SCADA系統(tǒng)培訓(xùn)教材

1、SCADA 系統(tǒng)培訓(xùn)教材基礎(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61.生產(chǎn)經(jīng)營管理級72.中心監(jiān)控級73. 站控級74.就地控制級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)控中心主計算機系統(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)控中心主計算機系統(tǒng)131、系統(tǒng)功能142、一般的硬件配置14二站控系統(tǒng)161.站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)172.站控系統(tǒng)的功能173.一般硬件配置17三、遠控閥

2、室18四、 通信系統(tǒng)19第四章 SCADA 系統(tǒng)軟件配置20一、計算機操作軟件20二、 SCADA 系統(tǒng)軟件20三、應(yīng)用軟件23第五章 SCADA 系統(tǒng)控制邏輯25一、 幾種常見控制方式251.順序控制252.聯(lián)鎖保護控制253、簡單PID 單回路控制254.復(fù)雜回路控制。27二、典型泵站的控制邏輯281.閥門的控制282.機泵的啟?？刂?83. 收、發(fā)球控制294.下載控制305. 站啟、?？刂?06.全線自動啟、?？刂?07.聯(lián)鎖保護31四.水擊及控制31第六章 SCADA 系統(tǒng)的安全性要求32一、 對油氣管道SCADA 系統(tǒng)的要求331.安全性332. 先進性333.可靠性好334. 冗

3、余性345.開放性356.模塊化357.擴展性358.可操作性、可維護性好35二、SCADA 系統(tǒng)的其他安全性要求361.電源系統(tǒng)362.環(huán)境要求363.信號安全要求374.軟件的設(shè)計要求375.實現(xiàn)管道的三級控制376. 硬件及網(wǎng)絡(luò)安全方面38第七章 SCADA 系統(tǒng)的實施過程39一、SCADA 系統(tǒng)實施應(yīng)注意的幾個問題39二、系統(tǒng)培訓(xùn)401.操作人員培訓(xùn)402.維護人員培訓(xùn)403.管理人員培訓(xùn)41第八章 SCADA 系統(tǒng)組態(tài)42一、SCADA 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立42二、站控系統(tǒng)組態(tài)421.I/O 點的建立以及通道的分配422.與現(xiàn)場設(shè)備通訊423.PLC 控制邏輯組態(tài)444.站控上位機的組態(tài)4

4、6三、調(diào)控中心控制系統(tǒng)的組態(tài)471.畫面的組態(tài)472.上位機數(shù)據(jù)庫的組態(tài)483.邏輯功能的組態(tài)49第九章 SCADA 系統(tǒng)測試49一、測試的幾個階段491.工廠驗收測試492.現(xiàn)場調(diào)試493.現(xiàn)場驗收測試50二、測試依據(jù)50三、測試內(nèi)容501.硬件及系統(tǒng)軟件檢查502.系統(tǒng)功能測試503.應(yīng)用功能測試51第十章 SCADA 系統(tǒng)維護52一、維護人員應(yīng)具備的知識52二、 日常的維護52三、 組態(tài)修改54四、 故障處理541. 常見故障542. 故障處理的一般程序563、故障處理應(yīng)注意的問題56五、大修561.大修準備562.大修內(nèi)容57參考文獻：58第一章 SCADA 系統(tǒng)概述一、SCADA 系

5、統(tǒng)基本概念SCADA 系統(tǒng)是英文Supervisory Control and Data Acquisition的縮寫，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。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。它是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它能收集遠處現(xiàn)場的操作信息，并通過通訊線路將遠方信息傳送到調(diào)控中心進行顯示和報告，控制中心的操作員監(jiān)視這些信息，并能向遠方的設(shè)備發(fā)布命令，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。二、長輸管道使用SCADA 系統(tǒng)的目的和必要性1.目的長輸管道SCADA 系統(tǒng)是利用各種檢測儀表、執(zhí)行器、顯示儀表

6、、調(diào)節(jié)儀表、控制裝置或電子計算機、通信技術(shù)等自動化技術(shù)，對管道輸送生產(chǎn)過程進行自動檢測、監(jiān)視、控制和管理。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)濟地方式、最快的手段將產(chǎn)品從供方輸送到用戶手中。此外，使用SCADA 系統(tǒng)還能改善勞動條件，節(jié)省人力和提高環(huán)保水平。2.必要性早期的長輸干線管道大部分是點對點的形式，即一個首站，相繼幾個中間升壓站，一個接收/分配末站，原油從一個站的油罐用泵輸送到下一站的油罐。這是一種非密閉的輸送方式或稱開式輸送方式，其特點是每兩個站之間的管線都可當(dāng)作一個獨立的熱力、壓力和管理系統(tǒng)，對站內(nèi)自動控制和全線自動化控制及管理要求不高，每個站有人值守即可。長輸

7、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)，管道任意點的擾動都將迅速波及全線，為了保證管道的安全平穩(wěn)運行，相關(guān)設(shè)備必須及時作出正確反映。特別是成品油管道，沿途可能有好多進油和下載點， 還有好幾種油品在管道中輸送，要求操作者必須在規(guī)定的時刻對管道的幾百個設(shè)備進行正確的操作；另一方面，隨著管線的增加，越來越多的賒購年產(chǎn)方要通過管理輸送產(chǎn)品，越來越多的用戶要從管線得到產(chǎn)品，供需雙方對產(chǎn)品質(zhì)量和供需變化的要求也越來越苛刻； 再者，管線終點越來越接近最終用戶，怎樣防止易燃易爆和有毒產(chǎn)品對雇員、設(shè)備和居民的傷害，保證安全顯得更加重要。最初是由中心調(diào)度人員通過電

