【正文】 ○ 5 減少天然氣漏失和避免環(huán)境污染。 ○ 3 實現(xiàn)現(xiàn)代化快速統(tǒng)計分析，保證信息反饋的及時、準確。 22 結 論 在天然氣輸氣管道上建立 SCADA系統(tǒng)，就可以 ○ 1 實時 掌握天然氣集輸管網(wǎng)運行信息，合理調(diào)配氣源，滿足用戶的要求，進行科學分析處理，提供優(yōu)化決策。應在保證可靠度的前提下，考慮經(jīng)濟因素。輸氣管道的整個 SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量與專業(yè)通信網(wǎng)絡相比是比較小的，所以通信容量一般不作為選擇通信方式的主要因素。 SCS和 DCC間的通信方式及其選擇原則 SCS和 DCC之間的通信包括三個部分： SCS與 SCS所在地通信站之間的通信；該通信站與其它通信站（包括各中繼站和 DCC所在地的通信總站）之間的通信；通信總站與 DCC主機間的通信。一些關鍵的控制指令（如停運某站）還應經(jīng)過安全權限效驗后才能發(fā)出，并同時在 SCS的主機屏幕上顯示該命令。 DCC發(fā)出的遠控指令實際上是從 DCC卸載到各站控 PLC（或 RTU）的信息 。操作員可以從 DCC向各個 SCS發(fā)送指令，完成遠控功能。 6）報警功能： SCADA軟件提供綜合報警功能，能將工藝和設備的異常狀況迅速及時反映給運行人員。 4）歸檔和檢索功能：將 SCADA的實時數(shù)據(jù)（包括工藝參數(shù)、操作指令和事件等）存儲到磁帶或光盤上作為檔案保存，所歸檔的數(shù)據(jù)可以檢索，以便進行數(shù)據(jù)分析和再利用。報告內(nèi)容包括工藝參數(shù)和運行狀態(tài)等。 2）工業(yè)標準圖形用戶接口（ GUI）：配置圖形用戶接口 (Graphic User Interface,簡稱 GUI)可以使系統(tǒng)具有高分辨率圖像處理功能，使用 GUI可以用軌跡球或鼠標產(chǎn)生、修改、顯示圖像，還可以進行多個窗口操作。 SCADA系統(tǒng)軟件至少應具有以下功能： 1）實時數(shù)據(jù)庫管理：實現(xiàn)進出實時數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)的管理、存儲、控制，且可以與第三方軟件進行數(shù)據(jù)交換。 SCADA系統(tǒng)軟件的核心軟件是實時數(shù)據(jù)庫，其次是人機界面軟件、報表編制與生成軟件、歷史數(shù)據(jù)庫軟件等。 DCC的本地局域網(wǎng)支持網(wǎng)上所有設備進行數(shù)據(jù)交換，而且滿足實時、多任務和多用戶操作的要求，其技術性能一般要求局域網(wǎng)結 構應是標準和開放型的，且具有冗余配置；可以和高層計算機進行網(wǎng)絡連接和數(shù)據(jù)交換；可以和同一類型或不同類型的局域網(wǎng)互相連接。此外DCC中設備性能還有通信路由器和通信終端服務器。 DCC的配置 1） DCC硬件配置 在 DCC中，配置的主要內(nèi)容有： SCADA主機（兩臺工作站或服務器或小型工業(yè)計算機）；兩臺 SCADA操作員工作站（ Operator Station)。它管理和協(xié)調(diào)所有子系統(tǒng)和系統(tǒng)中的工藝設備。從 DCC主機系 統(tǒng)監(jiān)控終端上發(fā)出的命令也是先次主機，再傳給站控 PLC(或 RTU)的。該次主機內(nèi)配置并運行與 DCC主機相同的實時數(shù)據(jù)庫。 PLC（或 RTU)中的有關程序也可將有關運行參數(shù)與其保護定值進行比較，當運行參數(shù)超過其保護定值時，自控程序的邏輯運算結果自動發(fā)出 相應的指令，完成相應的控制。 PLC（或 RTU)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)和信息，進行基礎數(shù)據(jù)計算（如流量計算）、邏輯比較、邏輯運算和邏輯操作（如執(zhí)行邏輯程序、互鎖程序），通過信息網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)和信息傳送到 SCS的監(jiān)控終端。 i）接受并執(zhí)行從 SCS計算機或 DCC監(jiān)控終端下達的指令。 g）監(jiān)視傳輸信道。