第四章2SCADA系統(tǒng)組成及功能

1、12:511第2節(jié) SCADA系統(tǒng)組成及功能 2.1、 SCADA系統(tǒng)組成 2.2、調(diào)控中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及功能 2.3、站控系統(tǒng)組成及功能。 2.4 西氣東輸SCADA系統(tǒng) 2.5、 RTU 2.6、通信系統(tǒng) 2.7、系統(tǒng)冗余技術(shù)12:5122.1 SCADA系統(tǒng)組成 主要有三部分組成調(diào)控中心站控系統(tǒng)通信系統(tǒng)12:5132.2、調(diào)控中心系統(tǒng)組成及功能 調(diào)控中心作為SCADA系統(tǒng)最高級(jí)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(kù)的生成，對(duì)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。調(diào)控中心負(fù)責(zé)對(duì)全線進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和調(diào)度管理，是長(zhǎng)輸管線SCADA系統(tǒng)的核心，一般位于管道的總調(diào)度室。

2、 近年來(lái)隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的長(zhǎng)輸管道控制呈現(xiàn)區(qū)域化趨勢(shì)，將某地區(qū)的多條管道集中管理，并且成立全國(guó)的管道控制中心。由計(jì)算機(jī)群管理所屬的管道系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)群中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都能隨意切換到某管道上，操作員通過(guò)顯示終端監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，向沿途泵站的站控機(jī)甚至主要設(shè)備發(fā)操作命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的遙控。 12:514 2.2、調(diào)控中心系統(tǒng)組成及功能 2.2.1系統(tǒng)的硬件配置系統(tǒng)的硬件配置 SCADA系統(tǒng)服務(wù)器 裝軟件 管線調(diào)度員工作站 工程師站 應(yīng)用軟件工作站 交換機(jī) 域控服務(wù)器 Web服務(wù)器及防火墻 激光打印機(jī)、大屏幕投影儀 以太網(wǎng)接口，通訊采用局域網(wǎng)。 12:515 上述的這些操作站、服務(wù)器及投影儀作

3、為該局域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)工程師站（或具有工程師站功能的操作站）進(jìn)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?cái)嚅y室的通訊。SCADA系統(tǒng)的通訊協(xié)議應(yīng)是基于TCP/IP的工的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如DNP 3.0、IEC 60870-5等。等。 12:516（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(yùn)行，一般實(shí)冗余配置，熱備運(yùn)行。 SMSCS應(yīng)有2臺(tái)SCADA系統(tǒng)服務(wù)器以持續(xù)的獲取全部的管線運(yùn)行數(shù)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(kù)。主從服務(wù)器同時(shí)管理冗余的磁盤陣列系統(tǒng)中的歷史、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，以達(dá)到數(shù)

4、據(jù)的實(shí)時(shí)同步功能要求，其中1臺(tái)作為主服務(wù)器，另1臺(tái)作為備用服務(wù)器（熱備形式）。備用服務(wù)器持續(xù)檢測(cè)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(dòng)取得控制權(quán)成為主服務(wù)器并取得通訊接口。 12:517 SCADA系統(tǒng)服務(wù)器（1主1備）需提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，從各站SCS及遠(yuǎn)程截?cái)嚅y室獲取數(shù)據(jù)供SMSCS各操作站節(jié)點(diǎn)用。SCADA服務(wù)器應(yīng)配置全部的系統(tǒng)功能，可以啟動(dòng)所有的控制命令和數(shù)據(jù)輸入，為各站LCD提供圖形及表格，提供數(shù)據(jù)獲取、報(bào)警、記錄、圖形、實(shí)時(shí)趨勢(shì)線、歷史趨勢(shì)線及歷史數(shù)據(jù)。歷史趨勢(shì)可對(duì)每個(gè)記錄變量提供可選的采樣頻率、死區(qū)及時(shí)間周期。 SCADA系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)通過(guò)工程師站（或