8、話來指揮管線的運作，傳統(tǒng)的人工記錄、逐級匯報的長輸管線監(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。顯然，這種調(diào)度支護方式過于緩慢，任務(wù)也太繁重，難以滿足密閉輸送協(xié)調(diào)運行、供需變化及安全經(jīng)濟運行的要求。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。輸油管道自動化是管道安全、經(jīng)濟運行的重要保證，而使用SCADA 系統(tǒng)可以確保輸油管道的自動化，可以節(jié)省了大量人力，大大提高了生產(chǎn)調(diào)度速度，確保管線安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟的運行。三、SCADA 系統(tǒng)基本組成經(jīng)營策略其他網(wǎng)絡(luò)公司管理計算機生產(chǎn)經(jīng)營管理級市場信息顯示、打印MIS系統(tǒng)調(diào)度員站 調(diào)度員站調(diào)控中心服務(wù)

9、器工程師維護打印泄漏檢測、批次跟蹤中心監(jiān)控級通信線路操作員站操作員站閥室RTU閥室RTU站控級站場服務(wù)器站場服務(wù)器長輸管道SCADA 系統(tǒng)以 4C（computer,control,communication,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。管道SCADA 系統(tǒng)的配置由遠程終端裝置，控制中心計算機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用軟件組成?？刂破骺刂破鳜F(xiàn)場儀表、設(shè)備現(xiàn)場儀就地控制級表、設(shè)備現(xiàn)場儀表、設(shè)備現(xiàn)場儀表、設(shè)備站場1站場N遠控閥室1遠控閥室N生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖1.生產(chǎn)經(jīng)營管理級1.1 基本功能它根據(jù)管道

10、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)運行狀況，由生產(chǎn)經(jīng)營管理級計算機級計算機系統(tǒng)中有關(guān)管理軟件作出決策，向本管道的SCADA 系統(tǒng)下達生產(chǎn)計劃、管理命令等。其最佳目標(biāo)通常是獲取最大的經(jīng)濟效益。該級還可以對SCADA 系統(tǒng)進行監(jiān)督、通過人機接口掌握生產(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。該級決策的特點是：目標(biāo)宏觀、決策周期長。1.2 組成一般由一個性能較強的微型計算機系統(tǒng)組成，在離SCADA 較遠時，往往需要衛(wèi)星、微波或光纖等遠程通信設(shè)施。由于該級不直接參與生產(chǎn)過程控制，因此對該級主機的可靠性要求不如SCADA 高，通常不必

11、采用冗余技術(shù)。2.中心監(jiān)控級2.1 基本功能該級負責(zé)整個管線的調(diào)度和監(jiān)控，例如對供方和需方產(chǎn)品的監(jiān)視和計算，產(chǎn)品輸送過程，對各站下達控制命令，全線生產(chǎn)協(xié)調(diào)控制（水擊控制、清管、越站等）。如果 SCADA 還設(shè)有分控中心或稱區(qū)域控制中心，則分控中心可以完成上述控制中心的某些任務(wù)。2.2 組成控制中心的計算機一般為網(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。當(dāng)今，幾乎所有管道控制中心都采用了熱備技術(shù)。除主機可熱備用外，外部設(shè)備、關(guān)鍵部件也可以采用冗余技術(shù)?？刂浦行牡挠嬎銠C軟件一般有三類：計算機操作系統(tǒng)，由計算機生產(chǎn)廠家隨機提供； SCADA 系統(tǒng)軟件，一般由 SCADA 系統(tǒng)廠家

12、提供，也可由第三方提供；用戶應(yīng)用程序，可由用戶編制，也可由SCADA 供應(yīng)商提供或第三方提供。3. 站控級3.1 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)過程進行監(jiān)督和控制，站控系統(tǒng)具有下述基本的技術(shù)性能：模擬量數(shù)據(jù)采集模擬量定值設(shè)定控制數(shù)字量的采集與報警信號采集數(shù)字量控制。3.2 組成站控系統(tǒng)一般由工業(yè)控制計算機及相應(yīng)的人機接口、卡件（AO,AI,DI,DO）及通信接口組成?，F(xiàn)在多用PLC 充當(dāng)RTU，大型的站控系統(tǒng)也可以采用DCS。站控系統(tǒng)的軟件包括計算機操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用軟件，用戶應(yīng)用軟件可在控制中心編制，下載到PLC。4.就地控制級4.1 基本功能站內(nèi)大型設(shè)備，如泵機組等

13、，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)備進行控制。這類控制系統(tǒng)往往由設(shè)備生產(chǎn)廠家配套提供。在長輸管道中，通常認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。4.2 組成在管道系統(tǒng)中，就地控制級主要各類的現(xiàn)場設(shè)備以及各智能設(shè)備的控制系統(tǒng)。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)此對整個生產(chǎn)和經(jīng)營進行管理的功能，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。中心監(jiān)控級、站控級和就地控制級具有監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集的功能，通常我們將這三者合稱為監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即 SCADA 系統(tǒng)。一般來將，我們所說的

14、SCADA 系統(tǒng)的三級控制主要是指中心控制、站控和就地控制。四、SCADA 系統(tǒng)的發(fā)展歷程SCADA 系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三代。第一代是基于專用計算機和專用操作系統(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動系統(tǒng)所設(shè)計的H-80M 系統(tǒng)。這一階段是從計算機運用到SCADA 系統(tǒng)時開始到 70 年代。第二代是 80 年代基于通用計算機的SCADA 系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用VAX 等其它計算機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)。在這一階段，SCADA系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度自動化中與經(jīng)濟運行分析，自動發(fā)電控制（AG

15、C）以及網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合到一起構(gòu)成了EMS 系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）。第一代與第二代 SCADA 系統(tǒng)的共同特點是基于集中式計算機系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開放性，因而系統(tǒng)維護，升級以及與其它聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成很大困難。90 年代按照開放的原則，基于分布式計算機網(wǎng)絡(luò)以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的EMS/SCADA 系統(tǒng)稱為第三代。這一階段是我國SCADA/EMS 系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各種最新的計算機技術(shù)都匯集進SCADA/EMS 系統(tǒng)中。這一階段也是我國對電力系統(tǒng)自動化以及電網(wǎng)建設(shè)投資最大的時期，國家計劃未來三年內(nèi)投資2700 億元改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)可見國家對電力系統(tǒng)自動化以及電網(wǎng)建設(shè)的重視程度。第四代SCADA

