6ES7318-3FL01-0AB0详细说明
一、前言
河北省能源结构长期以煤炭为主，占总能源消费的89%以上，电力、燃气的消费相对较少，这种能源品种结构的不合理，造成全省城市大气污染严重。必须大力调整能源结构，大量使用天然气等洁净能源，使全省的资源、环境、经济协调发展。天然气具有煤炭、石油所无法比拟的环保优势。我国的天然气开发利用虽起步较晚，但在目前和今后相当长的时间内，将得到大力发展，这就为河北省利用天然气资源提供了一个历史契机。河北省天然气利用一期工程即陕京线北京—石家庄支线，是关系到河北省工业生产、人民生活、减少大气污染、改善和**环境质量的大事，涉及各行各业与千家万户，关系国计民生。建设该工程的主要目的就是：调整河北省的能源结构，**城镇居民生活质量，减少大气污染、改善和**环境质量。
二、概述
河北省天然气利用一期工程是河北省重点工程，省长一号工程。该工程设计年输气能力15×108m3年。始于陕京输气管道二站村阀室，终点为石家庄末站，沿线共经过15个县、市、区，全长201.7km。主管线管径φ508，设计压力6.3MPa。沿线共设4座工艺站场，7座截断阀室。
自动控制采用集中监控及数据采集系统（SCADA系统），调度控制中心设在石家庄末站，由调度中心对沿线各站场的生产运行进行数据采集、监测和控制，各站设PLC站控系统。合理的工艺水平、高精度的交接计量、调压技术和**自控水平，使本工程达到了九十年代末世界**水平。
三、输气站场工艺简介
本工程沿线共设置4座工艺站场，分别为：涿州首站、保定分输站、定州分输站和石家庄末站。每座站场在设计时均考虑投产初期气量较小的情况，并设有反输流程，在条件允许的情况下，天然气从石家庄输至涿州，向沿线各城市供气。
全线总体流程示意图
涿州首站站内分为两个部分，一部分包括天然气进站截断放空、天然气分离、天然气计量（上游），该部分由北京集输公司管理；另一部分包括天然气总计量（下游）以及向涿州市分输部分的调压、计量等。在涿州首站还设有气体在线分析。
保定分输站主要包括清管器收发装置2套、气体进站分离以及向保定市分输部分的调压计量。定州分输站主要包括天然气截断放空和向定州分输部分的分离、调压计量等。
石家庄末站照片
四、自控系统
4.1概述
本工程自动控制设计内容包括涿州首站、保定分输站、定州分输站、石家庄末站站控系统和石家庄调度控制中心等。
涿州首站、保定分输站、定州分输站和石家庄末站的站控系统负责采集站场工艺过程参数和运行状态等，如温度、压力、**及供配电系统等参数，对阀门的开、关和故障状态、火灾报警、可燃气体检测等进行监测。石家庄调度控制中心是管线的管理中心和调度核心，负责对管道沿线的涿州首站、保定分输站、定州分输站和石家庄末站的运行实行统一调度管理，监视站场重要的运行参数和状态，设定值和各项操作命令能够从调度中心准确地下达到有关站场。站场控制系统和调度中心组成了SCADA系统。
SCADA系统框图
4.2自控水平
调度控制中心、中间各站场站控系统、现场仪表组成一个三级监测、控制管理的系统模式。
级：为就地仪表、手动和站场系统监控（站场仪表）。
第二级：实现站控系统值班控制室内的集中监视控制（站控系统）。
第三级：石家庄设调度控制中心集中远程监视控制（监控及数据采集系统即SCADA系统）。
4.3控制方案
本工程仪表及自动化系统的设计、选型以技术**、经济实用为原则，自控系统采用监控及数据采集系统（SCADA系统）。在石家庄末站设调度控制中心，首站、末站及各分输站均设站控系统监控全站。经过仔细的考察和比选，采用了罗克韦尔自动化ControlLogix系列PLC构成集中监视、分散控制方案。ControlLogix系列PLC是罗克韦尔自动化公司新推出的、功能更强大的可编程逻辑控制器。它有以下特点：
模块化：ControlLogix系统的模块化的I/O、内存及通讯接口为用户提供了一种即可组态又便于扩展的系统。用户可以根据需要灵活配置所需的I/O数量，内存容量以及通讯网络。以后当用户需要扩展系统时，可随时添加I/O，内存及通讯接口。大I/O点数为128000。
