括上位机调试、下位机调试与通信调试;从项目进程上看可以分为离线仿真调试、现场离线调试、在线调试与运行阶段。离线仿真一般在实验室或非工业现场进行,而在线调试与运行调试都在工业现场进行。当在线调试及试运行一段时间,系统满足设计要求后,就可正式交付并投入生产运行。


离线仿真调试


1.硬件调试

对于SCADA系统中的各种硬件设备,包括下位机控制器、I/O模块、通信模块及各种特殊功能模块都要按照说明书检查主要功能。如主机板(CPU板)上RAM区的读/写功能、ROM区的读出功能、复位电路、时钟电路等的正确性调试。对各种I/O模块要认真校验每个通道工作是否正常,精度是否满足要求。

对上位机设备,包括主机、交换机、服务器和UPS电源等要检查工作是否正常。

硬件调试还包括现场仪表和执行机构,如压力变送器、差压变送器、流量变送器、温度变送器和其他各种现场及控制室仪表,电动或气动执行器等,在安装前都要按说明书要求校验完毕。对于检测与变送仪表要特别注意仪表量程与订货要求是否一致。

硬件调试过程中发现的问题要及时查找原因,尽早解决。


2.软件调试

软件调试的顺序是子程序、功能模块和主程序。有些程序的调试比较简单,利用开发装置、仿真软件或计算机提供的调试程序就可以进行调试。为了减少软件调试的工作量,要确保在软件编写时,所有的子程序、功能模块等都经过测试,满足应用要求。否则,在软件调试阶段问题会较多,影响程序的总体调试。如果软件有很好的结构,在软件开发过程中都经过了充分的调试,则在软件联调中,问题会较少。这时调试的重点是模块之间参数传递、主程序与子程序调用等。


主要观察系统联调后逻辑是否正确,能否完成预定的功能,而不是简单的语法等检查。

上位机的程序调试相对简单,因为在开发过程中,每个界面或功能是否符合要求可以通过把组态软件从开发环境切换到运行环境,观察功能实现。

3.系统仿真

在硬件和软件分别联调后,并不意味着系统的设计和离线调试已经结束,为此,必须再进行全系统的硬件、软件统调。这次统调试验,就是通常所说的“系统仿真”(也称为模拟调试)。系统仿真,就是应用相似原理和类比关系来研究事物,也就是用模型来代替实际生产过程(即被控对象)进行实验和研究。系统仿真有以下3种类型:全物理仿真(或称在模拟环境条件下的全实物仿真);半物理仿真(或称硬件闭路动态试验);数字仿真(或称计算机仿真)。

系统仿真尽量采用全物理或半物理仿真。试验条件或工作状态越接近真实,其效果也就越好。对于纯数据采集系统,一般可做到全物理仿真;而对于控制系统,要做到全物理仿真几乎是不可能的,因此,控制系统只能做离线半物理仿真。

在系统仿真的基础上进行长时间的运行考验(考机),并根据实际运行环境的要求,进行特殊运行条件的考验。

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离线仿真和调试阶段的流程如图所示。离线仿真和调试是指在实验室而不是在工业现场进行的仿真和调试。离线仿真和调试试验后,还要进行考机运行,考机的目的是在连续不停机的运行中暴露问题和解决问题。在仿真调试完成后,设备就要在现场进行安装。系统安装完成后,就可以进行现场离线调试。现场离线调试是指SCADA系统的所有设备安装完成后进行的调试,在这步调试中,最主要的工作是回路测试。即把主要的仪表和控制设备都带电,而一些可能影响到现场装置的执行器或电器的主回路可以不上电,在调试中主要检查所有的I/O信号连接和整个SCADA系统的通信。


例如,在现场有一台电机,该电机的监控有3个数字量输入信号和一个数字量输出控制信号。3个数字量输入信号是远程控制允许、运行、故障。假设在现场设置过热继电器的故障,则要检查该信号在下位机、上位机中与现场三者是否一致;在上位机中输出一个控制该电机的信号,检查下位机是否接收到,在现场设备端是否检测到,如继电器是否动作。


现场进行在线调试和运行过程中,设计人员与用户要密切配合,在实际运行前制订一系列调试计划、实施方案、安全措施、分工合作细则等。现场调试与运行过程是从小到大,从易到难,从手动到自动,从简单回路到复杂回路逐步过渡。为了做到有把握,现场安装及在线调试前先要进行硬件检查,经过检查并已安装正确后即可进行系统的投运和参数的整定。投运时应先切入手动,等系统运行接近于给定位时再切入自动,并进行参数的整定。


在线调试和运行就是将系统和生产过程连接在一起,进行现场调试和运行。尽管离线仿真和调试工作非常认真、仔细,现场调试和运行仍可能出现问题,因此,必须认真分析加以解决。系统运行正常后,可以再试运行一段时间,即可组织验收。验收是整个项目最终完成的标志,应由甲方主持、乙方参加,双方协同办理,验收完毕后形成验收文件存档。

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