第四章3-SCADA系統(tǒng)軟件配置課件

第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件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)軟件可以分為三類：計算機操作系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)軟件應用軟件。10/30/20221第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)計算機軟件由操作系統(tǒng)第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件配置一、計算機操作軟件二、SCADA系統(tǒng)軟件三、應用軟件10/30/20222第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件配置一、計算機操作軟件10/23/一、計算機操作軟件一、計算機操作軟件目前的操作系統(tǒng)有兩大主流：一是以MicrosoftWindows為操作系統(tǒng)的軟件群，隨著微機性能的提高和普及，以Windows為基礎的應用越來越被廣大的SCADA系統(tǒng)商和用戶采用；另一個是以UNIX為基礎的操作系統(tǒng)，它有相當成熟的SCADA系統(tǒng)軟件和應用軟件10/30/20223一、計算機操作軟件一、計算機操作軟件10/23/20223二、SCADA系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)軟件主要包括:1.HMI軟件2.SCADA上位機監(jiān)控軟件3.控制器編程軟件4.SCADA數(shù)據(jù)庫結構10/30/20224二、SCADA系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)軟件主要包括:10/2二、SCADA系統(tǒng)軟件1.HMI軟件HMI（HumanMachineInterface）----人機界面軟件，該軟件大多采用以Windows為標準的軟件，該軟件可以安裝在服務器、工作站中。通過該軟件可以完成趨勢顯示、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。10/30/20225二、SCADA系統(tǒng)軟件1.HMI軟件10/23/202210/30/2022610/23/2022610/30/2022710/23/20227二、SCADA系統(tǒng)軟件2.SCADA上位機監(jiān)控軟件該軟件通常安裝在服務器中，只有通過授權后（即插上軟件狗），方可正常運行。HONEYWELLPKS系統(tǒng)的QuikBuilder和STATION軟件ABBSCADAVISION系統(tǒng)的SCADAVISION軟件國產(chǎn)組態(tài)軟件：力控監(jiān)控組態(tài)軟件基本的程序及組件包括：工程管理器、人機界面VIEWSCADA上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：10/30/20228二、SCADA系統(tǒng)軟件2.SCADA上位機監(jiān)控軟件10/22.1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，并可以設置該點的名稱、描述、是否存在報警設置以及量程范圍等。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：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、計算機和外圍設備的運行情況以及現(xiàn)場儀表、控制設備的運行狀態(tài)、操作記錄等。SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：10/30/202292.1上位機數(shù)據(jù)庫點的建立SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完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，并可以設置該點的名稱、描述、是否存在報警設置以及量程范圍等。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：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、計算機和外圍設備的運行情況以及現(xiàn)場儀表、控制設備的運行狀態(tài)、操作記錄等。SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：10/30/2022102.1上位機數(shù)據(jù)庫點的建立SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完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與第三方設備通訊的參數(shù)設置，如通過OPC方式與第三方設備的通訊；2.7內(nèi)部網(wǎng)絡結構的設置，如與控制器通訊的網(wǎng)絡設置。