SCADA系統(tǒng)培訓(xùn)教材

. . SCADASCADA 系統(tǒng)培訓(xùn)教材系統(tǒng)培訓(xùn)教材 . . 基礎(chǔ)部分基礎(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(zhǎng)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 1.生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理級(jí).7 2.中心監(jiān)控級(jí).7 3. 站控級(jí).7 4.就地控制級(jí).8 四、SCADA 系統(tǒng)的發(fā)展歷程.8 五、SCADA 系統(tǒng)在我國(guó)長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用情況.9 第二章 長(zhǎng)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 1、系統(tǒng)功能.14 2、一般的硬件配置.14 二 站控系統(tǒng).16 1.站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).17 2.站控系統(tǒng)的功能.17 3.一般硬件配置.17 三、遠(yuǎn)控閥室.18 四、 通信系統(tǒng).19 第四章 SCADA 系統(tǒng)軟件配置.20 一、計(jì)算機(jī)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.25 1.順序控制.25 2.聯(lián)鎖保護(hù)控制.25 . . 3、簡(jiǎn)單 PID 單回路控制.25 4.復(fù)雜回路控制。.27 二、典型泵站的控制邏輯.28 1.閥門的控制.28 2.機(jī)泵的啟?？刂?28 3. 收、發(fā)球控制.29 4.下載控制.30 5. 站啟、?？刂?30 6.全線自動(dòng)啟、?？刂?30 7.聯(lián)鎖保護(hù).31 四.水擊及控制.31 第六章 SCADA 系統(tǒng)的安全性要求.32 一、 對(duì)油氣管道 SCADA 系統(tǒng)的要求.33 1.安全性.33 2. 先進(jìn)性.33 3.可靠性好.33 4. 冗余性.34 5.開放性.35 6.模塊化.35 7.擴(kuò)展性.35 8.可操作性、可維護(hù)性好.35 二、SCADA 系統(tǒng)的其他安全性要求.36 1.電源系統(tǒng).36 2.環(huán)境要求.36 3.信號(hào)安全要求.37 4.軟件的設(shè)計(jì)要求.37 5.實(shí)現(xiàn)管道的三級(jí)控制.37 6. 硬件及網(wǎng)絡(luò)安全方面.38 第七章 SCADA 系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程.39 一、SCADA 系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)注意的幾個(gè)問題.39 二、系統(tǒng)培訓(xùn).40 1.操作人員培訓(xùn).40 2.維護(hù)人員培訓(xùn).40 3.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).42 1.I/O 點(diǎn)的建立以及通道的分配.42 2.與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊.42 . . 3.PLC 控制邏輯組態(tài).44 4.站控上位機(jī)的組態(tài).46 三、調(diào)控中心控制系統(tǒng)的組態(tài).47 1.畫面的組態(tài).47 2.上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài).48 3.邏輯功能的組態(tài).49 第九章 SCADA 系統(tǒng)測(cè)試.49 一、測(cè)試的幾個(gè)階段.49 1.工廠驗(yàn)收測(cè)試.49 2.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試.49 3.現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試.50 二、測(cè)試依據(jù).50 三、測(cè)試內(nèi)容.50 1.硬件及系統(tǒng)軟件檢查.50 2.系統(tǒng)功能測(cè)試.50 3.應(yīng)用功能測(cè)試.51 第十章 SCADA 系統(tǒng)維護(hù).52 一、維護(hù)人員應(yīng)具備的知識(shí).52 二、 日常的維護(hù).52 三、 組態(tài)修改.54 四、 故障處理.54 1. 常見故障.54 2. 故障處理的一般程序.56 3、故障處理應(yīng)注意的問題.56 五、大修.56 1.大修準(zhǔn)備.56 2.大修內(nèi)容.57 參考文獻(xiàn)：.59 . . 第一章 SCADA 系統(tǒng)概述 一、SCADA 系統(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(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它能收集遠(yuǎn)處 現(xiàn)場(chǎng)的操作信息，并通過(guò)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(cè)量、 參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。 二、長(zhǎng)輸管道使用 SCADA 系統(tǒng)的目的和必要性 1.目的 長(zhǎng)輸管道 SCADA 系統(tǒng)是利用各種檢測(cè)儀表、執(zhí)行器、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表、控制裝置 或電子計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)等自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)管道輸送生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)視、控制 和管理。其目的是保證安全的情況下，以對(duì)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。此外，使用 SCADA 系統(tǒng)還能改善勞動(dòng)條件，節(jié)省人 力和提高環(huán)保水平。 2.必要性 早期的長(zhǎng)輸干線管道大部分是點(diǎn)對(duì)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。這是一種非密閉的輸送 方式或稱開式輸送方式，其特點(diǎn)是每?jī)蓚€(gè)站之間的管線都可當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的熱力、壓力和 管理系統(tǒng)，對(duì)站內(nèi)自動(dòng)控制和全線自動(dòng)化控制及管理要求不高，每個(gè)站有人值守即可。 