控制系统检维修作业指导书施耐德QuantumPLC.doc

　控制系统检维修作业指导书（施耐德Quantum PLC）
1 总则
1.1编写目的
1.1.1为规范浙江中控技术股份有限公司北海炼化维保团队对于施耐德Quantum PLC控制系统的日常维护和大修检修作业行为。
1.1.2 为有利于检修方提高检维修工作效率，确保检维修工作质量，避免检维修作业中的错误与失误，强化维修人员的故障处理能力，提供完善、标准、规范的检修作业程序。
1.1.3 为有利于检修资料归档。

1.2 适用人员
本作业指导书为所有浙江中控技术股份有限公司北海炼化维保团队作业人员所共同遵守的质量保证程序。

1.3 适用范围
适用于中国石化北海炼化有限责任公司对施耐德Quantum PLC控制系统的日常维护、故障处理、检修等作业，其他PLC控制系统可参考使用。

1.4 编写依据
本规程依据施耐德Quantum PLC控制系统技术资料编写。

1.5 确保目标
1.5.1确保施耐德Quantum PLC控制系统在日常维护及大修的检修全过程无不安全因素发生。
1.5.2确保施耐德Quantum PLC控制系统检修项目的验收率、合格率为100％。
2 概述
2.1 系统简介
2.1.1 PLC的处理能力及其他

QUANTUM的单个CPU IO处理能力65535个IO点，PLC处理器的处理能力余量计算（选择站点中IO最多的计算）：
系统需要的处理能力＝（5DI+10DO+100(AI+AO)）X1.25
＝（5X247+10X213+100(71+91+3)）X1.25
＝24831＝25K
系统处理能力余量＝(寄存器容量－系统需要的处理能力)/寄存器容量X100%
＝（57K-25K）/57KX100%＝56%
Quantum系列产品的所有模板均可带电插拔，且每块模板都有自诊断功能。PLC处理器可以接收、处理其它站拷贝来的子程序，并可将本站的一些功能程序移植到需要的站场，以减少重复编程的工作量。处理器的版本升级采用软件升级方式，而不用更换处理器。PLC系统为冗余配置，对硬件的地址分配设置、I/O的量化等通过组态的方式完成。

2.1.2 PLC的编程和时钟同步
PLC编程组态采用CONCEPT编程软件，符合IEC1131标准的工业控制软件，具有5种编程语言，编程方式灵活、操作简便。站控系统计算机、PLC通过Foxboro的DCIU，进行MODBUS和DNP3.0通讯协议的转换，实现与调度中心进行数据通讯，并接受调度中心的传来的GPS时钟同步。

2.1.3 PLC双机热备机制

PLC的双机热备系统的组成原理是双机指具有相同组态、相同RIO的两个PLC主机，无需热备模块和无需热备软件实现热备，如果一台CPU出现故障，则另一台继续对系统进行控制，通过冗余达到系统的高可靠性和高效率。在主机站的两个底板的软硬件配置是完全相同的。
其中一台PLC主机作为主控制器工作。它通过扫描梯形逻辑和操作RIO运行应用程序。另一台PLC主机作为热备控制器。每次主控制器扫描后，将更新热备机的数据。热备机则准备在主控制器出现故障的一个扫描周期内实施控制。
主控和热备状态是可以变换的。每一台控制器既可以作为主控机，也可以作为热备机。但当其中一台作为主控制器时，另一台必须处于热备状态。远程I/O总是由主控制器控制的。
Quantum PLC系统组件如下：

