第4講SCADA系統(tǒng)概述

1、 現(xiàn)代化的輸油管道形成了以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)承擔(dān)著管道的壓力與流量調(diào)節(jié)、水擊保護(hù)、油品計(jì)量、流程切換和啟停泵等幾乎所有工作。SCADA已經(jīng)成為復(fù)雜的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。第4節(jié) 輸油管道SCADA系統(tǒng)概述一、SCADA的基本概念什么是SCADA系統(tǒng)?nSCADA-Supervisory Control And Data Acquisation，n即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) n數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集:將站場(chǎng)上的壓力將站場(chǎng)上的壓力溫度溫度流量流量閥位等參數(shù)變成直觀的數(shù)字顯示出來閥位等參數(shù)變成直觀的數(shù)字顯示出來的過程的過程.n監(jiān)控監(jiān)控:遠(yuǎn)程監(jiān)視控制遠(yuǎn)程監(jiān)視控制,nSCA

2、DA在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。nSCADA在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用較早，在提高鐵路運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度管理水平起到了很大的作用。nSCADA系統(tǒng)在我國長(zhǎng)輸管道中得到廣泛的系統(tǒng)在我國長(zhǎng)輸管道中得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用。 二、長(zhǎng)輸管道使用SCADA系統(tǒng)的目的和必要性n1.目的n 全面監(jiān)測(cè)全線工藝參數(shù)。n2.必要性n安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保n采用密閉輸送工藝的管道，及時(shí)快捷的反應(yīng)。n 油氣管道油氣管道SCADASCADA系統(tǒng)是以系統(tǒng)是以4C4C（Computer,control,Communication,CRTComputer,control,Communication,CRT）技）技術(shù)為基礎(chǔ)

3、，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有調(diào)度控制中心網(wǎng)絡(luò)術(shù)為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有調(diào)度控制中心網(wǎng)絡(luò)（DCCDCC）站控系統(tǒng)（）站控系統(tǒng)（SCSSCS），通信系統(tǒng)（），通信系統(tǒng)（COMMCOMM）三部分組成。三部分組成。管道管道SCADASCADA系統(tǒng)的配置形式一般有遠(yuǎn)程控制終端系統(tǒng)的配置形式一般有遠(yuǎn)程控制終端RTURTU（站控機(jī)）、控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)（站控機(jī)）、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。傳輸及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用軟件組成。三、SCADA系統(tǒng)基本組成SCADA系統(tǒng)的硬件組成n控制中心控制中心n站控系統(tǒng)站控系統(tǒng)n現(xiàn)場(chǎng)儀表現(xiàn)場(chǎng)儀表n通訊系統(tǒng)通訊系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)n1.生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理級(jí)生產(chǎn)經(jīng)

4、營(yíng)管理級(jí)n2.中心監(jiān)控級(jí)n3. 站控級(jí)n4.就地控制級(jí)n 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)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理級(jí) n1.1 基本功能n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

5、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。該級(jí)還可以對(duì)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)與趨勢(shì)、有關(guān)數(shù)據(jù)庫并制作圖等。n該級(jí)決策的特點(diǎn)是：目標(biāo)宏觀、決策周期長(zhǎng)。n1.2 組成n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)過程控制，因此對(duì)該級(jí)主機(jī)的可靠性 2.中心監(jiān)控級(jí)n2.1 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）。n2.2 組成n控制

6、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。 控制中心的計(jì)算機(jī)軟件n一般有三類：n計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)nSCADA系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件n用戶應(yīng)用程序用戶應(yīng)用程序3 站控系統(tǒng)n3.1 基本功能n是對(duì)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 n3.2 組成n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)的組成nPLC系統(tǒng)系統(tǒng)nMMI系統(tǒng)系統(tǒng)n計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)n可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)nUPS系統(tǒng)系統(tǒng)n其他外設(shè)其他外設(shè)4.就地控制級(jí)n4.1基本功能n各類裝置的就地控制 n4.2 組成n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)。四、SCADA系統(tǒng)的發(fā)展歷程nSCADA系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三代。n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)， n第二代是80年代基于通用計(jì)算機(jī)的SCADA系統(tǒng) n90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。 n第四代SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備 五、五、SCADA系統(tǒng)在我國的應(yīng)