10/30/2022112.4報警的顯示方式以及報警級別顯示；10/23/20210/30/20221210/23/2022123.控制器編程軟件如HoneywellC200的編程軟件Controlbuilder軟件，ABBAC800M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)轉換、比較、選擇和PID控制以及順序功能圖等，10/30/2022133.控制器編程軟件如HoneywellC200的編程軟件3.控制器編程軟件完成以下功能：（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)的設置；（3）控制邏輯的組態(tài)；（4）歷史數(shù)據(jù)儲存的設置；（5）設備組的組態(tài)；（6）報警的設置；（7）控制器硬件冗余的設置等。10/30/2022143.控制器編程軟件完成以下功能：10/23/2022144.SCADA數(shù)據(jù)庫結構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服務器通過OPC或其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/事件日志記錄都應駐留在SCADA系統(tǒng)服務器數(shù)據(jù)庫中并可被讀取。10/30/2022154.SCADA數(shù)據(jù)庫結構SCADA數(shù)據(jù)庫主要包括實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應具備自維護或自修復功能：⑴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，并提供人工修復的工具軟件；⑵數(shù)據(jù)庫具有定時自動備份管理功能；⑶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具備硬盤空間管理功能，可根據(jù)用戶預先定義的要求對數(shù)據(jù)進行轉儲或刪除操作，以確保服務器的工作效率。

10/30/202216數(shù)據(jù)庫應具備自維護或自修復功能：10/23/202216西南成品油管道SCADA系統(tǒng)

中石化西南成品油管道SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結構為DSA(分布式服務器機構)，實現(xiàn)對全線各站場監(jiān)控點的操作、控制。在DSA機構中，主備控制中心服務器可以共享19個站場服務器的數(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)，提供有效的設備劃分。下圖10/30/202217西南成品油管道SCADA系統(tǒng)10/23/202210/30/20221810/23/2022185、例子：澀寧蘭輸氣管道控制中心系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)——WindowsNT4.0。（2）Plantscape——操作員界面軟件。（3）PHD——ProcessHistoryDatabase，即過程歷史數(shù)據(jù)庫，是搜集實時的模擬量、數(shù)字量等過程參數(shù)及關系數(shù)據(jù)，并集成、歸檔。給中心控制提供一個穩(wěn)定的通用的過程及過程關系信息的基礎，還可以給SCADA系統(tǒng)提供一個獨立的控制界面，以便發(fā)出控制指令，并提供計算和歸納趨勢的功能。（4）Oracle標準數(shù)據(jù)庫。PHD在內(nèi)部使用了Oracle關系數(shù)據(jù)庫（5）office系列辦公軟件。10/30/2022195、例子：澀寧蘭輸氣管道控制中心系統(tǒng)軟件10/23/2022MMI或者HMI?MMI——Man-MachineInterface,即人機界面操作人員使用SCADA系統(tǒng)的接口。澀寧蘭管道MMI采用PlantScape軟件制作。HoneyWell公司開發(fā)的一種混合控制系統(tǒng)，從第三方控制器上采點，處理后顯示給操作員。PlantScape由Server和Station組成，安裝在WindowsNT4.0操作平臺上。

