横河SCADA系统在海上油井数据采集和监控中的应用(4)

5  RTU组态实施

整个Kharg 区域共计约55座油井平台，每个油井平台的工艺基本类似，故在此只列举一个比较典型的油井平台的RTU组态为例子，介绍一下横河SCADA 系统下位机RTU的组态方式。

5.1  硬件配置

油井平台的工艺测点相对比较简单，模拟量主要有温度、压力、可燃气体浓度，少数油井有流量信号，并有流量控制阀，数字量则主要有压力开关报警信号、井口阀门的开关状态信号、阀门开关控制信号等。有些设备如井口控制盘则需要与RTU进行Modbus通讯来采集信号。

横河Stardom 控制器是RTU单元的核心部分，下图是控制器的硬件配置图片：

图5.1 Stardom 控制器硬件配置图

采用两块冗余的PSM供电模块，该供电模块输入电源为24VDC，用于给所有模块的工作供电，同时还通过AI 模块给现场变送器提供 24V 电源。

采用两块冗余的CPU模块，用于存储程序和系统数据，控制输入输出，提供外界通讯接口。这里以太网接口用于连接无线调制解调器，并最终与上位机FastTools 服务器通讯交换数据。

IO模块配置方面，一个油井平台一般配置一块 16通道4~20mA 的AI 模块，一块32通道24VDC的DI 模块，一块32通道24VDC-100VDC 的DO 模块，一块RS485通讯模块。RS485通讯模块用于与子系统通讯，一般采用Modbus通讯协议。

所有上述模块都将安装在Stardom 底板模块上，这就组成了一套Stardom 控制器。Stardom控制器、无线调制解调器、电源空开、仪表接线端子、中间继电器、接地条等设备安装在隔爆箱中。 在硬件组态方面，横河 Stardom 拥有一个工具：Resource Configurator，见下图。该工具用于设置控制器CPU模块的属性，设置控制器的IP 地址和网路属性，下装软件许可证文件，选择IO卡件的类型，每个通道IO 点的参数设置。

图5.2 Resource Configurator工具

5.2  程序和逻辑

横河Stardom 自带的逻辑编程工具是 Logic Designer ，该软件所用的是基于IEC61131-3 的编程语言，内部还封装了横河自己开发的常用的控制功能块：如过程量显示功能块PVI、PID 控制功能块、阀门操作功能块SIO 等。

用户还可以自定义数据类型，自定义功能块。自定义功能块的编程语言依然可以用功能块、梯形图、顺控图、结构体文本、指令表来实现，并且每种语言之间有相互的转换功能。

下面分别以过程量指示，和阀门控制两类常用程序逻辑来介绍一下Stardom 的编程是如何实现的。

5.2.1  过程量显示程序

油井工艺比较简单，大部分都是过程量指示、显示等，这里是一个井口压力显示的程序例子。

图5.3 Logic Designer 编程画面一

如上图所示，是 Logic Designer 的编程画面，其中上端是主菜单栏和工具栏，左面是程序菜单树，中间是编程主窗口，下面是信息栏。

编程窗口：AB_15_PT01A 是卡件中所设置的仪表工位号；功能块NPAS_AI_ANLG 是横河封装功能块，作用是将硬件传上来的原始值转换成带有测量值、量程、工程单位、报警信息等的结构体数据，该功能块还可以设置输入开路报警的上下限；功能块GET_AI_ITEM 自定义的获取 PV值和相关报警信息的功能块，并指定块名为 AB15PT01A，该功能块将配套 HMI 中的PVI 操作面板使用，除了能显示测量值、报警信息、量程、工程单位，还能设定高高报、高报、低报、低低报的报警限，设定累积参数等。这就完成了一个完整的过程量显示的程序。