【正文】 on 的縮寫 ,即監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集。 SCADA 系統(tǒng)由站控系統(tǒng)、調(diào)度中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)組成 ,用以完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸和處理以及控制等功能。遠(yuǎn)程終端站控系統(tǒng)完成預(yù)定數(shù)據(jù)采集和控制。通信設(shè)備完成數(shù)據(jù)和控制命令的傳輸 ,主控計(jì)算機(jī)則收集各遠(yuǎn)程終端的信息加以分析、處理和儲(chǔ)存 ,并向各遠(yuǎn)程終端發(fā)出控制指令。 SCADA 就是采用這種模式的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通稱。 SCADA系統(tǒng)是隨著氣田和管道的生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制和管理而發(fā)展起來的一種高級(jí)自 動(dòng)化監(jiān)控和管理系統(tǒng) ,采用 分散控制 ,集中管理 的原則 ,用分布控制系 統(tǒng)代表集中式控制系統(tǒng) ,體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) ,代表了氣田自動(dòng)化生產(chǎn)管理的國(guó)際先進(jìn)水平。 三、 SCADA 系統(tǒng)的組成 SCADA 系統(tǒng)主要由站控系統(tǒng)、調(diào)度控制中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和傳輸通信系統(tǒng)三大部分 組成。 1)站控系統(tǒng) 站控系統(tǒng) (SCS,Station Control System〉是天然氣集輸站場(chǎng)的控制系統(tǒng) ,也是 SCADA 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中最基本的控制系統(tǒng) ,該系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程終端裝置 RTU、站控計(jì)算機(jī)、通信設(shè)施及相應(yīng)的外部設(shè)備組成。 站控系統(tǒng) 通過 RTU 從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表采集所有參數(shù) ,并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控 ,根據(jù)需要將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過 RTU 處理傳送至站控計(jì)算機(jī) ,并經(jīng)通信通道傳送至調(diào)度控制中心的主計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ,同時(shí)接受來自調(diào)度中心的遠(yuǎn)程控制指令對(duì)站場(chǎng)進(jìn)行控制。站控系統(tǒng)具有獨(dú)立運(yùn)行的能力 ,當(dāng) SCADA 系統(tǒng)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障或與調(diào)度控制中心的通信中斷時(shí) ,不影響其數(shù)據(jù)采集和控制功能。 站控系統(tǒng)的硬件配置和應(yīng)用程序設(shè)置應(yīng)根據(jù)所控制場(chǎng)站的重要程度、規(guī)模和功能的不同而進(jìn)行設(shè)置。被控站可分為兩類 z 第一類是大中型站 ,如集氣站、脫水站、調(diào)壓計(jì)量站、增壓機(jī)站、分輸站等有人值 守的站場(chǎng)。第二類是小型站 ,如閥室、清管站、陰極保護(hù)站、單井站等 ,通常是無人值守的站場(chǎng)。典型的控制系統(tǒng)框圖如圖 17圖 1 一 710 所示。 2)遠(yuǎn)程終端 (RTU) RTU 是英文 Remote Terminal Unit 的縮寫 ,即遠(yuǎn)程終端裝置 ,主要用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程控制以及通信 ,同時(shí)部分 RTU 還提供操作人員接口、信息存儲(chǔ)與檢索等全部和部分功能。 圖 1710 小型站控制系統(tǒng)框圖 遠(yuǎn)程終端可以通過通信設(shè)備接收來自上位計(jì)算機(jī)的控制信息 ,并將它們分別傳發(fā)給受控設(shè)備 ,完成控制操作。 同時(shí)遠(yuǎn)程終端可以直接接受來自各傳感器的模擬、數(shù)字和脈沖等形式的信號(hào)輸入 ,也可以向受控設(shè)備發(fā)出 42OmA 或 15V 的控制信號(hào)以觸發(fā)受控設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于某些特殊功能 ,有時(shí)還需設(shè)置特殊的功能程序。在上位計(jì)算機(jī) (站控計(jì)算機(jī)和調(diào)度中心計(jì)算機(jī)〉出現(xiàn)故障時(shí) ,RTU 能獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集、處理以及控制 ,避免造成現(xiàn)場(chǎng)工藝過程的失控 ,一旦恢復(fù)與上位計(jì)算機(jī)的通信 ,遠(yuǎn)程終端能夠?qū)⒔K端期間的數(shù)據(jù)按照時(shí)間標(biāo)志傳送至上位計(jì)算機(jī) ,以保證整個(gè) SCADA 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完成性。 根據(jù)技術(shù)規(guī)格要求 ,遠(yuǎn)程終端應(yīng)能在 30~+60℃的環(huán)境溫度和 95%的最高相對(duì)濕度的環(huán)境下操作。 SCADA 系統(tǒng)的可靠性和可用性取決于從主站到 RTU 以及從 RTU 返回主站的數(shù)據(jù)傳輸情況。天然氣集輸工程 SCADA 系統(tǒng)主要采取以下幾種通信媒體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 z 有線、微波、衛(wèi)星、同軸電纜、光纖及其他通信方式傳輸數(shù)據(jù)。