澀寧蘭輸氣管道SCADA系統(tǒng)軟件10/30/202220MMI或者HMI?澀寧蘭輸氣管道SCADA系統(tǒng)10/30/20222110/23/202221Plantscape的工作方式Server從第三方控制器（ControlLogix）上采集數(shù)據(jù)，并進行處理，工作于幕后.Station包括DisplayBuilder和QuickBuilder。Station從Server中采集數(shù)據(jù)，顯示給操作員。真正的“人機界面”。第三方控制器（ControlLogix）ServerStation數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)10/30/202222Plantscape的工作方式Server從第三方控制器（CMMI系統(tǒng)Station：用來對系統(tǒng)組態(tài)、運行畫面、建立用戶及其權限、設置密碼。包括DisplayBuilder和QuickBuilder。Station為使用者提供了一個操作環(huán)境，監(jiān)控畫面在Station中顯示，操作者通過Station與PlantScape系統(tǒng)交互。Quickbuilder：主要建立第三方控制器內(nèi)存與Server數(shù)據(jù)庫的映射關系，建立數(shù)據(jù)庫、對通道、控制器、站點等進行組態(tài)；并完成Station、打印機以及第三方控制器等的組態(tài)。Displaybuilder：為環(huán)境開發(fā)系統(tǒng)，即圖形編輯環(huán)境，作圖工具，用來繪制控制流程圖等畫面，可引用Quickbuilder中的數(shù)據(jù)。10/30/202223MMI系統(tǒng)Station：用來對系統(tǒng)組態(tài)、運行畫面、建立用戶10/30/20222410/23/20222410/30/20222510/23/2022256、什么是OPC？OPC是OLEforProcessControl的縮寫。顧名思義，OPC是一種利用微軟的COM/DCOM技術來達成自動化控制的協(xié)定OPC規(guī)范是由OPC基金會制定的一個工業(yè)標準,它規(guī)范了過程控制和生產(chǎn)自動化軟件與用OPC服務器實現(xiàn)的硬件驅動程序之間的接口。OPC規(guī)范的基礎是微軟的OLE/COM(CompomentObjectModel)及DCOM技術。COM組件對象模型是Microsoft提出的一個“工業(yè)標準”的軟件結構,是一種定制軟件的方法。DCOM是COM的擴展,10/30/2022266、什么是OPC？10/23/202226對象及接口概述OPC對象OPC對象有三個：服務器(OPCServer)、組(OPCGroup)和項(OPCItem)OPC接口10/30/202227對象及接口概述OPC對象10/23/202227服務器OPCServer即OPC啟動服務器，通過它獲得其他對象和服務的起始類，并用于返回OPCGroup類對象。OPCServer級別有多種屬性，其中包含一個OPC服務器對象的狀態(tài)和版本等信息。這種級別中的對象由客戶應用創(chuàng)建。IOPCServer接口包含管理OPCGroup級別中的對象的方法。如將組加入服務器或從服務器中刪除組的方法（“AddGroup”，“RemoveGroup”）。IOPCBrowseServerAddressSpace接口包含查找服務器地址空間的方法。IOPCCommon接口方法用于通知服務器語言的設置和客戶機的名稱。10/30/202228服務器OPCServer即OPC啟動服務器，通過它獲得其他三、應用軟件應用軟件將安裝在應用工作站上。專門的管道應用軟件通過API或OPC和SCADA數(shù)據(jù)庫連接。監(jiān)控結果以圖形形式顯示在各應用工作站和操作員工作站上SCADA系統(tǒng)軟件和應用軟件相互獨立，應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估模型等。應用軟件分為在線和離線軟件.10/30/202229三、應用軟件應用軟件將安裝在應用工作站上。專門的管道應用軟件三、應用軟件1.水擊控制軟件2.在線仿真軟件3.清管球跟蹤軟件4.運行工況預測軟件5.系統(tǒng)優(yōu)化運行軟件6.泄漏檢測定位軟件7.批輸控制軟件8.模擬培訓軟件10/30/202230三、應用軟件1.水擊控制軟件10/23/202230三、應用軟件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，都是應用SCADA軟件的模塊進行組態(tài)、編程來實現(xiàn)水擊控制。10/30/202231三、應用軟件1.水擊控制軟件10/23/2022312.在線仿真軟件功能數(shù)學模型+求解方法(仿真發(fā)動機)批次跟蹤混油界面跟蹤減阻劑(DRA)仿真控制系統(tǒng)仿真熱力仿真不滿流仿真非牛頓流體仿真瞬態(tài)仿真壓縮機仿真用戶產(chǎn)權跟蹤組分跟蹤管網(wǎng)存活時間分析清管器跟蹤泄漏檢測操作員培訓10/30/2022322.在線仿真軟件功能批次跟蹤10/23/202232軟件功能：①適應介質：油、氣、水單相、多相流動②仿真功能：管網(wǎng)瞬態(tài)仿真、設備仿真、培訓、優(yōu)化在線仿真，完整性管理、運行成本分析等計算引擎：已經(jīng)成熟，并且輕易升級不了管網(wǎng)建模技術：可視化、與CAD、GIS系統(tǒng)接口等軟件性能：精度高、穩(wěn)定性好、計算速度快、通用性強軟件產(chǎn)品例如：SPS＋SynerGEE、Energysolutions、Atmos、Flowmaster管道仿真發(fā)展現(xiàn)狀10/30/202233軟件功能：①適應介質：油、氣、水單相、多相流動軟件產(chǎn)品例如：3.