長(zhǎng)輸管道距離長(zhǎng)，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(dòng)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。特別是成品油管道，沿途可能有好多進(jìn)油和下載點(diǎn)， 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(shí)刻對(duì)管道的幾百個(gè)設(shè)備進(jìn)行正 確的操作；另一方面，隨著管線的增加，越來(lái)越多的賒購(gòu)年產(chǎn)方要通過(guò)管理輸送產(chǎn)品，越 來(lái)越多的用戶要從管線得到產(chǎn)品，供需雙方對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和供需變化的要求也越來(lái)越苛刻； 再者，管線終點(diǎn)越來(lái)越接近最終用戶，怎樣防止易燃易爆和有毒產(chǎn)品對(duì)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(guò)電話來(lái)指揮管線的運(yùn)作，傳 統(tǒng)的人工記錄、逐級(jí)匯報(bào)的長(zhǎng)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(hù)方式過(guò)于緩慢，任務(wù)也太繁重，難以滿足密閉輸 送協(xié)調(diào)運(yùn)行、供需變化及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(dòng)控制系統(tǒng)管理輸油管道。輸油管道自動(dòng)化是管道安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重 要保證，而使用 SCADA 系統(tǒng)可以確保輸油管道的自動(dòng)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(jì)的運(yùn)行。 三、SCADA 系統(tǒng)基本組成 長(zhǎng)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(yuǎn)程終端裝置，控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)、應(yīng)用軟件組成。 公司管理計(jì)算機(jī) 其他網(wǎng)絡(luò) 顯示、打印 經(jīng)營(yíng)策略 市場(chǎng)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(cè)、 批次跟蹤 站場(chǎng)服務(wù)器 操作員站 通信線路 控制器 現(xiàn)場(chǎng)儀表、設(shè)備 站場(chǎng)服務(wù)器 操作員站 控制器 現(xiàn)場(chǎng)儀表、設(shè)備 閥室 RTU 現(xiàn)場(chǎng)儀 表、設(shè)備 閥室 RTU 現(xiàn)場(chǎng)儀 表、設(shè)備 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管 理級(jí) 中心監(jiān)控級(jí) 站控級(jí) 就地控制級(jí) MIS系統(tǒng) 站場(chǎng)1站場(chǎng)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 . . 1.生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理級(jí) 1.1 基本功能 它根據(jù)管道公司的經(jīng)營(yíng)策略，公司所屬其他管道經(jīng)營(yíng)狀況及市場(chǎng)信息等，并考慮本管 道生產(chǎn)運(yùn)行狀況，由生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理級(jí)計(jì)算機(jī)級(jí)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。其最佳目標(biāo)通常是獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。 該級(jí)還可以對(duì) SCADA 系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督、通過(guò)人機(jī)接口掌握生產(chǎn)狀況，如系統(tǒng)或站的流程圖及 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)與趨勢(shì)、有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)并制作圖等。 該級(jí)決策的特點(diǎn)是：目標(biāo)宏觀、決策周期長(zhǎng)。 1.2 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。由于該級(jí)不直接參與生產(chǎn)過(guò)程控制，因此對(duì)該級(jí)主機(jī)的可靠性 要求不如 SCADA 高，通常不必采用冗余技術(shù)。 2.中心監(jiān)控級(jí) 2.1 基本功能 該級(jí)負(fù)責(zé)整個(gè)管線的調(diào)度和監(jiān)控，例如對(duì)供方和需方產(chǎn)品的監(jiān)視和計(jì)算，產(chǎn)品輸送過(guò) 程，對(duì)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） 。 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(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(dòng)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(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)。 控制中心的計(jì)算機(jī)軟件一般有三類：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家隨機(jī)提供； SCADA 系統(tǒng)軟件，一般由 SCADA 系統(tǒng)廠家提供，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(jí) 3.1 基本功能 站控系統(tǒng)的基本功能是對(duì)站內(nèi)裝置、輔助系統(tǒng)及生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)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(bào) 警信號(hào)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(jì)算機(jī)及相應(yīng)的人機(jī)接口、卡件（AO,AI,DI,DO）及通信接口 組成。