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在通信信道上傳輸時(shí) ,必須轉(zhuǎn)換成一個(gè)音頻信號(hào) ,這種將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)的技術(shù)稱為調(diào)制 ,常用的幾種調(diào)制方式有 z 調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)相。調(diào)制器和解調(diào)器主件稱為調(diào)制解調(diào)器〈 MODEMh 它是由調(diào)制器和解調(diào)器兩個(gè)英文單詞縮寫而成的一個(gè)術(shù)語 。 SCADA 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有單工、半雙工、全雙工三種方式 ,單工傳輸方式只能向一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù) ,且通信能力極為有限。半雙工方式可以雙向傳輸數(shù)據(jù) ,但同一時(shí)刻內(nèi)只能向一個(gè)方向傳輸。全雙工方式則允許同時(shí)雙向的傳輸數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)傳輸率即主站與遠(yuǎn)程終端裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸速率 ,也稱波特率或比特率 ,是指每秒鐘內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù) ,以位 /秒 (bit/s〉為單位。 SCADA 系統(tǒng)中采用的標(biāo)準(zhǔn)波特率一般有30Obit/s、 60Obit/s、 90Obit/s、 1200bit/s。 30Obit/s 以下為低速系統(tǒng) ,6004800bit/s 為中速系統(tǒng) ,4800bit/s 以上 ,達(dá) 19200bitA 或更高的數(shù)據(jù)傳輸率為告訴數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 主站與遠(yuǎn)程終端裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)如圖 1711 所示。 RTU 輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào) ,然后由信號(hào)傳輸器發(fā)送 ,經(jīng)過通信媒體將數(shù)據(jù)傳輸至調(diào)度控制中心 (主站 )的信號(hào)接收器 ,經(jīng)調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)入主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)以同樣的方式傳輸至 RTU。 SCADA 系統(tǒng)調(diào)度控制中心 氣田 SCADA 系統(tǒng)調(diào)度控制中心 ,包括主站或主端裝置 (MTU 一 Master Terminal unit)、通信設(shè)備以及相應(yīng)的外部設(shè)備。主站擔(dān)負(fù)著整個(gè)氣田集輸系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、整理、存儲(chǔ)、分析、調(diào)度和遠(yuǎn)程控制設(shè)施如關(guān)鍵閥門的開關(guān)、壓縮機(jī)的啟 /停等。根據(jù) SCADA 系統(tǒng)主站規(guī)模的大小可分為總調(diào)度控制中心〈 GMC〉或區(qū)域調(diào)度控制中心 (AMC〉 ,其中總調(diào)度中心一般還包括應(yīng)急調(diào)度監(jiān)視中心〈 EMC〉。 1)SCADA 系統(tǒng)的調(diào)度中心系統(tǒng)的功能 SCADA 系統(tǒng)的總調(diào)度中心 (GMC〉系統(tǒng)的功能 z (1)監(jiān)視主要運(yùn)行參數(shù) 。 (2)統(tǒng)一指揮 ,協(xié)調(diào)各區(qū)域集輸系統(tǒng) ,確保安全 平穩(wěn)供氣 。 (3)合理解決供需矛盾 ,及時(shí)調(diào)配 ,提高供氣質(zhì)量 。 (4)提高輸配氣系統(tǒng)效益 ,為優(yōu)化決策服務(wù) 。 (5)與有關(guān)上級(jí)部門進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 SCADA 系統(tǒng)的區(qū)域調(diào)度中心 (AMC〉系統(tǒng)的功能 (1〉接受總調(diào)度中心的調(diào)度指令 ,查詢要求 ,并返回執(zhí)行情況和查詢結(jié)果 。 (2)向總調(diào)度中心傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù) 。 (3)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) ,建立本區(qū)域中心的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 。 (4)向被控站場(chǎng)發(fā)送遙調(diào)、遙控指令 。 (5)管網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬顯示 ,站場(chǎng)流程顯示 ,趨勢(shì)圖顯示 p (6)報(bào)警及事件顯示、打印、處理 ； (7)生產(chǎn)、銷售及營(yíng)運(yùn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表處理等。 2)SCADA 系統(tǒng)主站 (MTU〉系統(tǒng)功能 主站系統(tǒng)按調(diào)度控制中心的功能要求 ,主站系統(tǒng)的基本功能應(yīng)包括 (1)監(jiān)視和采集遠(yuǎn)程站 RTU 的運(yùn)行數(shù)據(jù) : (2)統(tǒng)計(jì)、分析、存儲(chǔ)各種運(yùn)行參數(shù) 。 (3)打印報(bào)警 /事故信息 ,提供生產(chǎn)報(bào)表 。 (4)發(fā)送遙控指令 ,啟 /停壓縮機(jī)和開 /關(guān)站場(chǎng)和管道上的關(guān)鍵閥門 。 (5)對(duì)管道系統(tǒng)的輸配量進(jìn)行調(diào)度 ,提高供氣質(zhì)量 。 (6)模擬管道系統(tǒng)運(yùn)行 ,優(yōu)化管理 ,為管 理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)決策提供依據(jù) 。 (7)管道漏失的定位及監(jiān)測(cè) 。 (8)