這一功能可以放在站控計算機或 DCC的主機中。 d） PID控制。 b）數(shù)字變換。 g）對 PLC（或 RTU)進行編程和組態(tài)，改變數(shù)據(jù)設 置。 18 e)下達控制現(xiàn)場設備的指令。 c)顯示和打印天然氣瞬時流量、計算累計流量。 SCS的主要功能和基本工作原理 1）站控計算機應具備的主要功能 a)所有被監(jiān)測的工藝設備參數(shù)、工藝運行參數(shù)及其它相關參數(shù)都在站控計算機上顯示、記錄、報警。 因此，一套 SCADA系統(tǒng)上有可能同時使用終端服務器和通信路由器作為 DCC與各 SCS之間的通信連接設備。 DCC通信路由器掛在 DCC的冗余局域網(wǎng)上。 DCC與 SCS之間的通信連接過程是：某站 SCS－－通信路由器－－本站通信系統(tǒng)設備－－（通信中繼站系統(tǒng)設備）－－ DCC通信系統(tǒng)設備－－ DCC通信路由器－－ DCC主機系統(tǒng)。當主信道故障時，自動轉(zhuǎn)換到備用信道通信。 如果 DCC與某輸氣工藝站場 SCS之間的通信按 “點對點 ”的方式配 17 置（即該 SCS用一個獨立的通信信道與控制中心的主機系統(tǒng)通信），且該輸氣工藝站場 SCS是配置在 一個獨立的局域網(wǎng)上的話，則 DCC與該SCS之間的通信連接可采用通信路由器（ Router),即用路由器完成局域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的通信連接。在做工程設計時需根據(jù)這些因素進行多方案的優(yōu)先比較，得出優(yōu)化的系統(tǒng)配置方案要求，從而提出優(yōu)化的 SCS硬件硬件組成的技術性能要求，并由 SCADA系統(tǒng)供貨廠家制頂滿足這些基本要求的配置方式。 SCS的配置有冗余配置和非冗余配置兩種類型。 SCS可以獨立運行，即當 SCS與 DCC的通信中斷時，不會影響 SCS完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。 SCS通過 PLC（或RTU)得到現(xiàn)場測量單元所測的參數(shù)，并控制和調(diào)節(jié)現(xiàn)場設備。 16 第五章 天然氣管道 SCADA系統(tǒng)的配置和工作原理 統(tǒng)的配置和工作原理 站控系統(tǒng)（ Station Control System,以下簡稱 SCS)是 SCADA系統(tǒng)中的基本單元，所有需要進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和設備監(jiān)控的站場需要配置一套 SCS。 4）得到全站已停運信號，全站順序停運程序自動恢復。 15 3）當在運行的壓縮 機均停運，且各臺壓縮機的進、出口閥門均關閉后，該壓氣站的進站閥和出站閥自動關閉。以前面全站順序啟動中所述的壓氣站為例，單站自動順序停運控制的執(zhí)行過程為： 1）操作員監(jiān)控終端上發(fā)出一個停運該站的命令。它是在單體設備自控邏輯和單元機組順序邏輯的基礎上，加上需投運設備（或單元機組）預選邏輯和必須投運設備自動順序啟動邏輯等來實現(xiàn)的。 從以上全站啟動順序可以看出，全站順序自動控制是全站自動順序啟動自控邏輯程序按全站順序啟動邏輯的規(guī)定執(zhí)行的。 8）出口閥全開且壓縮機正常運轉(zhuǎn)后，得到 1號壓縮機順序啟動成功信號，并得到本站自動順序啟動成功的信號。 7）當進站閥 和出站閥均全開后，被選中的 1號壓縮機組開始按下列順序啟動： a)入口閥自動打開。 5）該站的進站電動球閥開始自動打開。 3）確認該站 1號壓縮機已經(jīng)被選中。 （ Station Sequence)自控操作 下面以一座簡化為具有一只進站電動球閥、兩套并聯(lián)運行的離心壓縮機和一只 出站電動球閥的壓氣站為例，簡要說明全站順序啟動的過程： 1）操作員通過監(jiān)控屏幕圖，檢查確認該站進站閥、出站閥、準 14 備預選投運的一臺離心式壓縮機（例如 1號壓縮機）及其進、出口電動閥，均處于遙控（ Remote)狀態(tài)及關閉 /停運狀態(tài)。 6）各臺現(xiàn)場設備的操作執(zhí)行機構接到來自 PLC（或 RTU)相關 DO通道的啟動或停運命令信號（接近或等于 24V的電壓信號）后立即啟動或停運相關設備。