5、具有工程師站功能的操作站）進(jìn)行組態(tài)。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)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(diǎn)獲取其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。 12:518 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?cái)嚅y室的通訊，以使各種數(shù)據(jù)如流量計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、各站運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)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 60870-5. 在最大工作負(fù)荷下，服務(wù)器的資源利用率不應(yīng)超過(guò)60%。 為提高可靠性，服務(wù)器、服務(wù)器電源、存儲(chǔ)介質(zhì)應(yīng)采用冗余配置，并可實(shí)現(xiàn)模塊化的在線熱插拔維護(hù)工作。服務(wù)器

6、的硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件最少應(yīng)具有100%的擴(kuò)展能力，并應(yīng)必須保證將來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)、存貯器、磁盤容量和通信信道等的擴(kuò)展。 12:519（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(jìn)行多臺(tái)配置。操作站節(jié)點(diǎn)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行控制操作，通過(guò)活動(dòng)畫面進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。 12:5110 （3）工程師維護(hù)站 主要作為維護(hù)工程師使用，完成修改SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)、修改控制器組態(tài)內(nèi)容及日常的維護(hù)。 （4）交換機(jī)

7、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(shí)行冗余配置。 （5）打印機(jī) 主要完成日常報(bào)表及報(bào)警、事件、趨勢(shì)打印的功能，根據(jù)需要可以共用一臺(tái)或分別配置完成各自的功能。12:5111 （6）域控服務(wù)器 主要完成整個(gè)SCADA的時(shí)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(tái)域服務(wù)器用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份12:51127）Web服務(wù)器及防火墻 （主要完成SCADA畫面以網(wǎng)頁(yè)的形式向辦公網(wǎng)發(fā)布信息的功能，方便管理人員通過(guò)瀏覽網(wǎng)頁(yè)獲取管線的運(yùn)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

8、隔離。SCADA將有關(guān)信息寫入Web服務(wù)器并實(shí)時(shí)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(wú)關(guān)的計(jì)算機(jī)直接訪問(wèn)SCADA服務(wù)器。該路由器、Web服務(wù)器的軟硬件由SCADA供貨商負(fù)責(zé)。同時(shí)，SCADA供貨商要負(fù)責(zé)在Web服務(wù)器上成功地接收到來(lái)自SCADA服務(wù)器的信息，并依據(jù)這些信息建立站點(diǎn)，供MIS調(diào)用。 12:511312:51142.2.2、調(diào)控中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能 1.監(jiān)視各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情況，采集各站主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。 監(jiān)視過(guò)程是以掃描方式進(jìn)行的，即按一定順序依次對(duì)各站的PLC進(jìn)行查詢。若發(fā)現(xiàn)某站的運(yùn)行狀態(tài)異?；蜻\(yùn)行參數(shù)超限，

9、則通過(guò)屏幕顯示及打印機(jī)打印自動(dòng)報(bào)警。 2.根據(jù)操作人員的要求或控制軟件的要求向PLC發(fā)出操作指令，對(duì)各站進(jìn)行遙控。 因?yàn)槊總€(gè)電動(dòng)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)限的需要可以在站場(chǎng)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(shí)提供有關(guān)管道系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的圖形顯示及歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、比較和趨勢(shì)顯示。 12:51153.1 提供動(dòng)態(tài)顯示畫面通過(guò)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。由于某些泵站流程較為復(fù)雜，通過(guò)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(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部可以自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。比

10、如參數(shù)的變化，操作員的操作記錄，系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行情況等。3.3 趨勢(shì)顯示趨勢(shì)顯示是一種提供瀏覽數(shù)據(jù)的方法，包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)，實(shí)時(shí)趨勢(shì)用于記錄生產(chǎn)過(guò)程中各參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，而歷史趨勢(shì)則用于提取特定的歷史數(shù)據(jù)文件。趨勢(shì)可以提供多種方式進(jìn)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(shì)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。每一趨勢(shì)圖可以顯示多個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)，便于各參數(shù)的比較。趨勢(shì)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(guò)程壓力及流量的變化，分輸過(guò)程中閥門切換開(kāi)關(guān)導(dǎo)致壓力及流量的變化曲線，我們可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)，優(yōu)化操作過(guò)程；二是系統(tǒng)的監(jiān)視參數(shù)