16、/EMS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備，預(yù)計將與21 世紀初誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用Internet 技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及 JAVA 技術(shù)等技術(shù)， 繼續(xù)擴大SCADA/EMS 系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟運行以及商業(yè)化運營的需要。五、SCADA 系統(tǒng)在我國長輸管道的應(yīng)用情況20 世紀 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。90 年代以后， 我國通過開發(fā)和引進全面掌握了SCADA 系統(tǒng)的技術(shù)，逐步對在役管道實施改造，對新建管道進行裝備，基本上使我國長輸管道的SCADA 系統(tǒng)達到國際先進水平。目前，油氣長輸管道的計算機監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)成為管

17、道控制的基本模式。1.1992 年 7 月投產(chǎn)的輪南庫爾勒管道，全長 192KM,自控系統(tǒng)采用漢字顯示、交互圖象、語言綜合系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理。2.1997 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)。3.2002 年投產(chǎn)的蘭成渝管道是我國第一條真正意義上的成品油管道，管道的 SCADA 系統(tǒng)，主要包括：成都調(diào)度中心，首站、中間加壓分輸站、7 座中間分輸站、末站的儀表檢測系統(tǒng)和站控系統(tǒng),10 座遠控線路截斷閥室的儀表檢測系統(tǒng)和控制系

18、統(tǒng)，由成都調(diào)控中心對全線進行監(jiān)控。4.由中石化投資興建的西南管線、珠三角管線都已經(jīng)順利投產(chǎn)，并且使用了非常先進的 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。比如,西南管道SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計特點：（1）SCADA 系統(tǒng)是一個分布式的控制系統(tǒng)，所有的數(shù)據(jù)庫分布在各站場，采用當(dāng)今先進的自動化技術(shù)，系統(tǒng)控制分為就地、站控和中心控制， 通過軟件設(shè)置可較方便完成各權(quán)限的切換。（2）調(diào)控中心計算機系統(tǒng)由高性能計算機工作站、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)及在網(wǎng)絡(luò)中運行的軟件等組成高可靠性的實時控制管理系統(tǒng)（3）對油品順序 輸送和分輸跟蹤監(jiān)控。（4）對遠控閥室有效監(jiān)控以保證管道在大落差山區(qū)

19、的防靜壓和防泄漏的運行安全。（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，能及時切換到公網(wǎng)上保證生產(chǎn)的正常監(jiān)控。（5）軟件的軟件先進、成熟，而易于操作、修改、維護，有較強的人機對話能力?，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。在美國，全國管網(wǎng)在休斯頓設(shè)置了一個控制中心，加拿大也在蒙特利爾設(shè)置了一個全國管網(wǎng)的調(diào)度控制中心。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。在我國，中石化華北銷售管道網(wǎng)調(diào)控中心和華南調(diào)控中心也將成立，屆時每個調(diào)控中心都將同時統(tǒng)一指揮幾條管道的運

20、行， 最后將有可能發(fā)展成成立全國的管道控制中心，由計算機群管理所屬的管道系統(tǒng)，在計算機群中的每臺計算機都能隨意切換到某管道上，操作員通過顯示終端監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)， 向沿途泵站的站控機甚至主要設(shè)備發(fā)操作命令，實現(xiàn)對管道的遙控，SCADA 系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用。第二章 長輸管道 SCADA 系統(tǒng)功能一、調(diào)控中心主計算機系統(tǒng)的功能1.監(jiān)視各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運行情況，采集各站主要運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。監(jiān)視過程是以掃描方式進行的，即按一定順序依次對各站的PLC 進行查詢。若發(fā)現(xiàn)某站的運行狀態(tài)異常或運行參數(shù)超限，則通過屏蔽顯示及打印機打印自動報警。2.根據(jù)操作人員的要求或控制軟件的要求向PLC 發(fā)出操作指

21、令，對各站進行遙控。因為每個電動閥門都有就地/遠控操作功能，如果置為遠控那么根據(jù)操作權(quán)限的需要可以在站場或調(diào)控中心控制設(shè)備。3. 根據(jù)操作人員的要求，在顯示屏幕上隨時提供有關(guān)管道系統(tǒng)運行狀態(tài)的圖形顯示及歷史數(shù)據(jù)的存儲、比較和趨勢顯示。3.1 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行還是停止?fàn)顟B(tài)，如管線的顏色變化。由于某些泵站流程較為復(fù)雜，通過設(shè)備及相應(yīng)管線顏色的變化，操作員可以較為清晰的顯示當(dāng)前的油品流程走向。3.2 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)。比如參數(shù)的變化，操作員的操作記錄，系統(tǒng)內(nèi)部的運行情況等。3.3 趨勢顯示趨勢顯示是一種提供瀏覽數(shù)據(jù)的方法，包括實時

22、趨勢和歷史趨勢，實時趨勢用于記錄生產(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。趨勢可以提供多種方式進行瀏覽，比如棒狀圖，曲線圖，數(shù)字列表等。提供顯示連續(xù)的趨勢曲線， 還可以讀取曲線上的任意點的實際數(shù)據(jù)和時間，進行曲線壓縮顯示和細化顯示。每一趨勢圖可以顯示多個參數(shù)的數(shù)據(jù)，便于各參數(shù)的比較。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)。運行人員能夠確認管線上出現(xiàn)的變化的大小以及其對全線的影響，并采取正確的控制

23、以減小其對全線的影響。 4.在顯示終端上進行操作人員培訓(xùn)一般 SCADA 軟件都提供一種仿真環(huán)境的軟件，即在本機上建立一個仿真控制器，與現(xiàn)場設(shè)備隔離，操作人員可以在此機器上模擬操作，而不影響現(xiàn)場設(shè)備的運行。5、按規(guī)定時間間隔記錄和打印各站的主要運行狀態(tài)的圖形顯示及歷史資料的比較和趨勢顯示、報表等。6.記錄管道系統(tǒng)所發(fā)生的重大事情的報警、操作指令等。6.1 報警報警的概念：異常情況發(fā)生時，以某種方式提示信息給操作員，以引起操作人員的注意并及時采取措施。系統(tǒng)報警當(dāng)服務(wù)器與控制器、卡件，及通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，所發(fā)出的報警為系統(tǒng)報警。過程報警當(dāng)過程控制對象發(fā)生異常時，系統(tǒng)所發(fā)出的信息為過程報警信息，

