QSYGD0219-2012可编程控制器程序编制规范
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II
Q/SY GD 0219－2012
油气管道自动化控制可编程逻辑控制器程序编制规范
1 范围
本标准规定了油气管道SCADA系统在设计、施工、整改、验收或维护的过程中，可编程逻辑控制 器（PLC）程序的编制方法。
本标准适用于油气管道范围内自动化控制PLC程序的编制。 2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
序，由“Valve”+站场区域编号进行子程序的命名
9
Valve_ESD
站场及线路的截断阀控制程序
10
Valve_PID
调节阀控制程序
11
Pump
泵的控制以及报警停机程序
12
Pump_PID
变频泵的控制以及报警停机程序
13
Pump_Switch
泵切换程序
14
Compressor
燃压机组的控制以及报警停机程序
4.3 机柜配置资料 在程序的编制过程中需为机柜集成做好准备，提前准备好以下资料： a) 机柜布置图，应对机柜正面以及背面的机架、空开、端子、防浪涌、继电器等设备进行布置； b) 模板接线原理图，应根据I/O模块实际应用的接线方式进行绘制； c) 端子接线图，应绘出每一个I/O点的机柜内接线方式； d) 回路供电端子接线图，应对I/O回路供电进行规划和分布； e) 第三方通讯图，应对每个第三方设备的通讯方式进行规划； f) 机柜接地图，应对机柜内需接地的设备和端子进行接地接线的规划。
目次
Q/SY GD 0219－2012
前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅱ 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4 程序编制依据………………………………………………………………………………………………2 5 系统组态及程序结构………………………………………………………………………………………2 6 PLC 数据库的技术要求…………………………………………………………………………………5 7 典型控制逻辑的编制要求…………………………………………………………………………………8 附录 A （规范性附录）站场主要远传仪表及受控设备字母代号………………………………………15
21
Control_xxxx
其他站控逻辑，复杂的每种占一子程序，以独有的英文缩写做扩充编号
5.3.5 全线水击保护PLC的子程序结构，应采用模块化的编程方式，根据水击决策表，按发生水击源 所在的站场/阀室进行归类。
4
6 PLC数据库的技术要求
Q/SY GD 0219－2012
6.1 数据库的信息内容
6
Q/SY GD 0219－2012 6.3 数据库位号的编码与命名 6.3.1 表4中前20种数据点，其位号最多由17位字符（字母、数字和下划线）组成，编码与命名的规 则应符合图2的规定。
图2 远传仪表及受控设备相关数据点位号的编码与命名 6.3.2 扩展编号按以下原则进行规定：
a) 扩展编号对表4前8种数据点及设备附属参数（如温度、液位开关等）为可选项，一般情况下 可以省略，但同一检测点如有冗余配置，按A～Z进行排列；
表1 子程序的命名、结构与说明
序 子程序命名
号
结构与说明
1
CS
中心/站控切换以及综合复位程序
2
Communications
与现场、远程第三方设备通讯，或与其它PLC通讯的程序
3
State_Module
采集、判断PLC本体处理器、I/O模块、通讯模块等的故障信息的程序
4
Mapping
现场采集数据与上位机通讯数组的映射程序
I
Q/SY GD 0219－2012
前言
本标准编制依据了GB/T 1.1-2009的规则编写。 本标准由中国石油管道公司标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国石油管道公司生产处、管道技术服务中心、第四项目经理部、兰州输气 分公司。 本标准主要起草人：程德发、余冬、袁婧、姚志强、许琛琛、徐铭、赵晓敏、李官政、李秋娟、丁 峰、史威。
包括站场的启站、停站、调节阀启输、泵联锁启动、过滤器切换、压力/液位保护连锁、
21
站控逻辑 自动分输、顺序输送、压越放空、站ESD等，每一项应包括预选判断、控制命令及过程显
示点。
22
自诊断数据 PLC处理器、I/O模块的运行状态、故障报警
23
其他数据 站场其他设备的相关数据点