11、前后的變化，為操作員決策提供依據(jù)。運(yùn)行人員能夠確認(rèn)管線上出現(xiàn)的變化的大小以及其對(duì)全線的影響，并采取正確的控制以減小其對(duì)全線的影響。12:51164.在顯示終端上進(jìn)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(jī)上建立一個(gè)仿真控制器，與現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。 5、按規(guī)定時(shí)間間隔記錄和打印各站的主要運(yùn)行狀態(tài)的圖形顯示及歷史資料的比較和趨勢(shì)顯示、報(bào)表等。6.記錄管道系統(tǒng)所發(fā)生的重大事情的報(bào)警、操作指令等。系統(tǒng)報(bào)警系統(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)報(bào)警。過(guò)程報(bào)警過(guò)程報(bào)警當(dāng)過(guò)程控制對(duì)象發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)

12、所發(fā)出的信息為過(guò)程報(bào)警信息，當(dāng)報(bào)警條件不存在時(shí)，操作員確認(rèn)后，報(bào)警即可消除。由于全線距離長(zhǎng)，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(duì)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，12:5117 7.報(bào)表生成和打印報(bào)表有多種格式，比較常用的是EXCEL格式。從內(nèi)容上，報(bào)表可以分為日?qǐng)?bào)表、周報(bào)、月報(bào)等，根據(jù)需要進(jìn)行編排。報(bào)表可以定期生成，且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打印，及時(shí)準(zhǔn)確的提供參數(shù)記錄，減輕操作員的工作量。 8.運(yùn)行有關(guān)的應(yīng)用軟件，對(duì)水擊、檢漏、清管、批量跟蹤等工況進(jìn)行檢測(cè)、控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理，系統(tǒng)優(yōu)化模擬

13、、調(diào)度決策指導(dǎo)等。 9.時(shí)鐘同步功能通過(guò)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(gè)SCADA系統(tǒng)的時(shí)鐘統(tǒng)一、準(zhǔn)確，保障整個(gè)系統(tǒng)的記錄時(shí)間及其相關(guān)事件、數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。12:51182.3 站控系統(tǒng)站按設(shè)備及功能可分為站按設(shè)備及功能可分為泵站、分輸泵站、集輸泵站和分輸泵站、分輸泵站、集輸泵站和分輸站，按位置可分為首站、末站、中間站。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(duì)站內(nèi)重要站控系統(tǒng)是指它們的中央控制系統(tǒng)。它除了要對(duì)站內(nèi)重要設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和協(xié)調(diào)以外，還要完成許多功能，設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和協(xié)調(diào)以外，還要完成許多功能，

14、如與調(diào)控中心的數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｈ缗c調(diào)控中心的數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?2:5119站控系統(tǒng)12:51202.3 站控系統(tǒng) 2.3.1.站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)常用的兩種形式是：常用的兩種形式是：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，也稱星型機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)下，下級(jí)控制單點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，也稱星型機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)下，下級(jí)控制單元的通信線路分別連接到站控系統(tǒng)，各下級(jí)單元之間不能元的通信線路分別連接到站控系統(tǒng)，各下級(jí)單元之間不能之間通信。之間通信。多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，各級(jí)間公用一條總線，即采用在線總線的方多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，各級(jí)間公用一條總線，即采用在線總線的方式。式。站控服務(wù)器與控制器之間的通訊通常采用站控服務(wù)器與控制器之間的通訊通常采用OPC或其他或其他方式通訊

15、，控制器與方式通訊，控制器與I/O卡件的通訊通常是采用卡件的通訊通常是采用MODBUS協(xié)協(xié)議或議或PROFIBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊。協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊。 12:512112:5122 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?xì)怏w探測(cè)器、二次儀表及調(diào)節(jié)器組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)儀表及設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。2.3.2.站控系統(tǒng)的硬件配置站控系統(tǒng)的硬件配置12:5123硬件配置 （1）站控SCADA系統(tǒng)服務(wù)器 （2）站場(chǎng)工作站 （3）交換機(jī) （4）打印機(jī) （5） PLC控制器控制器及一定數(shù)量的I/O卡件.12:5124（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、