24、當(dāng)報警條件不存在時，操作員確認后，報警即可消除。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)置了報警提示，當(dāng)出現(xiàn)異常時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，而且也能夠及時處理將維護管線運行安全的異常情況。報警的級別可以分為緊急、高報、低報等，每級報警相應(yīng)的描述及顏色有所區(qū)別，如緊急為紅色，高報為黃色，低報為其他不顯眼的顏色，系統(tǒng)按照一定的時間順序以及級別的優(yōu)先順序進行顯示，提醒操作員注意，并督促采取相應(yīng)措施。報警

25、支持中文描述功能。6.2 事件事件記錄，記錄某項操作過程或者是系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行的命令，并按照時間的順序進行保存到歷史數(shù)據(jù)庫中，且事件是不可以清除的。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。7.報表生成和打印報表有多種格式，比較常用的是 EXCEL 格式。從內(nèi)容上，報表可以分為日報表、周報、月報等，根據(jù)需要進行編排。報表可以定期生成，且可以實現(xiàn)自動打印，及時準確的提供參數(shù)記錄，減輕操作員的工作量。8.運行有關(guān)的應(yīng)用軟件，對水擊、檢漏、清管、批量跟蹤等工況進行檢

26、測、控制，進行數(shù)據(jù)分析、處理，系統(tǒng)優(yōu)化模擬、調(diào)度決策指導(dǎo)等。9.時鐘同步功能通過域控服務(wù)器同步全線的服務(wù)器，而域控服務(wù)器指向GPS，從而確保整個 SCADA 系統(tǒng)的時鐘統(tǒng)一、準確，保障整個系統(tǒng)的記錄時間及其相關(guān)事件、數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。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：1.過程變量巡回檢測和數(shù)據(jù)處理；2.向控制中心報告經(jīng)選擇的數(shù)據(jù)和報警；3.提供運行狀態(tài)、工藝流程、動態(tài)數(shù)據(jù)的畫面、圖像顯示、報警、存儲、記錄、打印。4.除執(zhí)行控制中心的控制命令外，還可獨立進行工作，實現(xiàn)PID 及其他控制。5.實現(xiàn)流程切換；6.進行自診斷程序，并把結(jié)果報告

27、控制中心；7.可燃氣體濃度檢測與消防設(shè)施狀態(tài)檢測；8.站場與線路陰極保護參數(shù)檢測與記錄；9.提供給操作人員操作記錄和運行報告第三章 SCADA 系統(tǒng)硬件配置一、調(diào)控中心主計算機系統(tǒng)1、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，對整個系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)進行管理，優(yōu)化，決策及控制。調(diào)控中心負責(zé)對全線進行集中監(jiān)視、控制和調(diào)度管理，是長輸管線 SCADA 系統(tǒng)的核心，一般位于管道的總調(diào)度室。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。由計算機群管理所屬的管道系統(tǒng)，在計算機群中的每

28、臺計算機都能隨意切換到某管道上，操作員通過顯示終端監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)，向沿途泵站的站控機甚至主要設(shè)備發(fā)操作命令，實現(xiàn)對管道的遙控。一般調(diào)控中心布局分為：調(diào)度長辦公室、控制室、機房、工程師維護室和培訓(xùn)室。2、一般的硬件配置SMSCS 包括一套完整的帶有標(biāo)準的（非用戶設(shè)計的）硬件與軟件的計算機系統(tǒng)，主要硬件應(yīng)包括：管線調(diào)度員站（雙LCD）、應(yīng)用軟件工作站（包括泄漏檢測、批次跟蹤和計量等）、PLC 的遠程維護及故障處理站、1 臺工程師站（帶 1 臺 A4 彩色激光打印機）、調(diào)度主管站、培訓(xùn)站，針式寬行打印機（打印報警及事件）、A3 激光打印機（打印報告及報表）、A4 彩色噴墨打印機，2 臺互為冗余的S

29、CADA 系統(tǒng) ；2 臺互為冗余的應(yīng)用服務(wù)器；1 臺域服務(wù)器；1 臺 Web 服務(wù)器；一個大屏幕投影儀（DLP 用戶提供）以太網(wǎng)接口，通訊采用局域網(wǎng)。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，并通過工程師站（或具有工程師站功能的操作站）進行組態(tài)。SMSCS 還包括必要的接口硬件、軟件及通訊協(xié)議以完成和沿線所有的站控系統(tǒng)及截斷閥室的通訊。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 3.0、IEC 60870-5 等。（1） SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器主要作為數(shù)據(jù)采集及處理，為了保證可靠、穩(wěn)定的運行，一般實冗余配置，熱備運行。SMSCS 應(yīng)有 2 臺 SCAD

30、A 系統(tǒng)服務(wù)器以持續(xù)的獲取全部的管線運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)及報警信息并為所有的操作站節(jié)點提供實時數(shù)據(jù)庫。主從服務(wù)器同時管理冗余的磁盤陣列系統(tǒng)中的歷史、實時數(shù)據(jù)庫，以達到數(shù)據(jù)的實時同步功能要求，其中1 臺作為主服務(wù)器，另1 臺作為備用服務(wù)器（熱備形式）。備用服務(wù)器持續(xù)檢測主服務(wù)器是否處于正常工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)主服務(wù)器出現(xiàn)故障，備用服務(wù)器將自動取得控制權(quán)成為主服務(wù)器并取得通訊接口。SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器（1 主 1 備）需提供實時數(shù)據(jù)庫，從各站 SCS 及遠程截斷閥室獲取數(shù)據(jù)供 SMSCS 各操作站節(jié)點用。SCADA 服務(wù)器應(yīng)配置全部的系統(tǒng)功能，可以啟動所有的控制命令和數(shù)據(jù)輸入，為各站 LCD 提供圖形及