注：设备附属参数（如温度、液位开关等）应归纳于该类型的设备数据集合下。
GB/T 15969.3 可编程序控制器 第3部分：编程语言 Q/SY 201 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 梯形图 ladder diagram（LD） 梯形图程序借助标准化的图形符号使PLC能够检测和修改数据。这些符号以类似于继电器梯形逻 辑图的“梯级”方式在网络中布局。梯形图网络的左边和右边以电源轨线为界。 （GB/T 15969.3， 第4.2条） 3.2 功能块图 function block diagram（FBD） 功能块图采用类似于数字逻辑门电路的图形符号，以功能模块为单位，从控制功能入手，采用图 形化的方法描述控制功能。对控制规模较大、控制关系较复录的系统，可以较清楚地表达其控制功能 的关系。 3.3 加电处理程序 Power-up handler 执行PLC在运行模式下异常掉电后的启动过程程序。 3.4
5
Mapping_PLC
将前置、站场ESD或其他PLC所需要的数据与其通讯数组相映射的程序
6
Transmitter_Selection 冗余数据点的选择程序
7
Facilities
一些简单受控设备，比如风机、污油泵等的控制程序
普通电动阀控制程序，如数量较多，可按阀门所在的站场区域分类各占一子程
8
Valve
5 系统组态及程序结构
5.1 系统组态 5.1.1 油气管道范围内的PLC程序编制应采用梯形图或功能块语言。 5.1.2 根据4.2的要求创建程序。
2
Q/SY GD 0219－2012 5.1.3 模拟量I/O模块具备工程量转化功能的PLC，应在模拟量I/O模块组态中配置通道，将输入的标 准信号范围转化为实际工程量的量程。 5.1.4 RTD等电阻输入模块需选择好输入类型，可不进行工程量的转换。 5.2 程序标签 5.2.1 单个控制逻辑模块内产生的过程标签可存放于该模块标签内，如需全局调用，应创建于控制 器标签内或全局变量中。 5.2.2 按照各种类型PLC的标准程序标签表的格式，根据编制好的SCADA系统数据库中的信息进行录 入后导入。导入后查看报警信息，如有报警信息需及时进行处理，确保无遗漏的标签。 5.3 程序的结构 5.3.1 PLC程序的基本结构如图1所示，其中持续型任务（continuous task）只能创建一个，周期型 任务(periodic task)可以创建多个。每种任务下的控制程序可创建多个，但每种控制程序的主程序 具有唯一性。
√
√
数字量输出（DO） √ √ √ √
√
√
模拟量输入（AI） √ √ √ √
√
√ √√ √
模拟量输出（AO） √ √ √ √
√
√ √√
铂电阻信号（RTD） √ √ √ √
√
√ √√ √
脉冲信号（PI） √ √ √ √
√
√ √√ √
命令控制点
√√√
√
过程显示点
√√√
√
设定值输入点
√√√
√ √√
程序运算输出点 √ √ √
√ √√ √
第三方通讯数字量点 √
√√
√
√
第三方通讯模拟量点 √
√√
√ √√ √
PLC I/O 上位通讯地址
通道
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
6.2.2 在数据库中，相同类型的数据点应按表4的原则归类在一起。
5
Q/SY GD 0219－2012
表4 数据点归类原则
序号
归类名
主要数据点及分类原则
17
阴保设备
及过程显示点。
电气设备类型及编号进行分类，每一类应包括电气设备的监控数据点、故障报警点、控制
18
电气
命令及过程显示点。
按加热炉编号进行分类，每一类应包括加热炉的监控数据点、状态反馈、控制命令及过程
19
加热炉
显示点。
20
太阳能数据 太阳能电池系统的监控数据点、故障报警点、控制命令及过程显示点。
4.2 硬件配置原则 应根据《工艺站场I/O点表》，遵循以下原则进行排列，并列出选用的模块型号： a) 按照每个机架的槽数限制进行排列； b) 每种I/O类型的总点数应留有20～30%的余量； c) 不同PLC产品类型对I/O总点数及扩展机架数量的限制； d) 以太网通讯模块应与处理器模块共同排列在同一机架上。
15
Protection
液位、压力联锁保护程序
16
Control_Separation
油气分输控制程序
17
Control_Switch
过滤器、计量支路切换及油品切割控制程序
18
Control_Pig
收发球控制程序
19 Control_Station_Startup 站启动控制程序