16、穩(wěn)定的運(yùn)行，一般實(shí)冗余配置，熱備運(yùn)行，一般服務(wù)器可以兼作為工作站使用，作為上位機(jī)，對(duì)站內(nèi)工藝參數(shù)進(jìn)行集中顯示、記錄、報(bào)警等；顯示運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)態(tài)趨勢(shì)、工藝模擬流程圖，遙控設(shè)備。12:5125 （2）站場(chǎng)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(jī) 主要完成站控局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接，并提供與廣域網(wǎng)的的接口，一般實(shí)行冗余配置。 （4）打印機(jī) 主要完成日常報(bào)表、報(bào)警、事件和畫面打印的功能。12:5126 （5） PLC控制器控制器及一定數(shù)量的I/O卡件. 可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技

17、術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。 完成現(xiàn)場(chǎng)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(hào)與工藝生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的儀表和控制設(shè)備相連，實(shí)時(shí)采集所需要的各種工藝參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)就地控制。12:51272.3.3、站控系統(tǒng)功能 1.過(guò)程變量巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理； 壓力、溫度、差壓 2.向控制中心報(bào)告經(jīng)選擇的數(shù)據(jù)和報(bào)警； 3.提供運(yùn)行狀態(tài)、工藝流程、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的畫面、圖像顯示、報(bào)警、存儲(chǔ)、記錄、打印。 4.除執(zhí)行控制中心的控制命令外，還可獨(dú)立進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)PID及其他控制。 如進(jìn)站、出站壓力遠(yuǎn)程控制12:51282.3.3、站控系統(tǒng)功能 5.實(shí)現(xiàn)流程切換； 6.進(jìn)行自

18、診斷程序，并把結(jié)果報(bào)告控制中心； 7.可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)與消防設(shè)施狀態(tài)檢測(cè)； 8.站場(chǎng)與線路陰極保護(hù)參數(shù)檢測(cè)與記錄； 9.提供給操作人員操作記錄和運(yùn)行報(bào)告12:5129 一、一、調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心 調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心的主要任務(wù)是通的主要任務(wù)是通過(guò)過(guò)位于管道沿線位于管道沿線的遠(yuǎn)程監(jiān)控站對(duì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控站對(duì)全線進(jìn)行集中監(jiān)全線進(jìn)行集中監(jiān)控。控。2.4 西氣東輸西氣東輸SCADA系統(tǒng)系統(tǒng)12:5130上海調(diào)度控制中心上海調(diào)度控制中心配置配置框圖框圖激光打印機(jī)激光打印機(jī)激光打印機(jī)激光打印機(jī)冗余磁盤陣列備用服務(wù)器備用服務(wù)器 磁帶機(jī)USB主服務(wù)器主服務(wù)器100 BaseT Ethernet - LAN

19、 A100 BaseT Ethernet - LAN B#2操作員工操作員工作站作站工程師工作站工程師工作站Router彩色打印機(jī)彩色打印機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)#1 培訓(xùn)工作站培訓(xùn)工作站 #2培訓(xùn)工作站培訓(xùn)工作站背投影系統(tǒng)背投影系統(tǒng)WANGPS 報(bào)警報(bào)警/事件打印機(jī)事件打印機(jī)#3操作員工操作員工作站作站#4操作員操作員工作站工作站#5操作員工操作員工作站作站#1操作員工操作員工作站作站工程師工作站工程師工作站投影儀投影儀模擬仿真服務(wù)器模擬仿真服務(wù)器加密機(jī)加密機(jī)加密機(jī)加密機(jī)TCP/IPLAN ALAN BTCP/IP網(wǎng)關(guān)服務(wù)器網(wǎng)關(guān)服務(wù)器Web服務(wù)器服務(wù)器接接 MISRouterRouterR