31、表格，提供數(shù)據(jù)獲取、報警、記錄、圖形、實時趨勢線、歷史趨勢線及歷史數(shù)據(jù)。歷史趨勢可對每個記錄變量提供可選的采樣頻率、死區(qū)及時間周期。SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)通過工程師站（或具有工程師站功能的操作站）進行組態(tài)。服務(wù)器節(jié)點還應(yīng)包括必要的局域網(wǎng)接口硬件、軟件以及通訊協(xié)議以便操作員節(jié)點獲取其實時數(shù)據(jù)庫。SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器還應(yīng)具有必要的局域網(wǎng)通訊接口硬件、應(yīng)用軟件及通訊協(xié)議以完成和沿線所有的站控系統(tǒng)及截斷閥室的通訊，以使各種數(shù)據(jù)如流量計算機數(shù)據(jù)、各站運行狀態(tài)及報警信息、操作員操作命令等保持一致性。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 3.0、IEC 6087

32、0-5. 在最大工作負荷下，服務(wù)器的資源利用率不應(yīng)超過 60%。為提高可靠性，服務(wù)器、服務(wù)器電源、存儲介質(zhì)應(yīng)采用冗余配置，并可實現(xiàn)模塊化的在線熱插拔維護工作。服務(wù)器的硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件最少應(yīng)具有 100%的擴展能力，并應(yīng)必須保證將來數(shù)據(jù)庫、存貯器、磁盤容量和通信信道等的擴展。（2）調(diào)度員工作站主要作為調(diào)度員監(jiān)視畫面和發(fā)送指令使用，根據(jù)調(diào)度人員的數(shù)量及需要進行多臺配 置。操作站節(jié)點還應(yīng)包括必要的SMSCS 局域網(wǎng)接口硬件、硬件串行通訊口、應(yīng)用軟件以及獲取 SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器實時數(shù)據(jù)庫的通訊接口。最小配置要求：具有完整的SCADA 系統(tǒng)各站流程圖畫面，能獲取全部的服務(wù)器實時數(shù)據(jù)，進行控制操作，通

33、過活動畫面進行數(shù)據(jù)輸入。（3）工程師維護站主要作為維護工程師使用，完成修改SCADA 數(shù)據(jù)庫、修改控制器組態(tài)內(nèi)容及日常的維護。（4）交換機主要完成調(diào)控中心局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接，并提供與廣域網(wǎng)的的接口，一般實行冗余配置。（5）打印機主要完成日常報表及報警、事件、趨勢打印的功能，根據(jù)需要可以共用一臺或分別配置完成各自的功能。（6）域控服務(wù)器主要完成整個 SCADA 的時間同步及管理全線服務(wù)器、工作站的的功能。域服務(wù)器用于完成全線網(wǎng)絡(luò)管理功能，在備用調(diào)度控制中心設(shè)置同樣的一臺域服務(wù)器用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份（7）Web 服務(wù)器及防火墻主要完成SCADA 畫面以網(wǎng)頁的形式向辦公網(wǎng)發(fā)布信息的功能，方便管理人員通過瀏

34、覽網(wǎng)頁獲取管線的運行情況。Web 服務(wù)器是 SCADA 系統(tǒng)與 MIS 之間的銜接服務(wù)器，與 SCADA 系統(tǒng)使用路由器隔離。SCADA 將有關(guān)信息寫入 Web 服務(wù)器并實時更新，在 MIS 網(wǎng)絡(luò)中以網(wǎng)站形式出現(xiàn)。它既為 Web 服務(wù)器提供生產(chǎn)信息，又避免了與 SCADA 無關(guān)的計算機直接訪問SCADA 服務(wù)器。該路由器、Web 服務(wù)器的軟硬件由SCADA 供貨商負責(zé)。同時，SCADA 供貨商要負責(zé)在Web 服務(wù)器上成功地接收到來自SCADA 服務(wù)器的信息，并依據(jù)這些信息建立站點，供MIS 調(diào)用。Web 服務(wù)器上要安裝專業(yè)網(wǎng)絡(luò)防火墻和病毒防火墻，進一步保護SCADA 系統(tǒng)。二 站控系統(tǒng)站按設(shè)備

35、及功能可分為泵站、分輸泵站、集輸泵站和分輸泵站，按位置可分為首站、末站、中間站。站控系統(tǒng)是指它們的中央控制系統(tǒng)。它除了要對站內(nèi)重要設(shè)備的控制系統(tǒng)進行監(jiān)控和協(xié)調(diào)以外，還要完成許多功能，如與調(diào)控中心的數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?.站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的兩種形式是：點對點結(jié)構(gòu)，也稱星型機構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)下，下級控制單元的通信線路分別連接到站控系統(tǒng)，各下級單元之間不能之間通信。另一種結(jié)構(gòu)是多點結(jié)構(gòu)，各級間公用一條總線，即采用在線總線的方式。站控服務(wù)器與控制器之間的通訊通常采用OPC 或其他方式通訊，控制器與 I/O 卡件的通訊通常是采用MODBUS 協(xié)議或PROFIBUS 協(xié)議實現(xiàn)通訊。2.站控系

36、統(tǒng)的功能完成本輸油站參數(shù)的監(jiān)視和控制，主要由站控計算機和智能遠程終端等設(shè)備組成。3.一般硬件配置從硬件角度，站控系統(tǒng)一般由服務(wù)器、控制器、緊急停車控制器（ESD）、通信網(wǎng)絡(luò)接口、火焰及可燃氣體探測器、二次儀表及調(diào)節(jié)器組成，通過現(xiàn)場儀表及設(shè)備進行監(jiān)控。（1）站控SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器主要作為數(shù)據(jù)采集及處理，為了保證可靠、穩(wěn)定的運行，一般實冗余配置，熱備運行， 一般服務(wù)器可以兼作為工作站使用，作為上位機，對站內(nèi)工藝參數(shù)進行集中顯示、記錄、報警等；顯示運行狀態(tài)、動態(tài)趨勢、工藝模擬流程圖，遙控設(shè)備。（2）站場工作站主要作為操作員監(jiān)視畫面和發(fā)送指令使用。（3）交換機主要完成站控局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接，并提供與