带电插拔：ControlLogix允许用户带电插拔系统中的任何模块，而不会对模块造成损坏。这样用户就可以在继续维持系统运行的更换故障模块。
高分辩率I/O：高16位，可选带自诊断功能模块，I/O故障报告。
高速传送：ControlLogix所采用的PRODUCER/CONSUMER技术使得数据可以在网络之间，网络的链路之间以及通过背板的模块之间实现有效的高速传送。
高强度工业硬件平台：ControlLogix采用特殊设计的高强度工业硬件平台，从而可耐受振动，高温以及各种工业环境下的电器干扰。
分布式处理：通过Ethernet，ControlNet和DeviceNet网络将处理器连接起来，可以实现分布式处理。
IEC-1131-complaint操作系统：该操作系统提供了真正具有优先级的多任务环境，从而允许用户通过单独排定软件组件来满足自己的应用要求。这就大大**了处理器的效率降低了成本，因为它可以减少用户整个控制系统的处理器数量。
4.4系统组成及特点
本系统中冗余的ControlLogix站控制系统由以下几个部分组成：
两个四槽框架：1756-A4；
两个处理器模块：1756-L55M13；
两个ControlNet模块：1756-CNB/D；
两个冗余模块：1757-SRM；
冗余模块连接电缆：1757-SRC1；
两个I/O框架：包括ControlNet模块，ENET模块，串口通讯模块1756-MVI，相应的I/O模块。用于连接超声波**计、涡轮**计、电动球阀和其它现场仪表设备。主要信号包括4～20mADC、开关信号、RS485接口信号等。
这个冗余系统的主要特点有：
控制系统高可靠性的优化；
完全不需要用户编程；
保证在高优先级任务逻辑控制下的输出的无扰动切换；
切换只需100ms；
支持Logix5555处理器及CNB（D系列以上）模块；
切换相对通过各种网络与冗余框架相连的其它设备来讲完全透明；
从主控制器到从控制器的程序装载过程完全透明；
对主控制器在线进行的设置/命令/编辑自动传递给从控制器；
用户可对切换进行“取消”或“恢复”操作。
ControlLogix冗余系统与I/O框架用ControlNet连接，与上位机及调度中心通过以太网连接。
4.5系统功能
站控制系统主要功能：
数据采集、数据处理；
站场设备控制；
现场设备远程控制；
站场正常关闭控制和紧急停车控制；
各系统数据通讯；
各系统时钟同步；
操作员权限控制：操作员身份确认，行为记录；
报警管理：显示所有存在的报警和所有返回到正常状态下没有经过确认的报警情况，显示报警时间；
趋势曲线管理：包括时实和历史趋势曲线；
监视控制画面：准确形象显示现场工艺流程，支持快捷键操作；
报表生成：定时打印生产报表、历史报表等。
上位监控软件使用了开放的面向工业应用的集成开发软件Citect。SCADA系统主通信手段为DDN，采用PSTN作为备用通道。调度控制中心的计算机硬件系统由服务器、操作员工作站、工程师工作站、经理终端及报警、报表打印机等组成。为**系统的可靠性，服务器和局域网（LAN）采用冗余配置，操作员工作站、工程师工作站等均作为局域网上的一个节点，共享服务器的资源。这样设计不仅技术**、操作简单，且经过工业生产实践考验具有很高可靠性。软件的配置采用模块化，以便于版本修改和升级。
调度控制中心具备了以下多种功能：
全线工艺流程画面显示；
数据实时采集、显示和存储历史数据；
实时数据和历史数据搜索查阅；
**计算数据表显示；
**分析及计算；
贸易结算管理；
生产报表的生成和打印（日报、周报、月报等）；
报警、事件记录和打印、事故报警预报及追忆；
事故的远程站场紧急停车控制；
系统配置及总貌图显示；
生产运营和调度管理；
与陕—京线调度中心通信。
五、结束语
该工程于2001年6月18日开工，12月19日投产，何少存副省长及省各有关部门的领导参加了开工和投产仪式。该工程当年设计、当年施工、当年投产，创造了多项新业绩。建成投产后，可以调整河北省的能源结构，改善生态环境，**城镇居民生活质量，带动和促进河北省国民经济的快速和健康发展，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，对推动河北省的天然气事业的发展具有重大意义。罗克韦尔自动化ControlLogix系列PLC在该工程中，经两年考验，具有运行稳定、可靠性高、程序修改灵活、操作方便等特点，为管线控制系统长周期运行起了非常重要的作用。