2.2 系统所选用的PLC模块参数指标
（1） 处理器模件
PLC处理器是32位CPU，内存为4M，单个CPU IO处理能力65535个IO点。
当电源掉电恢复后，处理器不需人工干预可自行重新启动。
处理器采用冗余配置：2套完全相同的主机站均带有以太网模板、1个远程IO通讯模板；另外每个CPU还带有2个Modbus通讯口和1个Modbus Plus通讯接口，用于编程或与其它设备通讯。140CPU67160 CPU 80586，4M 1*Modbus Plus Max IECProgram 2.5M。
（2）I/O模件
Quantum系列产品的输入模件和输出模件均具有自诊断功能。
A：模拟输入模件
系统选用AVI03000模拟量输入模件，模/数转换器为16位，共模抑制比大于80dB，输入相互隔离。模拟量输入模板上具有报警限位设定。输入信号4～20mADC或1～5VDC可任选。
B：模拟输出模件
系统选用ACO02000模拟输出模件。模/数转换器为12位，输出4～20mADC，具有输出隔离，具有短路保护和断路报警等功能。
C：热电阻输入模件
系统选用ARI03010热电阻输入模件，接收现场的三线制热电阻信号。满足现场铂热电阻Pt100，100Ω@0℃的条件。
D、开关量输入模件
开关量输入模件采用光电隔离，能承受380V的峰值电压，输入与地隔离。现场触点为无源型。所需24VDC电源由PLC系统供应。
E、开关量输出模件
开关量输出模件DDO35300为有源的24VDC输出，24VDC由系统供电。输出通过继电器隔离、驱动。接线端子满足美国国家电气法规(NEC)端子保护要求。
F、网络
PLC的CPU机架与PLC的I/O机架之间采用RIO网络连接，该网络应符合IEC控制网络标准，其速率为1.544Mbps，网络通讯距离最大可达4.5km,并且网络的速率不因网络的节点和长度的变化而变化。
G：以太网通信模块
选用NOE77111，支持标准RJ45和光纤接口，通信速率在10/100Mbps。
140NOE77111模块可以提供8兆的闪存存储器，用于用户化的网页下载。这些网页可以使用标准的工具进行创建和编辑，比如由FrontPage，Word和PowerPoint等创建的HTML格式文本，下载可以使用支持FTP协议的FactoryCast软件来执行。
在网页中，变量和对象是通过PLC的值来更新的，使用ModbusTCP因特网协议。网页的刷新不需手工操作。
Quantum以太网模块支持远程I/O扫描服务，不需任何编程：
- 透明的I/O扫描使用ModbusTCP的读/写请求，
- 最大的扫描设备数量：64，
- 应用程序使用字区域完成I/O的读/写操作，
- 反馈状态字用于监视扫描操作是否正确，
- 如果通信发生故障，远程设备会置于返回值。
为了检查Quantum以太网的负载情况，Unity Pro集成了模拟和实时显示工具，用于离线计算和在线显示网络的带宽。此功能也可以通过因特网，通过浏览器来完成。
Quantum以太网模块还支持“随时可用”的Web服务功能，通过PC机上的浏览器，不需任何编程，就可以实现变量调整和系统诊断功能，这些功能都不影响PLC的扫描时间。
Web的主要功能如下：
l PLC系统诊断（配置、模块、I/O）
l 访问PLC的变量和数据（口令保护，读/写功能，支持地址和变量名访问）
l 显示、确认和删除报警功能（口令保护）
l 图形编辑功能，用于对象的动态模拟，对象可以连接PLC的变量（拷贝/粘贴，设置颜色参数，PLC变量，文字等）
140NOE77111以太网模块还支持时钟同步功能（NTP）和电子邮件通知服务
2.3 接地要求
保护接地电阻：小于或等于4欧姆
工作接地电阻：小于或等于4欧姆
2.4 环境要求
控制室内的环境条件:
最低温度：18℃ 最高温度： 28℃
最小湿度：40% 最大湿度： 60%
所有设备、部件、电缆应能抗霉菌，抗盐雾、气悬化学品的侵蚀。

3 人员要求及职责分工
3.1 日常维护

3.1.1日常维护人员职责
对本人所辖设备的健康运行、稳定运行负责，保证管辖设备的日常维护工作，保证管辖设备的故障及时消除。

3.2日常维护监护人员职责
监护人应是具有相关工作经验，熟悉设备情况和相关规定的人员， 监护人必须清楚工作的内容、目的和要求，以及可能需要采取的安全措施情况。

3.2大修检维修

3.2.1检维修作业人员要求
必须是浙江中控技术股份有限公司认证的系统维护工程师，同一项工作的参加人员不少于两人，监护人员不少于一人。

3.2.2 检维修作业人员职责
明确所负责检修的项目，对检修过程中的人身安全、设备安全负责，监督各项安全技术措施的落实执行情况。负责做好工作过程中（检修、试验等）的检修技术交底和安全措施交底工作，并做好记录。