37、廣域網(wǎng)的的接口，一般實行冗余配置。（4）打印機主要完成日常報表、報警、事件和畫面打印的功能。（5） PLC 控制器及一定數(shù)量的I/O 卡件.可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)， 綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。 PLC 的硬件組成與微型計算機相似，其主機由CPU 板、存儲器、輸入輸出（IO） 接口、電源等幾大部分組成；可配備如編程器、圖形顯示器、通信接口等外部設(shè)備。完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的輪詢采集，以微處理器為基礎(chǔ)的智能裝置，它以模擬的和數(shù)字的輸入輸出信號與工藝生產(chǎn)現(xiàn)場的儀表和控制設(shè)

38、備相連，實時采集所需要的各種工藝參數(shù)，并實現(xiàn)就地控制。CPU 也稱中央處理器，是由一片或幾片大規(guī)模集成電路芯片組成的，相當(dāng)于人的大腦， 是 PLC 的核心部分；CPU 的作用是可通過接口及軟件向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種命令，同時對被測參數(shù)進行巡回檢測、數(shù)據(jù)處理、控制運算、報警處理及邏輯判斷等，實現(xiàn)對整個PLC 的工作過程進行控制。IO 接口是輸入（IN）輸出（OUT）接口的簡稱，是PLC 主機與被控對象進行信息交換的紐帶；PLC 通過IO 接口與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，PLC 的輸入輸出信號有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種類型，所有的輸入輸出信號均經(jīng)過光電等隔離，大大增強了PLC 的抗干擾能力。三、遠

39、控閥室長輸管線距離長，沿線地形復(fù)雜，部分地段如果出現(xiàn)事故危害嚴重，如人口密集、重要的水源區(qū)等，出現(xiàn)事故時人員無法及時達到處理。為了控制事故的維護，在部分地段設(shè)置線路截斷閥室，重點部位設(shè)置了可以遠程操作的閥室。遠控閥室主要由自動閥和RTU 遠程終端單元組成，通過采集閥室的壓力、溫度、閥門的狀態(tài)，對遠控閥進行實施監(jiān)控。RTU(Remote Terminal Unit)中文可譯為遠程終端單元，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成。一般室外應(yīng)用，惡劣環(huán)境中，比如在一些無人值守的站，用于完成SCADA 系統(tǒng)對遠控閥室的數(shù)據(jù)的實時采集及遠程開關(guān)控制，主要側(cè)重于通訊，執(zhí)行較

40、為簡單的控制。四、 通信系統(tǒng)1.功能SCADA 系統(tǒng)工作的有效性和可靠性，取決與調(diào)控中心和站控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸情況。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要功能是將控制中心計算機系統(tǒng)與分散在遠處的站控系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)資源的共享及數(shù)據(jù)互傳。由于調(diào)控中心和站場之間距離都很遙遠，為保證通信不被中斷， 大多采用通信冗余技術(shù)，即采用一主一備雙通信信道。2.常用的通信方式（1）微波通信起步早，發(fā)展快，傳輸速率高，通信容量大，傳輸寬帶寬。但屬于地面無線通信，受地形條件限制。（2）衛(wèi)星通信屬于空中無線通信，具有覆蓋面廣，通信質(zhì)量高，不受地形因素制約，設(shè)備體積小， 投資少，建設(shè)周期短，建設(shè)費用與通信距離無關(guān)等優(yōu)點，已被國內(nèi)外管道建設(shè)

41、行家看好。如：蘭成渝管道使用衛(wèi)星作為數(shù)據(jù)傳輸信道，公網(wǎng)信道作為備用。（3）光纖通信傳輸速率高，通信容量大，傳輸寬帶寬，不受外界磁場干擾，可與管道同溝鋪設(shè)，現(xiàn)是長輸管道的最佳通信手段。本管道采用光纖通信方式，光纖隨管道敷設(shè)，傳輸設(shè)備采用朗訊的產(chǎn)品，各站及主備調(diào)控中心設(shè)有備用信道（公網(wǎng)），用于光纖通信中斷時的數(shù)據(jù)傳輸，保證傳輸通信的可靠性?，F(xiàn)在長輸管道的通信方式主要采用光纖通信方式。第四章 SCADA 系統(tǒng)軟件配置SCADA 系統(tǒng)計算機軟件由操作系統(tǒng)、圖形用戶接口（GUI）軟件、應(yīng)用功能軟件、數(shù)據(jù)采集軟件以及離線編譯器、圖形編輯、編程軟件、系統(tǒng)診斷軟件等組成?？偟膩碚f， SCADA 系統(tǒng)軟件可以分

42、為三個部分：計算機操作系統(tǒng)軟件、SCADA 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。一、計算機操作軟件目前的操作系統(tǒng)有兩大主流：一是以Microsoft Windows 2000/xp 為操作系統(tǒng)的軟件群，隨著微機性能的提高和普及，以Microsoft Windows 2000/xp 為基礎(chǔ)的應(yīng)用越來越被廣大的SCADA 系統(tǒng)商和用戶采用；另一個是以DEC 的 OPENVMS 和 UNIX 為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)， 它有相當(dāng)成熟的SCADA 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。二、 SCADA 系統(tǒng)軟件SCADA 系統(tǒng)軟件主要包括HMI 軟件，控制器組態(tài)軟件、SCADA 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件。1. HMI 軟件HMI（Human Machi

