【正文】 據(jù)、狀態(tài)及報(bào)警信息并為所有的操作站節(jié)點(diǎn)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。SCADA 系統(tǒng)的通訊協(xié)議應(yīng)是基于 TCP/IP 的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如 DNP 、IEC 608705 等。上述的這些操作站、服務(wù)器及投影儀作為該局域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，并通過工程師站（或具有工程師站功能的操作站）進(jìn)行組態(tài)。一般調(diào)控中心布局分為：調(diào)度長辦公室、控制室、機(jī)房、工程師維護(hù)室和培訓(xùn)室。今年來隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，我國的長輸管道控制呈現(xiàn)區(qū)域化趨勢，將某地區(qū)的多條管道集中管理，并且成立全國的管道控制中心。；，并把結(jié)果報(bào)告控制中心；；；第三章 SCADA 系統(tǒng)硬件配置一、調(diào)控中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 14 系統(tǒng)功能調(diào)控中心作為 SCADA 系統(tǒng)最高級別的一層，主要負(fù)責(zé)采集站控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的生成，對整個(gè)系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)進(jìn)行管理，優(yōu)化，決策及控制。二、站控系統(tǒng)功能站控系統(tǒng)主要由服務(wù)器、PLC、智能卡件及其他自動控制設(shè)備組成，主要功能如下：； 13 ；、工藝流程、動態(tài)數(shù)據(jù)的畫面、圖像顯示、報(bào)警、存儲、記錄、打印。，對水擊、檢漏、清管、批量跟蹤等工況進(jìn)行檢測、控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理，系統(tǒng)優(yōu)化模擬、調(diào)度決策指導(dǎo)等。從內(nèi)容上，報(bào)表可以分為日報(bào)表、周報(bào)、月報(bào)等，根據(jù)需要進(jìn)行編排。事件畫面記錄所有的操作過程，包括數(shù)據(jù)庫修改和操作員對現(xiàn)場設(shè)備的操作、用戶名的更改、級別的更換等信息，為事故分析及工藝操作過程的分析提供依據(jù),做到凡事有據(jù)可查，確保安全操作、責(zé)任到人。報(bào)警支持中文描述功能。由于全線距離長，設(shè)備多，重要的工藝參數(shù)多，如果發(fā)生異常情況，操作員不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，那么將導(dǎo)致較大的危害，所以我們對較為重要的參數(shù)都已經(jīng)設(shè)置了報(bào)警提示，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)將以聲音或顏色的顯示提示操作員，當(dāng)然由于設(shè)備多，參數(shù)多，我們對參數(shù)的重要程度也設(shè)置了報(bào)警的級別，在一定程度上為操作員減輕了工作量，而且也能夠及時(shí)處理將維護(hù)管線運(yùn)行安全的異常情況。系統(tǒng)報(bào)警－當(dāng)服務(wù)器與控制器、卡件，及通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，所發(fā)出的報(bào)警為系統(tǒng) 12 報(bào)警。、操作指令等。一般 SCADA 軟件都提供一種仿真環(huán)境的軟件，即在本機(jī)上建立一個(gè)仿真控制器，與現(xiàn)場設(shè)備隔離，操作人員可以在此機(jī)器上模擬操作，而不影響現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行。趨勢調(diào)用和顯示，一是為工況分析提供依據(jù)，如啟泵或停泵過程壓力及流量的變化，分輸過程中閥門切換開關(guān)導(dǎo)致壓力及流量的變化曲線，我們可以通過這些數(shù)據(jù)，優(yōu)化操作過程；二是系統(tǒng)的監(jiān)視參數(shù)前后的變化，為操作員決策提供依據(jù)。提供顯示連續(xù)的趨勢曲線，還可以讀取曲線上的任意點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)和時(shí)間，進(jìn)行曲線壓縮顯示和細(xì)化顯示。 趨勢顯示趨勢顯示是一種提供瀏覽數(shù)據(jù)的方法，包括實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢，實(shí)時(shí)趨勢用于記錄生產(chǎn)過程中各參數(shù)的動態(tài)變化過程，而歷史趨勢則用于提取特定的歷史數(shù)據(jù)文件。 自動存儲數(shù)據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部可以自動存儲歷史數(shù)據(jù)。 提供動態(tài)顯示畫面通過一定的方式可以比較直觀的顯示管線是處于運(yùn)行還是停止?fàn)顟B(tài)，如管線的顏色變化。因?yàn)槊總€(gè)電動閥門都有就地/遠(yuǎn)控操作功能，如果置為遠(yuǎn)控那么根據(jù)操作權(quán)限的需要可 11 以在站場或調(diào)控中心控制設(shè)備。若發(fā)現(xiàn)某站的運(yùn)行狀態(tài)異?；蜻\(yùn)行參數(shù)超限，則通過屏蔽顯示及打印機(jī)打印自動報(bào)警。第二章 長輸管道 SCADA 系統(tǒng)功能一、調(diào)控中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能，采集各站主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。并且，其對管網(wǎng)的自動化監(jiān)控程度已經(jīng)具備相當(dāng)高的水平?，F(xiàn)在我國的管網(wǎng)建設(shè)初具規(guī)模，近年來隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，我國的長輸管道控制呈現(xiàn)區(qū)域化趨勢，將某地區(qū)的多條管道集中管理，形成區(qū)域化管理。 （5）使用光纖通信為通信傳輸主信道，采用公網(wǎng)作為備用通信，以確保光纖中斷時(shí)，能及時(shí)切換到公網(wǎng)上保證生產(chǎn)的正常監(jiān)控。 （2）調(diào)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由高性能計(jì)算機(jī)工作站、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)及在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的軟件等組成高可靠性的實(shí)時(shí)控制管理系統(tǒng)（3）對油品順序 輸送和分輸跟蹤監(jiān)控。、珠三角管線都已經(jīng)順利投產(chǎn)，并且使用了非常先進(jìn) 10 的 SCADA 系統(tǒng)，所有的控制操作都由中心調(diào)度員發(fā)出，自動化水平又有了很大的提高。 年投產(chǎn)的庫爾勒－善鄯管道是我國首次面對具有大落差地段的管道，該管道在100km 長度內(nèi)落差達(dá) 1800m,在該管道上開發(fā)的 SCADA 系統(tǒng)解決了大落差管道水擊防護(hù)問題，并且采用衛(wèi)星通訊技術(shù)為 SCADA 系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。目前，油氣長輸管道的計(jì)算機(jī)監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)成為管道控制的基本模式。五、SCADA 系統(tǒng)在我國長輸管道的應(yīng)用情況20 世紀(jì) 80 年代以前，我國長輸管道基本上是常規(guī)儀表檢測，就地控制。第四代 SCADA/EMS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備，預(yù)計(jì)將與 21 世紀(jì)初誕生。這一階段是我國 SCADA/EMS 系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各種最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn) SCADA/EMS 系統(tǒng)中。第一代與第二代 SCADA 系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是基于集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開放性，因而系統(tǒng)維護(hù)，升級以及與其它聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成很大困難。第二代是 80 年代基于通用計(jì)算機(jī)的 SCADA 系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用 VAX 等其它計(jì)算機(jī)以及其它通用工作站，操作系統(tǒng)一般是通用的 UNIX 操作系統(tǒng)。 第一代是基于專用計(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的 SCADA 系統(tǒng)，如電力自動化研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的 SD176 系統(tǒng)以及在日本日立公司為我國鐵道電氣化遠(yuǎn)動系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的 H80M 系統(tǒng)。一般來將，我們所說的SCADA 系統(tǒng)的三級控制主要是指中心控制、站控和就地控制。如上圖，由于生產(chǎn)經(jīng)營管理級和中心監(jiān)控級具有接受外部管理及生產(chǎn)過程信息，并據(jù)此對整個(gè)生產(chǎn)和經(jīng)營進(jìn)行管理的功能，因此，將這兩級合并起來成為管理信息系統(tǒng)，英文縮寫為 MIS。在長輸管道中，通常認(rèn)為就地控制級是指站控級以下，通過各類設(shè)備的控制系統(tǒng)，現(xiàn)場手動動作設(shè)備。 基本功能站內(nèi)大型設(shè)備，如泵機(jī)組等，往往配有自己的控制系統(tǒng)，這就是裝置控制系統(tǒng)，它直接對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制?，F(xiàn)在多用 PLC 充當(dāng) RTU，大型的站控系統(tǒng)也可以采用 DCS。3. 站控級 基本功能站控系統(tǒng)的基本功能是對站內(nèi)裝置、輔助系統(tǒng)及生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督和控制，站控系統(tǒng) 8 具有下述基本的技術(shù)性能：①模擬量數(shù)據(jù)采集②模擬量定值設(shè)定控制③數(shù)字量的采集與報(bào)警信號采集④數(shù)字量控制。除主機(jī)可熱備用外，外部設(shè)備、關(guān)鍵部件也可以采用冗余技術(shù)。 組成控制中心的計(jì)算機(jī)一般為網(wǎng)絡(luò)冗余結(jié)構(gòu)，冗余方法有熱備（自動切換） 、冷備（人工切換）等。 基本功能該級負(fù)責(zé)整個(gè)管線的調(diào)度和監(jiān)控，例如對供方和需方產(chǎn)品的監(jiān)視和計(jì)算，產(chǎn)品輸送過程，對各站下達(dá)控制命令，全線生產(chǎn)協(xié)調(diào)控制（水擊控制、清管、越站等） 。 組成一般由一個(gè)性能較強(qiáng)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，在離 SCADA 較遠(yuǎn)時(shí)，往往需要衛(wèi)星、微波或光纖等遠(yuǎn)程通信設(shè)施。該級還可以對 SCADA 系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督、通過人機(jī)接口掌握生產(chǎn)狀況，如系統(tǒng)或站的流程圖及動態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)與趨勢、有關(guān)數(shù)據(jù)庫并制作圖等。 公 司 管 理 計(jì) 算 機(jī) 其 他 網(wǎng) 絡(luò)顯 示 、 打 印經(jīng) 營 策 略市 場 信 息調(diào) 控 中 心 服 務(wù) 器調(diào) 度 員 站 調(diào) 度 員 站 工 程 師維 護(hù) 打 印 泄 漏 檢 測 、批 次 跟 蹤站 場 服 務(wù) 器操 作 員 站 通 信 線 路控 制 器現(xiàn) 場 儀 表 、 設(shè) 備站 場 服 務(wù) 器操 作 員 站 控 制 器現(xiàn) 場 儀 表 、 設(shè) 備閥 室RTU現(xiàn) 場 儀表 、 設(shè) 備閥 室RTU現(xiàn) 場 儀表 、 設(shè) 備生 產(chǎn) 經(jīng) 營 管理 級中 心 監(jiān) 控 級站 控 級就 地 控 制 級MIS系 統(tǒng)站 場 1 站 場 N 遠(yuǎn) 控 閥 室 N遠(yuǎn) 控 閥 室 1 生 產(chǎn) 管 理 網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 7 基本功能它根據(jù)管道公司的經(jīng)營策略，公司所屬其他管道經(jīng)營狀況及市場信息等，并考慮本管道生產(chǎn)運(yùn)行狀況，由生產(chǎn)經(jīng)營管理級計(jì)算機(jī)級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有關(guān)管理軟件作出決策，向本管道的 SCADA 系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃、管理命令等。 