20、outer防火墻防火墻防火墻防火墻網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)歷史歷史實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)EFM客戶信息客戶信息歷史歷史實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)EFM客戶信息客戶信息LANDDN撥號(hào)撥號(hào)衛(wèi)星網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)12:5131SCADA系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 一般由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組成一般由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)：采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生報(bào)警產(chǎn)生報(bào)警/ /事件日志事件日志執(zhí)行計(jì)算功能執(zhí)行計(jì)算功能能配置成完全冗余系統(tǒng)能配置成完全冗余系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備能提供客戶應(yīng)用能提供客戶應(yīng)用12:5132歷史數(shù)據(jù)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得數(shù)據(jù)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得數(shù)據(jù)用于報(bào)表用于報(bào)表參數(shù)的趨勢(shì)圖參數(shù)的趨勢(shì)圖冗余配置冗余

21、配置可按年，月，日時(shí)間間隔摘要數(shù)據(jù)，在線存儲(chǔ)可按年，月，日時(shí)間間隔摘要數(shù)據(jù)，在線存儲(chǔ)老數(shù)據(jù)自動(dòng)存入（光盤，也可從光盤讀取數(shù)據(jù)，回到老數(shù)據(jù)自動(dòng)存入（光盤，也可從光盤讀取數(shù)據(jù)，回到在線的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)）在線的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)）12:5133人機(jī)界面（人機(jī)界面（MMI）圖形用戶界面圖形用戶界面顯示建立和顯示配置顯示建立和顯示配置 操作員界面操作員界面不同的操作權(quán)限的操作員通過(guò)不同的用戶名和密碼不同的操作權(quán)限的操作員通過(guò)不同的用戶名和密碼進(jìn)行登錄，從而達(dá)到安全的目的。一般情況下有三進(jìn)行登錄，從而達(dá)到安全的目的。一般情況下有三級(jí)控制權(quán)限：級(jí)控制權(quán)限： * *監(jiān)視級(jí)監(jiān)視級(jí)- -只能瀏覽流程圖和參數(shù)，不能對(duì)設(shè)備進(jìn)只能

22、瀏覽流程圖和參數(shù)，不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制；行控制； * *操作級(jí)操作級(jí)- -既可以瀏覽，也可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，既可以瀏覽，也可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，如啟停設(shè)備、開(kāi)關(guān)閥門；如啟停設(shè)備、開(kāi)關(guān)閥門； * *管理級(jí)管理級(jí)- -最高權(quán)限，可修改用戶名和密碼，并可最高權(quán)限，可修改用戶名和密碼，并可以修改數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。以修改數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。12:5134站場(chǎng)名稱站場(chǎng)名稱單位單位數(shù)量數(shù)量備注備注壓氣站座10包括首站、鄭州分輸壓氣站分輸站座17其中干線9座、支干線8座。獨(dú)立清管站座8 分輸清管站座4 分輸閥室座3 上海末站座1 遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室座139包括支干線2座遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室用戶門站座18規(guī)劃數(shù)量地下儲(chǔ)氣庫(kù)座1規(guī)劃

23、數(shù)量規(guī)劃中的11條輸氣支線的工藝站場(chǎng)座數(shù)量待定調(diào)度控制中心監(jiān)控范圍調(diào)度控制中心監(jiān)控范圍 調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心12:5135調(diào)度控制中心將主要完成下列任務(wù)：調(diào)度控制中心將主要完成下列任務(wù)： 調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心 全線啟輸；全線啟輸； 增量或減量輸送；增量或減量輸送； 停輸；停輸； 分輸站啟分輸站啟/ /停；停； 壓氣站啟停；壓氣站啟停；12:5136 向管道沿線各站下達(dá)壓力和流量設(shè)定值；向管道沿線各站下達(dá)壓力和流量設(shè)定值； 管道故障處理；管道故障處理； 發(fā)布發(fā)布ESDESD命令；命令； 控制權(quán)限的確定；控制權(quán)限的確定； 系統(tǒng)時(shí)鐘同步；系統(tǒng)時(shí)鐘同步； 數(shù)據(jù)通信信道故障時(shí)主備信道的切換等。數(shù)