清管球跟蹤軟件在清管球的進站和出站處都設有指示器，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.運行工況預測軟件預測軟件對管道未來某時段的運行狀況進行預測。軟件以用戶選擇的時刻為預測點，讀取各站的進出站壓力、流量、密度以及管道沿線測量點的壓力、流量，按照預定的運行計劃，通過管道預測模型，預測管道各關鍵點壓力、流量、密度隨時間的變化。10/30/2022343.清管球跟蹤軟件10/23/2022345.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（LEAKDETECTION）以質量守恒、動量守恒、質量守恒為基礎，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)過把計算結果和實測結果相比較，來計算是否泄漏，泄漏量及位置。當計算結果超過值時，系統(tǒng)報警。7.批輸控制軟件批輸軟件承擔著油品切換、混油段跟蹤及末站混油切割等操作控制。8.模擬培訓軟件培訓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，看到操作帶來的結果，從而訓練操作者處理各種情況的能力。10/30/2022355.系統(tǒng)優(yōu)化運行軟件10/23/202235批量跟蹤與泄漏檢測軟件在輸油管道中的應用10/30/202236批量跟蹤與泄漏檢測軟件在輸油管道中的應用10/23/20221.軟件實現(xiàn)的功能：批量跟蹤與泄漏檢測軟件軟件與SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)庫互連，按固定周期從實時數(shù)據(jù)庫中采集實時過程數(shù)據(jù)，此周期作為模擬仿真軟件的基本循環(huán)時間。

軟件根據(jù)管道的實際情況組態(tài)形成管道計算模型。根據(jù)需要計算所得出的結果，如管線的泄漏報警、不同批次的油在管道中的位置、混油界面的位置及混油段的長度等，將計算結果在專用計算機上顯示，作為操作員對管道運行調(diào)度的參考。10/30/2022371.軟件實現(xiàn)的功能：批量跟蹤與泄漏檢測軟件軟件與SCADA系2.軟件的組成本軟件系統(tǒng)為模塊化結構數(shù)據(jù)采集軟件管道模擬軟件泄漏檢測定位軟件管道批量跟蹤軟件10/30/2022382.軟件的組成本軟件系統(tǒng)為模塊化結構10/23/202238軟件結構PLC/SCADAOPCServer批量跟蹤軟件數(shù)據(jù)采集泄漏檢測軟件實時模擬軟件結果顯示泄漏條件觸發(fā)10/30/202239軟件結構PLC/SCADAOPCServer批量跟蹤軟件數(shù)1）數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集軟件由vb編制，包括數(shù)據(jù)采集接口的定義，與OPC服務器數(shù)據(jù)交換的變量定義主要完成從OPC服務器中讀取數(shù)據(jù)。10/30/2022401）數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集軟件由vb編制，包括10/23/20222）瞬態(tài)擬管線模塊瞬態(tài)模擬管線模塊的主要功能包括數(shù)據(jù)預處理和管道模擬。

瞬態(tài)模擬管線是將管道分成若干個部分，以各個邊界內(nèi)的儀表數(shù)據(jù)實際的測量值，如溫度、壓力、流量、密度動態(tài)的模擬仿真管道系統(tǒng)。管線模型根據(jù)流體力學、傳熱學、瞬變流理論建立，包括完整動態(tài)方程，能夠描述整個管道的瞬態(tài)變化，適應壓力、流量和密度發(fā)生的快速變化。

10/30/2022412）瞬態(tài)擬管線模塊瞬態(tài)模擬管線模塊的主要功能包括數(shù)據(jù)預處理3）泄漏檢測及定位模塊根據(jù)實時動態(tài)模型計算的流量和壓力結果與管道沿線各點的實際測量值比較，實時在線監(jiān)視管道是否發(fā)生泄漏并定位。當檢測到泄漏時，能向操作人員提供如下的內(nèi)容：泄漏的位置：位于XX站上（下）游XXkm處。10/30/2022423）泄漏檢測及定位模塊根據(jù)實時動態(tài)模型計算的流量和壓力結果4）批量跟蹤混油量計算模塊批量跟蹤模塊能實時對油品批量和兩種油品的界面跟蹤，使調(diào)度人員能夠實時地監(jiān)視每批油品的位置和達到預定地點的時間?；煊投蔚拈L度計算。批量移動：批量跟蹤軟件應確定通過管線的油品界面的移動?；煊土坑嬎悖猴@示位置、混油段長度、混油量和估計抵達時間，批量分輸：為調(diào)度人員提供當前管道沿線所有分輸出口各批次油品的分輸情況。