43、ne Interface人機界面軟件，該軟件大多采用以Windows 為標(biāo)準的軟件，該軟件可以安裝在服務(wù)器、工作站中，通過該軟件可以完成于趨勢顯示、報警/事件顯示、動態(tài)地圖、動態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)符號等的組態(tài)。操作員通過圖形、表格顯示，以及打印好的事件記錄及報表，利用顏色（CRT 顯示）和數(shù)值獲取站場及單元狀態(tài)。如：總貌顯示、表格顯示、測量圖形顯示、測量表格顯示、泵單元圖形顯示、泵單元表格顯示、泵單元操作曲線顯示、設(shè)定點控制顯示、控制回路參數(shù)顯示、參數(shù)維護顯示、實時趨勢顯示、歷史趨勢顯示、通訊狀態(tài)顯示、報警匯總顯示、報警/事件歷史顯示、報表。2.SCADA 上位機監(jiān)控軟件該軟件通常安裝在服務(wù)器中，只有

44、通過授權(quán)后（即插上軟件狗），方可正常運行。如HONEYWELL PKS 系統(tǒng)的QuikBuilder 和STATION 軟件，ABB SCADAVISION 系統(tǒng)的SCADAVISION軟件，都是運行在Windows 界面。SCADA 上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：2.1 上位機數(shù)據(jù)庫點的建立在上位機中需要建立各個顯示的點，并可以設(shè)置該點的名稱、描述、是否存在報警設(shè)置以及量程范圍等。2.2 各站部分邏輯的組態(tài)如：涉及全線水擊控制的邏輯，由于該邏輯涉及到上下游站的聯(lián)系，所以需要通過在上位機編寫腳本實現(xiàn)邏輯控制。2.3 提供如下數(shù)據(jù)庫（1）實時數(shù)據(jù)庫：存放各站的模擬量、數(shù)據(jù)量。（2）歷史數(shù)據(jù)庫:

45、存放各站的歷史數(shù)據(jù)（3）事件數(shù)據(jù)庫：存放SCADA 系統(tǒng)，包括系統(tǒng)所有控制器、計算機和外圍設(shè)備的運行情況以及現(xiàn)場儀表、控制設(shè)備的運行狀態(tài)、操作記錄等。2.4 報警的顯示方式以及報警級別顯示；2.5 趨勢以及趨勢組的組態(tài)；2.6 與第三方設(shè)備通訊的參數(shù)設(shè)置，如通過OPC 方式與第三方設(shè)備的通訊；2.7 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，如與控制器通訊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。3.控制器編程軟件如 Honeywell C200 的編程軟件Controlbuilder 軟件，ABB AC800M 軟件，都提供了可編程邏輯控制的軟件包，一般運行在Windows 界面，提供梯形圖和功能塊的編程語言， 并可離線完成編程和組態(tài)，即程序

46、的開發(fā)和存儲是在編程終端內(nèi)部進行，且提供了仿真模擬控制器環(huán)境，可以在該環(huán)境中進行基本的測試，基本測試完成后下裝到控制器進一步的測試以及現(xiàn)場調(diào)試。該軟件提供各種可編程控制器的指令，包括繼電器指令、定時器指令、定時器和計數(shù)器、計算指令、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、比較、選擇和PID 控制以及順序功能圖等，并主要完成以下功能：（1）過程點的建立及通道的分配；（2）控制器與上位機通訊參數(shù)的設(shè)置；（3）控制邏輯的組態(tài)；（4）歷史數(shù)據(jù)儲存的設(shè)置；（5）設(shè)備組的組態(tài)；（6）報警的設(shè)置；（7）控制器硬件冗余的設(shè)置等。4. SCADA 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)SCADA 數(shù)據(jù)庫主要包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，SCADA 服務(wù)器通過OPC 或其

47、他通訊方式從控制器采集數(shù)據(jù)，先儲存在實時數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)預(yù)先定制的格式儲存于歷史數(shù)據(jù)庫，并定期進行歸檔。所有的SMSCS 實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)、報警、歷史趨勢及報警/事件日志記錄都應(yīng)駐留在SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中并可被讀取。數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備自維護或自修復(fù)功能：系統(tǒng)可以自動診斷數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)，發(fā)生異常時向用戶發(fā)出報警并自動進行切換或修復(fù)，并提供人工修復(fù)的工具軟件；數(shù)據(jù)庫具有定時自動備份管理功能；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)具備硬盤空間管理功能，可根據(jù)用戶預(yù)先定義的要求對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)儲或刪除操作，以確保服務(wù)器的工作效率。西南管道 SCADA 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為 DSA(分布式服務(wù)器機構(gòu))，實現(xiàn)對全線各站場監(jiān)控點的操作、控

48、制。在 DSA 機構(gòu)中，主備控制中心服務(wù)器可以共享19 個站場服務(wù)器的數(shù)據(jù)、報警、時間、歷史等。而兩個站場可以共享相鄰上下游站場的數(shù)據(jù)、報警等，并在一定權(quán)限下允許操作控制相鄰的站場。全管線SCADA 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫被劃分為不同的區(qū)域，允許用戶訪問數(shù)據(jù)庫中工藝流程或程序中的某一個特定的部分。區(qū)域分配限制操作員訪問被分配區(qū)域以外的圖形、報警和數(shù)據(jù)，提供有效的設(shè)備劃分?？刂破鞑杉瘮?shù)據(jù)當(dāng)前值現(xiàn)場設(shè)備其他硬盤實時數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫歸檔文件鏡像過程實時鏡像數(shù)據(jù)備份組態(tài)信息測量值平均平均數(shù)據(jù)本地硬盤或遠程硬盤實時顯示報警趨勢顯示數(shù)值歷史顯示報表三、應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件將安裝在應(yīng)用工作站上。專門的管道應(yīng)用軟件通過AP

49、I 或OPC 和 SCADA 數(shù)據(jù)庫連接。監(jiān)控結(jié)果以圖形形式顯示在各應(yīng)用工作站和操作員工作站上SCADA 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件相互獨立，應(yīng)用軟件可分為在線部分和離線部分，在線部分用于完成泄漏檢測、泄漏定位、清管器跟蹤、批次輸送管理、批次界面跟蹤以及油庫油罐管理等。離線部分用于完成過程預(yù)估模型等。應(yīng)用軟件分為在線和離線軟件. 1.水擊控制軟件具有如下功能：（1）水擊超前保護；（2）記錄水擊事故源；（3）記錄所發(fā)生的水擊事故狀況和發(fā)生時間；（4）顯示各種水擊事故的控制決策方案；（5）播放記錄水擊事故發(fā)生后一段時間內(nèi)管線的壓力流量變化。一般管道并沒有單獨的水擊控制軟件，都是應(yīng)用SCADA 軟件的模塊進