20
ESD
站ESD的相关控制程序
14
变频泵
状态反馈、转速反馈、控制命令、控制参数设定值及过程显示点。
按燃压机组编号进行分类，每一类应包括燃压机组的监控数据点、报警/停车设定值、状
15
燃压机组
态反馈、控制命令及过程显示点。
按UPS编号进行分类，每一类应包括UPS的监控数据点、故障报警点、控制命令及过程显示
16
UPS
点。
按阴保设备编号进行分类，每一类应包括阴保设备的监控数据点、故障报警点、控制命令
量 单L
H机 槽 通
LH
程 位L
H架 号 道
上位通 讯地址
备注
6.2 数据点的属性
6.2.1 不同类型数据点应录入的信息量，见表3。
表3 数据点信息属性列表
数据点类型
索引
参数
报
归 位 描 电缆号/ 信号 I/O 量 单 警 类 号 述 芯号 类型 类型 程 位 值
数字量输入（DI） √ √ √ √
√
11
截断阀
及过程显示点。
按阀门编号进行分类，每一类应包括调节阀的状态反馈、阀位反馈、控制命令、阀位设定
12
调节阀
值、控制参数设定值及过程显示点。
按泵机组编号进行分类，每一类应包括泵机组的监控数据点、报警/停车设定值、状态反
13
定速泵
馈、控制命令及过程显示点。
按变频泵机组编号进行分类，每一类应包括变频泵机组的监控数据点、报警/停车设定值、
1
Q/SY GD 0219－2012
故障处理例行程序 controller fault handler 在PLC程序发生主要故障时所执行的相应程序。
4 程序编制依据
4.1 设计资料 程序的编制应依据以下设计文件执行： a) 油气管道工艺操作原理； b) 站场工艺仪表流程图； c) 工艺站场I/O点表； d) 逻辑图。
1
Leabharlann Baidu
压力
压力（差压）变送器
2
温度
温度变送器及铂电阻
3
液位
液位计
4
流量
流量计以及流量计算机的参数
5
油品检测 油品密度、界面检测参数
6
气质参数 天然气的组分数据及其报警数据点
7
可燃气体检测 包括可燃气体探测器的浓度检测，高浓度、高高浓度报警
按类型进行分类，包括工艺现场的压力、温度、液位、流量开关，过球指示器、手动报警
图1 PLC程序基本结构图 5.3.2 程序应创建在持续型的任务下，安排在一个控制程序内，由主程序和子程序构成。 5.3.3 主程序为根据条件调用各功能子程序的程序，不应存放其它控制语句。 5.3.4 子程序应采用模块化的编程方式，各种控制逻辑的具体归类和归类后子程序的命名方式见表 1。
3
Q/SY GD 0219－2012
8
报警开关
按钮、火灾报警开关等
按受控设备的种类进行分类，如密度计泵、污油泵、风机、电磁阀等，主要数据点包括受
9
简单受控设备
控设备的状态反馈和控制命令。
按阀门编号进行分类，每一类应包括单体阀的状态反馈、阀位反馈、控制命令及过程显示
10
电动阀
点。
按阀门编号进行分类，每一类应包括截断阀的状态反馈、阀位反馈、油压显示、控制命令
一份完整的PLC数据库应该包括数据点的归类、编程位号、所在电缆号、功能描述、信号类型、 I/O类型、量程、单位、报警值设定、所在的I/O通道情况、与上位机通信的地址和其他信息的备注， 见表2。
表2 PLC数据库样表
索引 序 号 归 位 描 电缆号/
类 号 述 芯号 1
2
3
参数
信号 类型
I/O 类型
报警值 PLC I/O通道
Q/SY GD 0219－2012
油气管道自动化控制可编程逻辑控制器程序编制规范
1 范围
本标准规定了油气管道SCADA系统在设计、施工、整改、验收或维护的过程中，可编程逻辑控制 器（PLC）程序的编制方法。
本标准适用于油气管道范围内自动化控制PLC程序的编制。 2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
序，由“Valve”+站场区域编号进行子程序的命名
9
Valve_ESD
站场及线路的截断阀控制程序
10
Valve_PID
调节阀控制程序
11
Pump
泵的控制以及报警停机程序
12
Pump_PID
变频泵的控制以及报警停机程序
13
Pump_Switch
泵切换程序
14
Compressor
燃压机组的控制以及报警停机程序
4.3 机柜配置资料 在程序的编制过程中需为机柜集成做好准备，提前准备好以下资料： a) 机柜布置图，应对机柜正面以及背面的机架、空开、端子、防浪涌、继电器等设备进行布置； b) 模板接线原理图，应根据I/O模块实际应用的接线方式进行绘制； c) 端子接线图，应绘出每一个I/O点的机柜内接线方式； d) 回路供电端子接线图，应对I/O回路供电进行规划和分布； e) 第三方通讯图，应对每个第三方设备的通讯方式进行规划； f) 机柜接地图，应对机柜内需接地的设备和端子进行接地接线的规划。