現(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(jì)算機(jī)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(jí) 4.1 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(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)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(zhǎng)輸管道中，通 常認(rèn)為就地控制級(jí)是指站控級(jí)以下，通過(guò)各類設(shè)備的控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)動(dòng)作設(shè)備。 4.2 組成 在管道系統(tǒng)中，就地控制級(jí)主要各類的現(xiàn)場(chǎng)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(yíng)管理級(jí)和中心監(jiān)控級(jí)具有接受外部管理及生產(chǎn)過(guò)程信息，并據(jù) 此對(duì)整個(gè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)進(jìn)行管理的功能，因此，將這兩級(jí)合并起來(lái)成為管理信息系統(tǒng)，英文 縮寫為 MIS。中心監(jiān)控級(jí)、站控級(jí)和就地控制級(jí)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(lái)將，我們所說(shuō)的 SCADA 系統(tǒng)的三級(jí)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(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的 SCADA 系統(tǒng)，如電力自動(dòng)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(guó)鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的 H-80M 系 統(tǒng)。這一階段是從計(jì)算機(jī)運(yùn)用到 SCADA 系統(tǒng)時(shí)開始到 70 年代。 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)。在這一階段，SCADA . . 系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）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(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(jí)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)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(guó) 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。這一階段也是我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng) 自動(dòng)化以及電網(wǎng)建設(shè)投資最大的時(shí)期，國(guó)家計(jì)劃未來(lái)三年內(nèi)投資 2700 億元改造城鄉(xiāng)電網(wǎng) 可見國(guó)家對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化以及電網(wǎng)建設(shè)的重視程度。 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。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(kuò)大 SCADA/EMS 系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要。 五、SCADA 系統(tǒng)在我國(guó)長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用情況 20 世紀(jì) 80 年代以前，我國(guó)長(zhǎng)輸管道基本上是常規(guī)儀表檢測(cè)，就地控制。90 年代以后， 我國(guó)通過(guò)開發(fā)和引進(jìn)全面掌握了 SCADA 系統(tǒng)的技術(shù)，逐步對(duì)在役管道實(shí)施改造，對(duì)新建管 道進(jìn)行裝備，基本上使我國(guó)長(zhǎng)輸管道的 SCADA 系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前，油氣長(zhǎng)輸管 道的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)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。 1.1992 年 7 月投產(chǎn)的輪南庫(kù)爾勒管道，全長(zhǎng) 192KM,自控系統(tǒng)采用漢字顯示、交互圖 象、語(yǔ)言綜合系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。 2.1997 年投產(chǎn)的庫(kù)爾勒善鄯管道是我國(guó)首次面對(duì)具有大落差地段的管道，該管道在 100km 長(zhǎng)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)。 3.2002 年投產(chǎn)的蘭成渝管道是我國(guó)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(cè)系統(tǒng)和站控系統(tǒng),10 座遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室的儀表檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，由成都調(diào)控中心 對(duì)全線進(jìn)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(jìn) . . 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(dòng)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(jì)特點(diǎn)：（1）SCADA 系統(tǒng)是一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)，所有的 數(shù)據(jù)庫(kù)分布在各站場(chǎng)，采用當(dāng)今先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，系統(tǒng)控制分為就地、站控和中心控制， 通過(guò)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(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(duì)油品順 序 輸送和分輸跟蹤監(jiān)控。 （4）對(duì)遠(yuǎn)控閥室有效監(jiān)控以保證管道在大落差山區(qū)的防靜壓和防 泄漏的運(yùn)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(shí)，能及時(shí)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(jìn)、成熟，而 易于操作、修改、維護(hù)，有較強(qiáng)的人機(jī)對(duì)話能力。 現(xiàn)在我國(guó)的管網(wǎng)建設(shè)初具規(guī)模，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，形成區(qū)域化管理。在美國(guó)，全國(guó)管網(wǎng)在休 斯頓設(shè)置了一個(gè)控制中心，加拿大也在蒙特利爾設(shè)置了一個(gè)全國(guó)管網(wǎng)的調(diào)度控制中心。并 且，其對(duì)管網(wǎng)的自動(dòng)化監(jiān)控程度已經(jīng)具備相當(dāng)高的水平。在我國(guó)，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(shí)每個(gè)調(diào)控中心都將同時(shí)統(tǒng)一指揮幾條管道的運(yùn)行， 最后將有可能發(fā)展成成立全國(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，SCADA 系統(tǒng)將發(fā)揮更 大的作用。 第二章 長(zhǎng)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 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，則通過(guò)屏蔽顯示及打印機(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。 3.1 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)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。 4.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。 6.1 報(bào)警 報(bào)警的概念：異常情況發(fā)生時(shí)，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(shí)采取措施。 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)警當(dāng)過(guò)程控制對(duì)象發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)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，當(dāng)然由于設(shè)備多，參數(shù)多，我們對(duì)參數(shù)的 重要程度也設(shè)置了報(bào)警的級(jí)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。報(bào)警的級(jí)別可以分為緊急、高報(bào)、低報(bào)等，每級(jí)報(bào)警 相應(yīng)的描述及顏色有所區(qū)別，如緊急為紅色，高報(bào)為黃色，低報(bào)為其他不顯眼的顏色，系 統(tǒng)按照一定的時(shí)間順序以及級(jí)別的優(yōu)先順序進(jìn)行顯示，提醒操作員注意，并督促采取相應(yīng) 措施。 報(bào)警支持中文描述功能。 6.2 事件 事件記錄，記錄某項(xiàng)操作過(guò)程或者是系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行的命令，并按照時(shí)間的順序進(jìn)行保 存到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，且事件是不可以清除的。事件畫面記錄所有的操作過(guò)程，包括數(shù)據(jù)庫(kù) 修改和操作員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作、用戶名的更改、級(jí)別的更換等信息，為事故分析及工藝 操作過(guò)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(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、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。 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(dòng)控制設(shè)備組成，主要功能如下： 1.過(guò)程變量巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理； . . 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。 5.實(shí)現(xiàn)流程切換； 6.進(jìn)行自診斷程序，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 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) . . 1、系統(tǒng)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。 今年來(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。 一般調(diào)控中心布局分為：調(diào)度長(zhǎng)辦公室、控制室、機(jī)房、工程師維護(hù)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(zhǔn)的（非用戶設(shè)計(jì)的）硬件與軟件的計(jì)算機(jī)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(cè)、批次跟蹤和計(jì)量 等） 、PLC 的遠(yuǎn)程維護(hù)及故障處理站、1 臺(tái)工程師站（帶 1 臺(tái) A4 彩色激光打印機(jī)） 、調(diào)度主 管站、培訓(xùn)站，針式寬行打印機(jī)（打印報(bào)警及事件） 、A3 激光打印機(jī)（打印報(bào)告及報(bào)表） 、 A4 彩色噴墨打印機(jī)，2 臺(tái)互為冗余的 SCADA 系統(tǒng) ；2 臺(tái)互為冗余的應(yīng)用服務(wù)器；1 臺(tái)域服 務(wù)器；1 臺(tái) Web 服務(wù)器；一個(gè)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(diǎn)，并通過(guò)工程師站（或具有 工