24、據(jù)通信信道故障時(shí)主備信道的切換等。 調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心12:5137 在上海調(diào)度控制中心由于任何原因不能對(duì)在上海調(diào)度控制中心由于任何原因不能對(duì)管道實(shí)施正常監(jiān)控時(shí)，后備控制中心將接管系管道實(shí)施正常監(jiān)控時(shí)，后備控制中心將接管系統(tǒng)監(jiān)控權(quán)。統(tǒng)監(jiān)控權(quán)。 后備控制中心后備控制中心 SCADASCADA系統(tǒng)系統(tǒng) 后備控制中心隨時(shí)監(jiān)視和跟蹤上海調(diào)度控后備控制中心隨時(shí)監(jiān)視和跟蹤上海調(diào)度控制中心的運(yùn)行狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)同步并達(dá)到歷史制中心的運(yùn)行狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)同步并達(dá)到歷史數(shù)據(jù)異地備份的目的。數(shù)據(jù)異地備份的目的。12:5138北京后備控制中心北京后備控制中心配置圖配置圖 去上海調(diào)度控制中心XIN 專線DDN(主信

25、道)去站控系統(tǒng)XI電信公網(wǎng)(備用信道)XIN去站控系統(tǒng)寬行點(diǎn)陣打印機(jī)激光打印機(jī)SCADA服務(wù)器EFM服務(wù)器SCADA歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器XIN（衛(wèi)星(主信道)Router路由器Router路由器Router路由器去上海調(diào)度控制中心衛(wèi)星(備用信道)Router路由器衛(wèi)星衛(wèi)星歷史數(shù)據(jù)庫(kù)磁盤陣列操作員工作站操作員工作站工程師工作站彩色打印機(jī)打印終端防火墻防火墻線路加密機(jī)線路加密機(jī)通信專業(yè)提供LAN ALAN B12:5139 二、二、遠(yuǎn)程監(jiān)控站遠(yuǎn)程監(jiān)控站 站控系統(tǒng)站控系統(tǒng)主要由過(guò)程控制單元、操作員工作主要由過(guò)程控制單元、操作員工作站、數(shù)據(jù)通信接口、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等構(gòu)成。過(guò)站、數(shù)據(jù)通信接口、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等

26、構(gòu)成。過(guò)程控制單元采用可編程序邏輯控制器（程控制單元采用可編程序邏輯控制器（PLCPLC）。）。操作員工作站采用微型計(jì)算機(jī)。操作員工作站采用微型計(jì)算機(jī)。 在沿線在沿線2929座工座工藝站場(chǎng)設(shè)有藝站場(chǎng)設(shè)有站控系站控系統(tǒng)統(tǒng)。12:5140典型站場(chǎng)典型站場(chǎng)站控系統(tǒng)站控系統(tǒng)配置圖配置圖線路加密器線路加密器Router路由器Router路由器TCP/IPTCP/IP 去上海調(diào)度控制中心 衛(wèi)星(備用信道)主PLC備PLC流量計(jì)算機(jī)流量計(jì)衛(wèi)星站控ESD壓縮機(jī) UCP/ESD壓縮機(jī)組陰保站現(xiàn)場(chǎng)儀表控制設(shè)備火災(zāi)檢測(cè)變電所站控系統(tǒng)操作員工作站(MMI)X去上海調(diào)度控制中心XIN 電信公網(wǎng)(備用信道)寬行點(diǎn)陣打印機(jī)

27、激光打印機(jī)通信專業(yè)提供I/OI/O( (包括數(shù)據(jù)通信傳輸信號(hào))LAN ALAN B100 BaseT Ethernet - LAN A100 BaseT Ethernet - LAN B流量計(jì)算機(jī)流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)12:5141站控系統(tǒng)的主要功能如下：站控系統(tǒng)的主要功能如下： 遠(yuǎn)程監(jiān)控站遠(yuǎn)程監(jiān)控站 數(shù)據(jù)采集和處理數(shù)據(jù)采集和處理; ; 提供人機(jī)對(duì)話的窗口提供人機(jī)對(duì)話的窗口; ; 信息顯示信息顯示; ; 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理; ; 過(guò)程控制過(guò)程控制; ; 邏輯控制邏輯控制; ;12:5142 遠(yuǎn)程監(jiān)控站遠(yuǎn)程監(jiān)控站 聯(lián)鎖保護(hù)聯(lián)鎖保護(hù); ; 緊急停車緊急停車; ; 報(bào)警和事件打印報(bào)警和事件打印;