目次
Q/SY GD 0219－2012
前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅱ 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4 程序编制依据………………………………………………………………………………………………2 5 系统组态及程序结构………………………………………………………………………………………2 6 PLC 数据库的技术要求…………………………………………………………………………………5 7 典型控制逻辑的编制要求…………………………………………………………………………………8 附录 A （规范性附录）站场主要远传仪表及受控设备字母代号………………………………………15
21
Control_xxxx
其他站控逻辑，复杂的每种占一子程序，以独有的英文缩写做扩充编号
5.3.5 全线水击保护PLC的子程序结构，应采用模块化的编程方式，根据水击决策表，按发生水击源 所在的站场/阀室进行归类。
4
6 PLC数据库的技术要求
Q/SY GD 0219－2012
6.1 数据库的信息内容
6
Q/SY GD 0219－2012 6.3 数据库位号的编码与命名 6.3.1 表4中前20种数据点，其位号最多由17位字符（字母、数字和下划线）组成，编码与命名的规 则应符合图2的规定。
图2 远传仪表及受控设备相关数据点位号的编码与命名 6.3.2 扩展编号按以下原则进行规定：
a) 扩展编号对表4前8种数据点及设备附属参数（如温度、液位开关等）为可选项，一般情况下 可以省略，但同一检测点如有冗余配置，按A～Z进行排列；
表1 子程序的命名、结构与说明
序 子程序命名
号
结构与说明
1
CS
中心/站控切换以及综合复位程序
2
Communications
与现场、远程第三方设备通讯，或与其它PLC通讯的程序
3
State_Module
采集、判断PLC本体处理器、I/O模块、通讯模块等的故障信息的程序
4
Mapping
现场采集数据与上位机通讯数组的映射程序
I
Q/SY GD 0219－2012
前言
本标准编制依据了GB/T 1.1-2009的规则编写。 本标准由中国石油管道公司标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国石油管道公司生产处、管道技术服务中心、第四项目经理部、兰州输气 分公司。 本标准主要起草人：程德发、余冬、袁婧、姚志强、许琛琛、徐铭、赵晓敏、李官政、李秋娟、丁 峰、史威。
包括站场的启站、停站、调节阀启输、泵联锁启动、过滤器切换、压力/液位保护连锁、
21
站控逻辑 自动分输、顺序输送、压越放空、站ESD等，每一项应包括预选判断、控制命令及过程显
示点。
22
自诊断数据 PLC处理器、I/O模块的运行状态、故障报警
23
其他数据 站场其他设备的相关数据点
注：设备附属参数（如温度、液位开关等）应归纳于该类型的设备数据集合下。
GB/T 15969.3 可编程序控制器 第3部分：编程语言 Q/SY 201 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 梯形图 ladder diagram（LD） 梯形图程序借助标准化的图形符号使PLC能够检测和修改数据。这些符号以类似于继电器梯形逻 辑图的“梯级”方式在网络中布局。梯形图网络的左边和右边以电源轨线为界。 （GB/T 15969.3， 第4.2条） 3.2 功能块图 function block diagram（FBD） 功能块图采用类似于数字逻辑门电路的图形符号，以功能模块为单位，从控制功能入手，采用图 形化的方法描述控制功能。对控制规模较大、控制关系较复录的系统，可以较清楚地表达其控制功能 的关系。 3.3 加电处理程序 Power-up handler 执行PLC在运行模式下异常掉电后的启动过程程序。 3.4
5
Mapping_PLC
将前置、站场ESD或其他PLC所需要的数据与其通讯数组相映射的程序
6
Transmitter_Selection 冗余数据点的选择程序
7
Facilities
一些简单受控设备，比如风机、污油泵等的控制程序
普通电动阀控制程序，如数量较多，可按阀门所在的站场区域分类各占一子程
