胜利埕岛油田采油平台数据采集与监控系统可靠性技术研究

论文摘要

增强SCADA(数据采集与监控)系统的可靠性一般有两种方法,一种是提高系统组成产品的质量,另外一种是应用冗余技术。但是目前SCADA系统的组成产品质量已经很高,要通过这种方法来增强系统可靠性是很困难的,而理论分析表明应用冗余技术是一个有效的方法。本文首先针对埕岛油田上位机控制软件,进行了双机热备的方案设计和编程,实现了双机冗余,并将此方案应用在埕岛油田的自动化测控系统中。然后针对埕岛油田通讯系统出现的问题,进行了通讯冗余技术的方案设计,该方案从解决设备故障引起的通讯中断及单一频段干扰的问题两方面来考虑。最后对下位机PLC系统的CPU冗余技术进行分析,对CPU硬件冗余和CPU软件冗余进行方案设计。通过梯形图编程实现了CPU软件冗余技术方案,并应用到埕岛油田,应用结果表明CPU软件冗余方式相比CPU硬件冗余方式是一种经济、有效的方法。SCADA系统冗余技术在埕岛油田的部分应用表明此技术的应用能提高自动化测控系统的可靠性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 上位机冗余技术研究及实现
• 2.1 上位机冗余技术概况
• 2.2 上位机冗余技术方案的选取
• 2.2.1 双机热备的可靠性分析
• 2.2.2 双机热备解决方案的确定
• 2.3 埕岛油田上位机冗余技术及实现方式的研究
• 2.3.1 埕岛油田上位机监控软件的应用
• 2.3.2 上位机冗余技术的具体实现
• 2.3.3 上位机冗余技术实验及应用
• 2.4 小结
• 第3章 通讯系统冗余技术研究
• 3.1 埕岛油田通讯系统的应用及出现的问题分析
• 3.2 通讯系统冗余方案设计
• 第4章 下位机冗余技术研究及实现
• 4.1 下位机冗余技术的提出
• 4.1.1 冗余控制的概念
• 4.1.2 处理器冗余方案分析
• 4.2 下位机硬件冗余技术研究
• 4.2.1 BSN 热备模块简介
• 4.2.2 SLC 与BSN 的同步过程分析
• 4.2.3 SLC500 热备系统的运行过程分析
• 4.2.4 SLC500 热备系统的实现及实验
• 4.3 下位机软件冗余技术研究
• 4.3.1 软件冗余技术的初步设计
• 4.3.2 DH+网络和MSG 指令的应用
• 4.3.3 软件冗余技术的实现及实验
• 4.4 小结
• 第5章 SCADA 系统及其冗余系统的可靠性指标研究
• 5.1 可靠性指标简介
• 5.2 SCADA 系统及其冗余系统可靠性指标的计算分析
• 5.3 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录A 远程I/O 传送数据程序
• 附录B CPU 硬件冗余系统的梯形图程序
• 附录C CPU 软件冗余系统的梯形图程序
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果