三、SCADA 系統(tǒng)基本組成長輸管道 SCADA 系統(tǒng)以 4C（puter,control,munication,CRT）技術(shù)為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由調(diào)度控制中心網(wǎng)絡(luò)（DCC） ，站控系統(tǒng)（SCS）,以及通信系統(tǒng)（COMM）三部分構(gòu)成。這些要求往往是非人力所能及的，因此需要借助現(xiàn)代化的自動控制系統(tǒng)管理輸油管道。最初是由中心調(diào)度人員通過電話來指揮管線的運(yùn)作，傳統(tǒng)的人工記錄、逐級匯報(bào)的長輸管線監(jiān)控方式已不適應(yīng)生產(chǎn)調(diào)度快速化和城市發(fā)展數(shù)字化、信息化戰(zhàn)略的要求。長輸管道距離長，范圍廣，生產(chǎn)指揮難度大，尤其是采用了密閉輸送工藝管道全線構(gòu)成了統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，管道任意點(diǎn)的擾動都將迅速波及全線，為了保證管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行，相關(guān)設(shè)備必須及時(shí)作出正確反映。早期的長輸干線管道大部分是點(diǎn)對點(diǎn)的形式，即一個(gè)首站，相繼幾個(gè)中間升壓站，一個(gè)接收/分配末站，原油從一個(gè)站的油罐用泵輸送到下一站的油罐。其目的是保證安全的情況下，以對供需雙方最少地限制，用最經(jīng)濟(jì)地方式、最快的手段將產(chǎn)品從供方輸送到用戶手中。它能收集遠(yuǎn)處現(xiàn)場的操作信息，并通過通訊線路將遠(yuǎn)方信息傳送到調(diào)控中心進(jìn)行顯示和報(bào)告，控制中心的操作員監(jiān)視這些信息，并能向遠(yuǎn)方的設(shè)備發(fā)布命令，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報(bào)警等各項(xiàng)功能。SCADA 系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電網(wǎng)、水網(wǎng)、輸油氣管網(wǎng)、智能建筑等領(lǐng)域。 1 SCADA 系統(tǒng)培訓(xùn)教材 2 基礎(chǔ)部分第一章 SCADA 系統(tǒng)概述 .....................................................5一、SCADA 系統(tǒng)基本概念 .........................................................................................................5二、長輸管道使用 SCADA 系統(tǒng)的目的和必要性 ....................................................................5三、SCADA 系統(tǒng)基本組成 .........................................................................................................6 ............................................................................................................7 ....................................................................................................................73. 站控級 ..........................................................................................................................7 ....................................................................................................................8四、SCADA 系統(tǒng)的發(fā)展歷程 .....................................................................................................8五、SCADA 系統(tǒng)在我國長輸管道的應(yīng)用情況 .........................................................................9第二章 長輸管道 SCADA 系統(tǒng)功能 ................................10一、調(diào)控中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能 ......................................................................................10二、站控系統(tǒng)功能 ..................................................................................................................12第三章 SCADA 系統(tǒng)硬件配置 ..........................................13一、調(diào)控中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ..................................................................................................13系統(tǒng)功能 ....................................................................................................................14一般的硬件配置 ..............................................................................................