一、系统结构组成
1.1 概述
车载定位监控系统是基于GPRS/CDMA无线通讯、GPS(全球定位系统)、GIS（地理信息系统）、互联网络技术及数据库编程技术开发的面向车辆定位监控的管理系统，用户通过本系统能够在时间知道车辆的位置，运行状态，甚至车牌，车型，所属单位，驾乘人员，维护保养等信息，也可以查看车辆的历史使用情况，运行轨迹和统计管理等工作。本系统的出现能够为使用者带来管理和决策的信息化依据，提供管理的科学性与准确性。
车载定位监控系统由GPS车辆信息管理软件、客户端软件和车载终端硬件以及能够与INTERNET相连的网络设备组成；系统可以对各种移动用户实施全天候动态监控、定位、跟踪及调度指挥并完成实时、准确、快速、有效的智能化管理，已广泛应用于现代化社会中各部门。
GPS车辆信息管理软件是B/C（浏览器和服务器结构）和C/S（客户机和服务器结构）混合架构。系统管理软件支持无线网络（GPPS/CDMA）和DDN专线等多种通讯和数据交互方式。
系统车载定位终端硬件负责GPS定位数据的采集，通过无线GPRS网络将数据发送到中心服务器。
系统需要有INTERNET网络的支持，依托互联网络才能够实现定位数据采集、管理和发布等工作。
系统是由数据服务器软件和客户端软件、车载定位终端和互联网络组成的。
1.1 建设原则
时效性
系统要求信息反应速度快，指令控制在2秒内完成在近乎可以忽略的时间内完成信息的传送及处理。
稳定性
系统要求24小时，一年365天不停机作业，数据传输量大，响应快，软硬件的处理能力必须保证这种需求。
实用性
整个系统的操作以方便、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计统一操作，既充分体现快速反应的特点又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。
**性
系统采用成熟的高新科技，以目前较为**的方法实现需要的功能，既反应当今科技的**水平，又具有发展潜力，保证系统在相当长的时间内不被淘汰。
可扩充性
要求系统在结构、容量、通信和处理能力等方面具有扩充性和升级的能力。
可靠性
系统必须高可靠地连续运行，设计在经济条件允许范围内，从系统结构、设计方案、技术保障等方面综合考虑，使得系统稳定可靠；另一方面，系统尽可能地采用成熟的技术、商品化的软硬件产品，这也是系统可靠稳定运行的保证。系统容错性能力强，对重要数据，提供备份的能力,保证系统高可靠性。
经济性
中心的设备尽量采用性能价格比高的产品。
兼容性
该系统可支持兼容多种系统软件和数据库。
二、各组成部分功能说明
2.1 数据服务器软件功能
GPS车辆信息管理软件基于IP互联技术为用户提供数据存储检索等功能，采用SQLSERVER数据库，支持ORICLE、SYBASE数据库；模块化设计，对总中心的逻辑功能进行了模块化，并对内部数据流进行了优化，可以灵活构成大容量系统及中小规模的数据系统。使整个系统具有强大的扩展容量，功能扩展架构灵活重组的能力。
GPS车辆信息管理系统的B/C结构支持WEB浏览功能，用户通过IE等浏览器软件登录服务器管理监控系统，使用事先提供用户名和密码登录进行车辆编辑、管理和维护等工作。
GPS车辆信息管理系统包括系统管理、车辆管理和参数维护功能，能够为用户提供车辆分组，权限设定，车辆信息编辑和网络数据维护等支持，权限管理，简洁方便，条理清晰。
GPS车辆信息管理系统提供帐户分层管理，包括系统管理员、公司管理员、部门管理员、车队管理员。分别记录详细客户信息，权限明确。所有的管理人员包括操作员都是想当拥有一个自己的账号，每个账号在系统中是唯一的；可以添加、修改、删除，每个账号都会分配不同的权限，权限的管理包括：
◆ 操作的权限：设定某个账号是否能够进行一些操作，如呼叫车辆、设定报警、规定账号的权限等。