8
Valve
5 系统组态及程序结构
5.1 系统组态 5.1.1 油气管道范围内的PLC程序编制应采用梯形图或功能块语言。 5.1.2 根据4.2的要求创建程序。
2
Q/SY GD 0219－2012 5.1.3 模拟量I/O模块具备工程量转化功能的PLC，应在模拟量I/O模块组态中配置通道，将输入的标 准信号范围转化为实际工程量的量程。 5.1.4 RTD等电阻输入模块需选择好输入类型，可不进行工程量的转换。 5.2 程序标签 5.2.1 单个控制逻辑模块内产生的过程标签可存放于该模块标签内，如需全局调用，应创建于控制 器标签内或全局变量中。 5.2.2 按照各种类型PLC的标准程序标签表的格式，根据编制好的SCADA系统数据库中的信息进行录 入后导入。导入后查看报警信息，如有报警信息需及时进行处理，确保无遗漏的标签。 5.3 程序的结构 5.3.1 PLC程序的基本结构如图1所示，其中持续型任务（continuous task）只能创建一个，周期型 任务(periodic task)可以创建多个。每种任务下的控制程序可创建多个，但每种控制程序的主程序 具有唯一性。
√
√
数字量输出（DO） √ √ √ √
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模拟量输入（AI） √ √ √ √
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模拟量输出（AO） √ √ √ √
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铂电阻信号（RTD） √ √ √ √
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脉冲信号（PI） √ √ √ √
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命令控制点
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过程显示点
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设定值输入点
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程序运算输出点 √ √ √
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第三方通讯数字量点 √
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第三方通讯模拟量点 √
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PLC I/O 上位通讯地址
通道
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6.2.2 在数据库中，相同类型的数据点应按表4的原则归类在一起。
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Q/SY GD 0219－2012
表4 数据点归类原则
序号
归类名
主要数据点及分类原则
17
阴保设备
及过程显示点。
电气设备类型及编号进行分类，每一类应包括电气设备的监控数据点、故障报警点、控制
18
电气
命令及过程显示点。
按加热炉编号进行分类，每一类应包括加热炉的监控数据点、状态反馈、控制命令及过程
19
加热炉
显示点。
20
太阳能数据 太阳能电池系统的监控数据点、故障报警点、控制命令及过程显示点。
4.2 硬件配置原则 应根据《工艺站场I/O点表》，遵循以下原则进行排列，并列出选用的模块型号： a) 按照每个机架的槽数限制进行排列； b) 每种I/O类型的总点数应留有20～30%的余量； c) 不同PLC产品类型对I/O总点数及扩展机架数量的限制； d) 以太网通讯模块应与处理器模块共同排列在同一机架上。
15
Protection
液位、压力联锁保护程序
16
Control_Separation
油气分输控制程序
17
Control_Switch
过滤器、计量支路切换及油品切割控制程序
18
Control_Pig
收发球控制程序
19 Control_Station_Startup 站启动控制程序
20
ESD
站ESD的相关控制程序
14
变频泵