28、; 打印生產(chǎn)報(bào)表打印生產(chǎn)報(bào)表; ; 執(zhí)行調(diào)度控制中心發(fā)送的指令，向調(diào)度控執(zhí)行調(diào)度控制中心發(fā)送的指令，向調(diào)度控制中心發(fā)送帶時(shí)間標(biāo)志的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。制中心發(fā)送帶時(shí)間標(biāo)志的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。12:5143 在沿線在沿線無(wú)人值守?zé)o人值守的清的清管站、分輸清管站、分輸管站、分輸清管站、分輸閥室、遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室閥室、遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室等共設(shè)有等共設(shè)有153153套套R(shí)TURTU。 遠(yuǎn)程監(jiān)控站遠(yuǎn)程監(jiān)控站12:51442.5、過(guò)程終端單元RTU 長(zhǎng)輸管線距離長(zhǎng)，沿線地形復(fù)雜，部分地段如果出現(xiàn)事故危害嚴(yán)重，如人口密集、重要的水源區(qū)等，出現(xiàn)事故時(shí)人員無(wú)法及時(shí)達(dá)到處理。 為了控制事故的維護(hù)，在部分地段設(shè)置線路截?cái)嚅y室，重點(diǎn)部位

29、設(shè)置了可以遠(yuǎn)程操作的閥室。遠(yuǎn)控閥室主要由自動(dòng)閥和RTU遠(yuǎn)程終端單元組成，通過(guò)采集閥室的壓力、溫度、閥門的狀態(tài)，對(duì)遠(yuǎn)控閥進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。12:51452.5、過(guò)程終端單元RTU 什么是RTU ? 遠(yuǎn)程終端單元 RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的電子設(shè)備. 采集本地?cái)?shù)據(jù)并遠(yuǎn)傳 現(xiàn)在的RTU 具有數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)正定、復(fù)雜數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)通訊、遠(yuǎn)程控制功能。 帶RTU的閥室RTU通常由信號(hào)輸入/出模塊、微處理器、有線/無(wú)線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成。 12:514612:5147RTU的功能 檢測(cè)壓力、溫度、差壓等模擬量。 模擬量定值控制。如進(jìn)站、出站壓力遠(yuǎn)程控制。 監(jiān)測(cè)工藝、設(shè)備報(bào)警與狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量。 開(kāi)關(guān)量控制

30、。閥門、泵12:5148RTU硬件組成 模擬輸入通道 數(shù)字與開(kāi)關(guān)量通道 模擬輸出通道 開(kāi)關(guān)量輸出通道 數(shù)據(jù)處理軟件與硬件 通信接口 維護(hù)試驗(yàn)箱 供電 RTU外殼12:5149 功能功能 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(jì)算機(jī)系統(tǒng)與分散在遠(yuǎn)處的站控系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源的共享及數(shù)據(jù)互傳。由于調(diào)控中心和站場(chǎng)之間距離都很遙遠(yuǎn)，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。2.6、 通信系統(tǒng)12:5150 SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括控制中心主計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、主計(jì)算機(jī)對(duì)RTU（PLC）網(wǎng)絡(luò)和就地RTU網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通信。 通信方式：公用電話網(wǎng)、高頻或甚高頻無(wú)線電通信、微波通信微波通信、電力載波通信、直達(dá)線通信、同軸電纜、RTU。 通信冗余技術(shù)，一用一備雙信道。 常用的通信方式：RTU2.6、 通信系統(tǒng)12:5151SCADA系統(tǒng)的通信 SCADA系統(tǒng)的可靠性和有效性取決于主站到RTU以及RTU到主站的數(shù)據(jù)傳輸。 站場(chǎng)內(nèi)部通信站1站2調(diào)控中心閥室RTU站n通信網(wǎng)絡(luò)12:515212:5153常用通信方式 電話線 微波 衛(wèi)星 光纖 同軸電纜 電力線載波 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)在通信通道上傳輸時(shí)，必須轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)。 將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)的技術(shù)叫調(diào)制 常用：調(diào)幅、調(diào)頻