3.2.3检维修作业质量验收人职责
保证质量监督的有效工作，负责质量事故的处理,建立质量保证体系。

4 工器具及备件材料准备及要求
4.1 检修所需测量用具准备
序号
工具名称
型号
数量
1
万用表
FLUKE 17B
1
2
信号发生器
FLUKE 741B
1

4.2 检修所需工器具准备
序号
工具名称
型号
数量
1
螺丝刀
大一字
1
2
螺丝刀
小一字
1
3
尖嘴钳

1
4
斜口钳

1
5
验电笔

1

4.3 检修所需试验器具及电动工器具准备
序号
试验器具名称
型号
数量
1
吸尘器

1

4.4 检修所需参考图纸资料
序号
资 料 名 称
资 料 图 号
1
机柜接线图

2
系统组态图

3
施耐德Quantum PLC系统硬件手册

4
其他

4.5 工作所需备品配件准备
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
电池

块
根据实际而定
2
施耐德Quantum PLC模件
AI DI输入
块
根据实际而定
3
施耐德Quantum PLC模件
DO输出
块
根据实际而定
4
施耐德Quantum PLC外配
P+F 安全栅、浪涌
块
根据实际而定
5
熔丝
0.5A、1A、3A
个
根据实际而定

5 技术要求及质量标准
5.1 环境要求

控制室内的环境条件:
最低温度：18℃ 最高温度： 28℃
最小湿度：40% 最大湿度： 60%
所有设备、部件、电缆应能抗霉菌，抗盐雾、气悬化学品的侵蚀。

5.2 接地要求

保护接地电阻：小于或等于4欧姆
工作接地电阻：小于或等于4欧姆

5.3 质量标准

1.图纸、设备说明书等设计文件；
2.石油化工仪表工程施工技术规程SH/T3521-2007；
3.自动化仪表工程施工质量验收规范GB50131-2007；
4.自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002；
5.石油化工分散控制系统设计规范 SH/T3092-1999；
6.石油化工安全仪表系统设计规范 SH/T3018-2003；
7.石油化工仪表供电设计规范 SH/T3082-2003；
8.石油化工仪表接地设计规范 SH/T3081-2003；
9.石油化工工程施工及验收统一标准SH3508-2011；
应执行的技术标准包括但不限于上述所列标准规范，相关标准规范如有更新，按最新颁布的标准规范参照执行。

6 作业风险危害识别及安全措施
序号
工作内容
危险点分析
应采取的预防措施
1
隔离措施
无票作业
工作负责人按照规定要求办理检修作业票手续。
2
防止走错位置、间隔，引起机组误跳闸。
核对检修设备名称，确认设备与工作票内容相符合，确认隔离措施已经执行。
3
防止人身触电。
设备的电源开关均已停电，并悬挂警示牌。
4
着装装备
工作人员戴帽、着装不当，易造成自身保护、防护能力不够。
工作人员必须按规定戴好安全帽，
5
工作人员戴帽、着装不当，易造成自身保护、防护能力不够。
工作人员必须穿合格的工作服和绝缘鞋。
7
作业环境

工作现场照明充足。
8

材料、工器具、零部件定置管理。

7 日常检查
7.1　日常维护与检查
7.1.1　检查控制室、机房的空调工作是否正常。
7.1.2　检查环境温度、湿度是否在规定的范围内。
7.1.3　检查系统处理器、电源模件、通讯模件、I/O模件和电池状态指示灯是否正常、有无故障报警，并及时处理。
7.1.4　检查所有电缆连接件、插头、卡件有无松动或破损的现象。
7.1.5　检查系统风扇、机柜风扇运行是否良好。
7.1.6　每月对系统做清洁工作，包括对机箱表面、软盘驱动器、键盘、鼠标和屏幕等进行清洗。
7.1.7　每月对风扇、过滤网清扫，保障系统运行在良好的环境下。

