高敏杰 許來(lái)旺 張洪建 徐遍強(qiáng)

摘要：文章結(jié)合大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)的站井場(chǎng)的實(shí)際情況，闡述如何通過(guò)有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通訊方式實(shí)現(xiàn)RTU系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的雙鏈路冗余通信，并將無(wú)線(xiàn)通信數(shù)據(jù)與有線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行主備融合。為解決RTU系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)有線(xiàn)傳輸與無(wú)線(xiàn)傳輸雙鏈路冗余傳輸提供一種靈活有效的解決方案。

關(guān)鍵詞：RTU系統(tǒng);DCS系統(tǒng);無(wú)線(xiàn)傳輸;數(shù)據(jù)通信雙鏈路冗余

1、大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)概況

大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)地處天津市大港區(qū)以南獨(dú)流堿河泄洪區(qū)內(nèi)，主要功能是平衡管線(xiàn)輸氣能力、進(jìn)行冬季調(diào)峰和事故應(yīng)急供氣，緩解城市供氣壓力，最大限度發(fā)揮管輸能力，使上游氣田生產(chǎn)和用戶(hù)供氣合理調(diào)蓄，保證安全、平穩(wěn)供氣。

2、SDACA系統(tǒng)概述及存在問(wèn)題

大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)SDACA系統(tǒng)由集注站場(chǎng)Delta V的DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)、火氣系統(tǒng)，A采注井場(chǎng)Delta ?V的RTU系統(tǒng)，B采注井場(chǎng)Delta ?V的RTU系統(tǒng)組成。井場(chǎng)RTU系統(tǒng)與集注站場(chǎng)DCS系統(tǒng)采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，光纖電纜沿路在濕地泄洪區(qū)內(nèi)進(jìn)行敷設(shè)。

采注井場(chǎng)RTU與集注站DCS光纖通信鏈路存在巨大缺陷，由于歷年來(lái)多次的洪水泛濫及人為施工，致使光纖電纜頻繁出現(xiàn)斷纜故障，且出現(xiàn)斷纜后很難找到故障點(diǎn)，造成采注井場(chǎng)RTU與集注站DCS通信中斷后維修時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響日常采注生產(chǎn)。如何在光纖斷纜后繼續(xù)維持井場(chǎng)RTU與集注站DCS數(shù)據(jù)通信正常中尋求解決方案。

3、采用無(wú)線(xiàn)通信的可用性

大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)按區(qū)域分為集注站場(chǎng)、A采注井場(chǎng)、B采注井場(chǎng)三個(gè)區(qū)域，其中A采注井場(chǎng)距離集注站場(chǎng)3.5公里，B井場(chǎng)距離集注站場(chǎng)1.1公里。三個(gè)區(qū)域之間為濕地保護(hù)區(qū)，無(wú)建筑物遮擋。滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x及中間無(wú)遮擋物要求。考慮無(wú)線(xiàn)輸出搭建成本低、建設(shè)周期短、不受濕地地理環(huán)境的限制、維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，及無(wú)線(xiàn)傳輸受天氣因素、意外因素易影響鏈路的可靠性，造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐紨嘈灾袛嗟娜秉c(diǎn)。采取在原有光纖通信鏈路上，搭建無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋作為數(shù)據(jù)通信的在線(xiàn)備用鏈路。井場(chǎng)與集注站場(chǎng)數(shù)據(jù)通信采用光纖作為數(shù)據(jù)通信主鏈路、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋作為數(shù)據(jù)通信備用鏈路的雙鏈路數(shù)據(jù)通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。并對(duì)雙鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行融合，顯示在同一個(gè)HMI顯示畫(huà)面。

3、采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋的具體實(shí)施方案

3.1無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)搭建及數(shù)據(jù)傳輸方式：

在A/B井場(chǎng)及集注站設(shè)置無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋天線(xiàn)，A/B采注井場(chǎng)安裝一套收發(fā)裝置，集注站場(chǎng)安裝兩套收發(fā)裝置，集注站場(chǎng)兩套收發(fā)裝置分別與A/B采注井場(chǎng)收發(fā)裝置進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)置。采注井場(chǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)井場(chǎng)RTU中Delta V通信模塊采用MODBUS通信至無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋收發(fā)器，經(jīng)無(wú)線(xiàn)傳輸至集注站無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋收發(fā)器，在通過(guò)集注站DCS中Delta V通信模塊進(jìn)行接收。

3.2數(shù)據(jù)融合

采注井場(chǎng)傳輸?shù)谋O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在DCS系統(tǒng)上進(jìn)行解包，根據(jù)數(shù)據(jù)地址表進(jìn)行數(shù)據(jù)一對(duì)一提取，與光纖傳輸數(shù)據(jù)一同經(jīng)過(guò)多路轉(zhuǎn)換器功能塊進(jìn)行選擇主備數(shù)據(jù)選擇輸出，具體為：光纖傳輸數(shù)據(jù)正常時(shí)，數(shù)據(jù)輸出為光纖傳輸數(shù)據(jù);一旦光纖傳輸數(shù)據(jù)異常時(shí)，數(shù)據(jù)輸出為無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)。光纖數(shù)據(jù)正常后自動(dòng)切換為光纖數(shù)據(jù)輸出。

集注站場(chǎng)傳輸?shù)拿顢?shù)據(jù)在RTU系統(tǒng)進(jìn)行解包，根據(jù)數(shù)據(jù)地址表進(jìn)行數(shù)據(jù)一對(duì)一提取，與光纖傳輸數(shù)據(jù)一同經(jīng)過(guò)多路轉(zhuǎn)換器功能塊進(jìn)行選擇主備數(shù)據(jù)選擇輸出，具體為：光纖傳輸命令數(shù)據(jù)正常時(shí)，命令數(shù)據(jù)輸出為光纖傳輸命令數(shù)據(jù);一旦光纖傳輸命令數(shù)據(jù)異常時(shí)，命令數(shù)據(jù)輸出為無(wú)線(xiàn)傳輸命令數(shù)據(jù)。光纖數(shù)據(jù)正常后自動(dòng)切換為光纖數(shù)據(jù)輸出。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖：

4、效果評(píng)估

在確保原有HMI操作界面不變的情況下，完成有線(xiàn)通信與無(wú)線(xiàn)通信的雙鏈路融合，便于操作人員延續(xù)原有的操作，減少誤操作，使融合后的數(shù)據(jù)方便管理。隨著雙鏈路在儲(chǔ)氣庫(kù)的成功應(yīng)用，確實(shí)有效的減少因數(shù)據(jù)中斷造成的儲(chǔ)氣庫(kù)采注停產(chǎn)。

5、結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸主要是通過(guò)有線(xiàn)傳輸或無(wú)線(xiàn)傳輸進(jìn)行的，有線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸都各自存在個(gè)缺陷，隨著現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)電通訊技術(shù)發(fā)展的日臻完善和普及應(yīng)用，更值得我們?nèi)ヌ接懭绾螌⒂芯€(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸融合使用，為工控系統(tǒng)發(fā)展提供更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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