SCADA係統與第三方設備通訊中斷分析
信息科技
作者：王式久 張博 譚洪偉 範建全
摘 要 長輸管道SCADA係統主要由PLC、ESD、交換機、路由器、RCI等設備組成，主要完成站場數據采集、監視、控製和流量計算等功能，並向調度中心傳送實時數據，接受調度中心下達的任務。為了正確引導天然氣長輸管道SCADA係統與第三方設備通訊中斷問題的處理，保障係統安全有效運行，降低運行維護成本。本文結合單片機通訊技術分析數據傳輸的通路，以SCADA係統與UPS通訊中斷實例介紹第三方設備硬件故障的判斷與維修方法，具有重要的實際指導意義。
關鍵詞 SCADA係統；第三方設備；通訊中斷；故障分析
中圖分類號TN8 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）109-0204-02
0引言
通訊係統包括信號源、發送設備、信道（有幹擾源會造成幹擾）、接收設備、信宿。對於SCADA係統與第三方設備通訊來講，信號源、發送設備就是第三方設備本身，信道包含了傳輸線、接口、轉換設備，信宿是接收設備本身。幹擾源可以是因發熱、輻射、雷電等因素造成的電流、電壓、頻率突變，從而造成通訊中斷。我們按照信號傳輸通路，從前級向後推移，介紹類似問題的判斷、處理過程。
1 UPS通訊中斷經過
2013年8月，山東省某地區遭遇幾十年不遇的強雷電襲擊，當地氣象台連續發布了雷電橙色預警。某輸氣站外接10KV外電線路於1日、10日、12日受強雷電影響3次停電，其中2次線路被雷擊斷，1次線路出現相間短路。8月1日、10日停電後，某輸氣站在10分鍾之內啟動站內天然氣發電機組向站內設備供電，保障了正常生產運行；在12日2時30外電中斷時雷擊十分嚴重，站內員工可以看見窗外雷電直擊地麵，距離不到10m，值班員與調度的固定電話通話也出現中斷。根據當時的雷電情況，站內員工無法出門到發電機房啟動發電機，直至3時左右雷電遠去才啟動發電機合閘供電。在12日雷電造成站內停電後， 1#UPS、2#UPS與SCADA係統的通訊中斷，上位機出現通訊中斷報警。
2 故障分析
對SCADA係統與UPS之間的通訊進行分析，這一通路的先後順序為UPS、通訊線纜及DB9插頭、LSU 232_2有源1轉2接口、RCI、上位機。1）由於上位機顯示其它第三方設備通訊正常，維修人員排除了上位機、RCI故障；2）LSU 232_2的作用是將UPS的數據傳送到兩台冗餘的RCI通訊服務器，正常指示燈狀態如下：LSU 232_2的“A on”燈對應A line，“B on”對應B line，這兩個燈亮則表明UPS與對應的1#RCI和2#RCI是正常通訊（其中有1隻燈亮就可以確認LSU 232_2通訊正常）；“TxD”或“RxD”燈閃爍則表示目前UPS正在與RCI進行數據的發送或接收（兩燈均間斷閃爍為正常狀態）；如以上所有指示燈都不亮了，可以用萬用表檢測LSU 232_2電源輸入端電壓，看看供電是否正常。如果電壓為0，則需檢查電源線路情況，以恢複供電；如果電壓正常（24VDC），且DB9串口連接正常，則需判斷LSU 232_2是否故障。可用調試筆記本接到來至UPS的串口，通過在電腦上運行串口調試工具，來檢測是否能夠接收到UPS的數據。（1）若可以接收到UPS的數據，則將來至UPS的串口接至C line口，分別用筆記本電腦接A line和B line口，檢測到是否可以接收到UPS的數據。如果接收不到，則表明LSU 232_2故障，需維修或更換；（2）接收不到UPS的數據，則需查看來至UPS的數據線路是否有斷路或設備本身存在故障。根據上述方法維修人員也排除了LSU 232_2故障，故障在UPS通訊板。