7.2 故障诊断与处理
7.2.1　系统故障处理的步骤和所要注意的事项
7.2.1.1　故障处理前首先听取工艺人员反映的情况。
7.2.1.2　观察故障现象，观察画面，检查各模件LED指示状态，查看设备运行状态。
7.2.1.3　检查接线、电缆、转接插件是否松动。
7.2.1.4　调出设备自诊断画面，观察由自诊断显示的故障代码，分析判断故障原因。
7.2.1.5　必要时进入Unity Pro系统，进行在线状态监控。
7.2.1.6　根据判断结果，与工艺人员联系并办理相关手续后，采取相应的处理措施，更换故障设备或模件等。
7.2.1.7　更换模件时，注意防静电措施，最好带上绝缘护腕或手套。注意更换的模件是否与原模件完全相同，并确认模件地址及跨接线正确。
7.2.1.8　设备、卡件安装后，要检查其功能；与工艺联系确认后恢复系统，观察系统工作是否正常。

8 大修
8.1　检修前的准备工作

8.1.1　做好详细的检修方案，组织好检修人员。
8.1.2　准备好必要的工具、仪器，准备好资料、图纸。
8.1.3　做好相关的软件程序的备份，准备好Intouch 实时监控软件、Unity Pro XL编程软件和用户程序。若有EEPROM，需将CPU中的程序拷入其中。
8.1.4　对日常维护中未解决的问题，要作为重点加以解决。
8.1.5　在系统停电前，应确认工艺设备已完全交出检修，检查系统停电前的状态并做好记录。

8.2　系统清扫

8.2.1　清除机箱、系统面板、端子板、键盘、CRT、软驱、光驱和打印机等设备上的表面的灰尘。
8.2.2　风扇、过滤网要从设备上拆下做清洗；
8.2.3　卡件、电缆接头可用电子清洗剂清洗；
8.2.4　在清洗时要注意不要人为地损伤设备。
8.2.5 系统清扫完毕后，各部件按原样装回到系统上。

8.3　系统检查与测试

8.3.1 送电前因对供电系统、接地、绝缘做检测，以保证各项指标符合系统的要求。
8.3.2 检查各部件连接是否可靠，做好上电前的准备。
8.3.3　 系统上电，检查系统运行状态，观察诊断画面。
a. 检查电源模件供电是否正常；
b. 检查I/O模件状态是否正常；
c. CPU、通讯模件状态灯是否正确，运行是否正常；
d. 观察实时监控系统的画面显示、报警记录。

8.4　系统功能测试

8.4.1 对于双CPU（冗余）需进行主、副CPU切换功能试验，保障后备系统功能正常。通过操作CPU上的液晶屏实现主控器主备切换。
8.4.2 当有EEPROM时，要保证其中的程序与CPU中的一致。
8.4.3　检查通讯模件通讯是否良好。
8.4.4　冗余电源系统切换检查，保障不中断供电系统工作正常。
8.4.5　I/O模件测试
a. 检查卡件插入位置、方向及数量是否正确，电缆接头、接地线连接是否牢固。
b. 检查供电系统是否符合要求。
c. 按序对全部设备进行通电，测试电压是否正常。
d．进行所有设备的自诊断。
e. 系统软件恢复。
f. 检查系统各显示画面是否正常。
g. 按需要对各设备进行离线诊断检查。
h. 对冗余部分的动作检查，包括自动备用、手动备用、切换、备用允许/禁止的动作检查。
i. 对输入/输出模件的A/D、D/A转换精度进行检查和必要调整。对参与控制和联锁的卡件，要逐点进行精度测试。对指示用的卡件，每个卡件按照测量点数15%20%的比例进行抽检，如发现有问题的卡件应适当扩大抽检比例。
8.4.6　检查实时监控系统、用户程序及系统参数是否保存完整；各项功能操作是否正常。
8.4.7　对于联锁回路，应模拟联锁工艺条件(采用改变输入信号或强制的方法)测试联锁动作是否正常，并经相关人员确认。

8.5　备份
系统重新投运后要重新检验数据库的完整性，完好性。并做好软件备份，一式两份，异地存放，妥善保管。

4.6 归档
在系统各项检查、测试完成并确认功能正常后，做好各项检修记录并整理归档。