◆ 管理车辆的权限：设定本账号权限一下的账号或添加本组账户下属车辆。
◆ 数据管理的权限：可以设定某个或者某组帐户能够查看管理系统中的数据。
2.2 客户端软件功能
客户端可以对指定车辆进行实时位置跟踪、车辆限速报警、区域报警功能设置、报警查询和清除、偏航报警、状态监控、历史轨迹回放、数据发送周期调整、报警统计等功能。
其他功能：GIS地图编辑，地图缩放功能，面积测量，距离测量，车辆显示与屏蔽以及显示车辆基本信息等功能。
●实时位置跟踪
车载终端将实时GPS定位数据回传到数据中心服务器，定位数据包括经度、纬度、速度、方向等；
用户可以通过客户端软件登录到中心服务器，在客户端GIS地图上能够实时监视车辆的位置轨迹；
●车辆限速报警
超速报警：当车辆超出预定大速度时，会自动回传报警信息。
分段限速报警：可以根据不同路段设定不同的限速报警值，也可实现一条道路的不同地段限定不同的速度。
●区域报警功能设置
区域报警包括驶入报警、驶出报警和区域限速报警，
驶入报警：当车辆驶入被限定的区域，终端会自动回传报警信息，给出报警位置。
驶出报警：当车辆驶出被限定的区域，终端自动回传报警信息，给出报警位置。
区域限速报警：当车辆驶入被限速的区域，在区域内超过限定的速度时，终端会回传报警信息，给出报警位置。
●报警查询和清除
系统软件可以向指定车载终端发送报警查询指令，收到报警查询的终端将向客户端回传所有的报警设置类型等信息；客户端软件可以清除指定车载的某一类型报警或全部。
●断电报警
当人为切断车载单元的外部电源或意外造成车载电源损害，车载单元会自动向中心回传断电报警信息。
●偏航报警
用户可以为指定车辆设定行驶路线，在限定航道内如果偏离航线系统将自动报警。
●状态监控
系统可以定时监控车辆的一些工作状态，如紧急求助、事件触发、车辆熄火、断电报警等。
●历史轨迹回放
系统支持轨迹回放，能保存全部车辆的行驶轨迹线路，轨迹回放可以快进、回放和暂停等，显示回放位置的时间等信息，自动调节地图随车辆移动，轨迹以点、线显示，支持车辆运行轨迹打印功能。可保存车辆运行路线、运行区域、到达的地方，并记录在数据库中，以备以后查询、分析使用。
●数据发送周期调整
定位数据发送周期可以随时调整，在车辆静止是可以自动增加GPS定位数据发送时间间隔，降低通讯费用。
●报警统计
系统可以对指定车辆按报警类型进行统计以及打印等，方便用户对车辆进行管理。
●其他功能
GIS地图编辑，地图缩放功能，面积测量，距离测量，车辆显示与屏蔽以及显示车辆基本信息等功能。
地图采用**的电子矢量地图，用户可以自主编辑和调节地图上的地物特征等，对自己关心的地物属性和图层进行控制；地图显示窗口可以无极放大和缩小，开启和关闭相同属性的地标名称等；地图显示支持自动调图，使被监控车辆完全处于可视的佳监控视野，当车辆走出地图时，可以自动调整地图，被监控车辆位于地图的中心。
在GIS地图上可以进行面积测量和距离测量，对区域内车辆可以屏蔽显示，可以选择显示指定车组的车辆及其基本信息；
2.3 车载定位终端功能
A.永远在线，自动连接服务器；
B.支持固定IP和域名动态连接；
C.实时GPS定位数据采集；
D.GPRS无线数据通讯；
E.执行断油断电控制；
F.触发报警（防抢）检测；
G.中心信息显示；
H.电源过流自保护、自恢复功能；
I.TCP/UDP通讯方式；
车载定位终端是安装于车辆上的GPS定位数据采集的必要设备，能够使用多种车辆上的多种电源，大程度的适应了车辆安装的要求，具有上线时间短定位精度高的特点。
三、硬件相关技术参数
◆ 电源
宽电源输入，外接直流电源DC 9-36V；
适合多种车辆安装，可内置锂电池供电；
◆ 功耗
大工作电流1.2A，平均功耗小于5W；
◆ 外型尺寸
105×80×28mm；
采用金属外壳，外壳具有抗震和跌落的强度;
◆ 工作温度
工作环境温度：-35℃ ~ 65℃；
保存温度：-45℃ ~ 85℃；
◆ GPRS参数
GPRS车载天线吸盘，
工作频率900~1800Mhz；
接口SMA阴头；
◆ GPS参数
3~5伏GPS吸盘天线；