50、行組態(tài)、編程來實現(xiàn)水擊控制。2.在線仿真軟件在線仿真軟件可實時對管道連續(xù)的操作運行進行仿真模擬。在線仿真軟件系統(tǒng)是動態(tài)模擬，需要讀取SCADA 系統(tǒng)的流量、壓力、油品密度、溫度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)管線系統(tǒng)的特性進行實時模擬，以圖形形式動態(tài)實時為用戶提供管道運行狀態(tài)下全線各點的壓力、流量、密度和混油段位置等信息。3.清管球跟蹤軟件在清管球的進站和出站處都設(shè)有指示器，實現(xiàn)對清管球進出站的報警。通過讀取SCADA 系統(tǒng)的流量、累計量等可以詳盡了解清管球在管線的位置。4.運行工況預(yù)測軟件預(yù)測軟件對管道未來某時段的運行狀況進行預(yù)測。軟件以用戶選擇的時刻為預(yù)測點，讀取各站的進出站壓力、流量、密度以及管道沿線測量

51、點的壓力、流量，按照預(yù)定的運行計劃， 通過管道預(yù)測模型，預(yù)測管道各關(guān)鍵點壓力、流量、密度隨時間的變化。5.系統(tǒng)優(yōu)化運行軟件管道系統(tǒng)優(yōu)化軟件分為準穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運行和動態(tài)優(yōu)化運行兩種。所給出的優(yōu)化運行方案為某一個周期內(nèi)的各站不同時段的開泵方案和控制方案。6.泄漏檢測定位軟件泄漏檢測（LEAK DETECTION）以質(zhì)量守恒、動量守恒、質(zhì)量守恒為基礎(chǔ)，并利用管線各處的邊界條件，來計算機管線各處壓力、溫度、流量和密度。經(jīng)過把計算結(jié)果和實測結(jié)果相比較，來計算是否泄漏，泄漏量及位置。當(dāng)計算結(jié)果超過值時，系統(tǒng)報警。7 .批輸控制軟件批輸軟件承擔(dān)著油品切換、混油段跟蹤及末站混油切割等操作控制。8.模擬培訓(xùn)軟件培訓(xùn)

52、軟件是利用離線仿真模型。操作者在上面進行現(xiàn)場情況的模擬操作，看到操作帶來的結(jié)果，從而訓(xùn)練操作者處理各種情況的能力。第五章 SCADA 系統(tǒng)控制邏輯通過 SCADA 控制系統(tǒng)實現(xiàn)要求的全線啟輸停輸控制、站啟站停控制、批輸下載、清管球發(fā)送與接收、泵切換、水擊聯(lián)鎖保護等控制。一、 幾種常見控制方式1.順序控制通常指設(shè)備開、停時執(zhí)行一組人為事先編排好的邏輯動作，這類控制允許由操作人員決定是否投用。2.聯(lián)鎖保護控制信號報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)包括信號報警系統(tǒng)和聯(lián)鎖系統(tǒng)，信號報警起到自動監(jiān)視的作用， 當(dāng)工藝參數(shù)超限或運行狀態(tài)異常時，以燈光或音響的形式發(fā)出警報，提示操作員注意，并及時加以處理。聯(lián)鎖保護實際是一種自動操

53、作系統(tǒng)，能使有關(guān)設(shè)備按照規(guī)定的條件或程序完成操作任務(wù)，達到消除異常，防止事故的目的。聯(lián)鎖保護的最高級別是 ESD 保護，ESD 是 Emergency Shutdown System 的簡稱，中文意思是緊急停車系統(tǒng)，它用于監(jiān)視裝置或獨立單元的操作，如果生產(chǎn)過程超出安全操作范圍，可以使其進入安全狀態(tài)，確保裝置或獨立單元具有一定的安全度。聯(lián)鎖保護系統(tǒng)有 3 部分組成：（1）發(fā)信元件 包括工藝參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)檢測接點、控制盤開關(guān)、按鈕、選擇開關(guān)， 以及操作指令等，它們起到參數(shù)檢測、發(fā)布指令的作用。這些元件的通斷狀態(tài)也是系統(tǒng)的輸入信號。如泵入口壓力開關(guān)。（2）執(zhí)行元件 也叫輸出元件，如閥門的執(zhí)行機構(gòu)等。

54、（3）邏輯元件 又叫中間元件，它們根據(jù)輸入信號進行邏輯運算，并向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號。邏輯元件以前多采用有觸點的繼電器、接觸器線路和無觸點的晶體管等，現(xiàn)在普遍采用PLCDCS、和 SCADA 系統(tǒng)的控制器。3、簡單PID 單回路控制3.1 了解幾個名詞被控對象自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設(shè)備或機器等。被控變量被控變量內(nèi)要求保持設(shè)定數(shù)值的工藝參數(shù)。操縱變量受控制器操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。擾動量除操縱變量外，作用于被控對象并引起被控變量變化的因素。設(shè)定值被控變量的預(yù)定值。偏差被控變量的設(shè)定值與實際值之差。3.2 簡單控制系統(tǒng)通常是指由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器、一個調(diào)節(jié)器和一個執(zhí)行器所構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，也稱單回路控制系統(tǒng)。給定值偏差控制信號操縱變量被控變量調(diào)節(jié)器執(zhí)行器被控變量測量值檢測變送裝置簡單控制回路方塊圖干擾3.3 調(diào)節(jié)器的正、反作用將調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號定義為測量值減去給定值，那么當(dāng)偏差增加時，其輸出也增加的調(diào)節(jié)器稱為“正作用”調(diào)節(jié)器；反之，調(diào)節(jié)器的輸出信號隨偏差的增加而減少的稱為“反作用”調(diào)節(jié)器。3.4 在PID 調(diào)節(jié)中，比例作用是根