状态反馈、转速反馈、控制命令、控制参数设定值及过程显示点。
按燃压机组编号进行分类，每一类应包括燃压机组的监控数据点、报警/停车设定值、状
15
燃压机组
态反馈、控制命令及过程显示点。
按UPS编号进行分类，每一类应包括UPS的监控数据点、故障报警点、控制命令及过程显示
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UPS
点。
按阴保设备编号进行分类，每一类应包括阴保设备的监控数据点、故障报警点、控制命令
量 单L
H机 槽 通
LH
程 位L
H架 号 道
上位通 讯地址
备注
6.2 数据点的属性
6.2.1 不同类型数据点应录入的信息量，见表3。
表3 数据点信息属性列表
数据点类型
索引
参数
报
归 位 描 电缆号/ 信号 I/O 量 单 警 类 号 述 芯号 类型 类型 程 位 值
数字量输入（DI） √ √ √ √
√
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截断阀
及过程显示点。
按阀门编号进行分类，每一类应包括调节阀的状态反馈、阀位反馈、控制命令、阀位设定
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调节阀
值、控制参数设定值及过程显示点。
按泵机组编号进行分类，每一类应包括泵机组的监控数据点、报警/停车设定值、状态反
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定速泵
馈、控制命令及过程显示点。
按变频泵机组编号进行分类，每一类应包括变频泵机组的监控数据点、报警/停车设定值、
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Q/SY GD 0219－2012
故障处理例行程序 controller fault handler 在PLC程序发生主要故障时所执行的相应程序。
4 程序编制依据
4.1 设计资料 程序的编制应依据以下设计文件执行： a) 油气管道工艺操作原理； b) 站场工艺仪表流程图； c) 工艺站场I/O点表； d) 逻辑图。
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Leabharlann Baidu
压力
压力（差压）变送器
2
温度
温度变送器及铂电阻
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液位
液位计
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流量
流量计以及流量计算机的参数
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油品检测 油品密度、界面检测参数
6
气质参数 天然气的组分数据及其报警数据点
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可燃气体检测 包括可燃气体探测器的浓度检测，高浓度、高高浓度报警
按类型进行分类，包括工艺现场的压力、温度、液位、流量开关，过球指示器、手动报警
图1 PLC程序基本结构图 5.3.2 程序应创建在持续型的任务下，安排在一个控制程序内，由主程序和子程序构成。 5.3.3 主程序为根据条件调用各功能子程序的程序，不应存放其它控制语句。 5.3.4 子程序应采用模块化的编程方式，各种控制逻辑的具体归类和归类后子程序的命名方式见表 1。
3
Q/SY GD 0219－2012
8
报警开关
按钮、火灾报警开关等
按受控设备的种类进行分类，如密度计泵、污油泵、风机、电磁阀等，主要数据点包括受
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简单受控设备
控设备的状态反馈和控制命令。
按阀门编号进行分类，每一类应包括单体阀的状态反馈、阀位反馈、控制命令及过程显示
10
电动阀
点。
按阀门编号进行分类，每一类应包括截断阀的状态反馈、阀位反馈、油压显示、控制命令
一份完整的PLC数据库应该包括数据点的归类、编程位号、所在电缆号、功能描述、信号类型、 I/O类型、量程、单位、报警值设定、所在的I/O通道情况、与上位机通信的地址和其他信息的备注， 见表2。
表2 PLC数据库样表
索引 序 号 归 位 描 电缆号/
类 号 述 芯号 1
2
3
参数
信号 类型
I/O 类型
报警值 PLC I/O通道