10/30/2022434）批量跟蹤混油量計算模塊批量跟蹤模塊能實時對油品批量和兩種2、軟件應用情況1）西南成品油管道2）洛鄭駐管道3）魯寧輸油管線10/30/2022442、軟件應用情況10/23/2022441）西南成品油管道10/30/2022451）西南成品油管道10/23/20224510/30/20224610/23/20224610/30/20224710/23/20224710/30/20224810/23/20224810/30/20224910/23/20224910/30/20225010/23/202250END10/30/202251END10/23/202251第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件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)軟件可以分為三類：計算機操作系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)軟件應用軟件。10/30/202252第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)計算機軟件由操作系統(tǒng)第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件配置一、計算機操作軟件二、SCADA系統(tǒng)軟件三、應用軟件10/30/202253第3節(jié)SCADA系統(tǒng)軟件配置一、計算機操作軟件10/23/一、計算機操作軟件一、計算機操作軟件目前的操作系統(tǒng)有兩大主流：一是以MicrosoftWindows為操作系統(tǒng)的軟件群，隨著微機性能的提高和普及，以Windows為基礎的應用越來越被廣大的SCADA系統(tǒng)商和用戶采用；另一個是以UNIX為基礎的操作系統(tǒng)，它有相當成熟的SCADA系統(tǒng)軟件和應用軟件10/30/202254一、計算機操作軟件一、計算機操作軟件10/23/20223二、SCADA系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)軟件主要包括:1.HMI軟件2.SCADA上位機監(jiān)控軟件3.控制器編程軟件4.SCADA數(shù)據(jù)庫結構10/30/202255二、SCADA系統(tǒng)軟件SCADA系統(tǒng)軟件主要包括:10/2二、SCADA系統(tǒng)軟件1.HMI軟件HMI（HumanMachineInterface）----人機界面軟件，該軟件大多采用以Windows為標準的軟件，該軟件可以安裝在服務器、工作站中。通過該軟件可以完成趨勢顯示、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。10/30/202256二、SCADA系統(tǒng)軟件1.HMI軟件10/23/202210/30/20225710/23/2022610/30/20225810/23/20227二、SCADA系統(tǒng)軟件2.SCADA上位機監(jiān)控軟件該軟件通常安裝在服務器中，只有通過授權后（即插上軟件狗），方可正常運行。HONEYWELLPKS系統(tǒng)的QuikBuilder和STATION軟件ABBSCADAVISION系統(tǒng)的SCADAVISION軟件國產(chǎn)組態(tài)軟件：力控監(jiān)控組態(tài)軟件基本的程序及組件包括：工程管理器、人機界面VIEWSCADA上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：10/30/202259二、SCADA系統(tǒng)軟件2.SCADA上位機監(jiān)控軟件10/22.1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，并可以設置該點的名稱、描述、是否存在報警設置以及量程范圍等。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：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、計算機和外圍設備的運行情況以及現(xiàn)場儀表、控制設備的運行狀態(tài)、操作記錄等。SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：10/30/2022602.1上位機數(shù)據(jù)庫點的建立SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完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，并可以設置該點的名稱、描述、是否存在報警設置以及量程范圍等。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：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、計算機和外圍設備的運行情況以及現(xiàn)場儀表、控制設備的運行狀態(tài)、操作記錄等。SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完成以下工作：10/30/2022612.1上位機數(shù)據(jù)庫點的建立SCADA上位機監(jiān)控軟件主要完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與第三方設備通訊的參數(shù)設置，如通過OPC方式與第三方設備的通訊；2.7內(nèi)部網(wǎng)絡結構的設置，如與控制器通訊的網(wǎng)絡設置。10/30/2022622.4報警的顯示方式以及報警級別顯示；10/23/20210/30/20226310/23/2022123.控制器編程軟件如HoneywellC200的編程軟件Controlbuilder軟件，ABBAC800M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)轉換、比較、選擇和PID控制以及順序功能圖等，10/30/2022643.控制器編程軟件如HoneywellC200的編程軟件3.控制器編程軟件完成以下功能：（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)的設置；（3）控制邏輯的組態(tài)；（4）歷史數(shù)據(jù)儲存的設置；（5）設備組的組態(tài)；（6）報警的設置；（7）控制器硬件冗余的設置等。10/30/2022653.控制器編程軟件完成以下功能：10/23/2022144.SCADA數(shù)據(jù)庫結構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服務器通過OPC或其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/事件日志記錄都應駐留在SCADA系統(tǒng)服務器數(shù)據(jù)庫中并可被讀取。10/30/2022664.SCADA數(shù)據(jù)庫結構SCADA數(shù)據(jù)庫主要包括實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應具備自維護或自修復功能：⑴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，并提供人工修復的工具軟件；⑵數(shù)據(jù)庫具有定時自動備份管理功能；⑶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具備硬盤空間管理功能，可根據(jù)用戶預先定義的要求對數(shù)據(jù)進行轉儲或刪除操作，以確保服務器的工作效率。

10/30/202267數(shù)據(jù)庫應具備自維護或自修復功能：10/23/202216西南成品油管道SCADA系統(tǒng)

中石化西南成品油管道SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結構為DSA(分布式服務器機構)，實現(xiàn)對全線各站場監(jiān)控點的操作、控制。在DSA機構中，主備控制中心服務器可以共享19個站場服務器的數(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)，提供有效的設備劃分。下圖10/30/202268西南成品油管道SCADA系統(tǒng)10/23/202210/30/20226910/23/2022185、例子：澀寧蘭輸氣管道控制中心系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)——WindowsNT4.0。（2）Plantscape——操作員界面軟件。（3）PHD——ProcessHistoryDatabase，即過程歷史數(shù)據(jù)庫，是搜集實時的模擬量、數(shù)字量等過程參數(shù)及關系數(shù)據(jù)，并集成、歸檔。給中心控制提供一個穩(wěn)定的通用的過程及過程關系信息的基礎，還可以給SCADA系統(tǒng)提供一個獨立的控制界面，以便發(fā)出控制指令，并提供計算和歸納趨勢的功能。（4）Oracle標準數(shù)據(jù)庫。PHD在內(nèi)部使用了Oracle關系數(shù)據(jù)庫（5）office系列辦公軟件。10/30/2022705、例子：澀寧蘭輸氣管道控制中心系統(tǒng)軟件10/23/2022MMI或者HMI?MMI——Man-MachineInterface,即人機界面操作人員使用SCADA系統(tǒng)的接口。澀寧蘭管道MMI采用PlantScape軟件制作。HoneyWell公司開發(fā)的一種混合控制系統(tǒng)，從第三方控制器上采點，處理后顯示給操作員。PlantScape由Server和Station組成，安裝在WindowsNT4.0操作平臺上。

澀寧蘭輸氣管道SCADA系統(tǒng)軟件10/30/202271MMI或者HMI?澀寧蘭輸氣管道SCADA系統(tǒng)10/30/20227210/23/202221Plantscape的工作方式Server從第三方控制器（ControlLogix）上采集數(shù)據(jù)，并進行處理，工作于幕后.Station包括DisplayBuilder和QuickBuilder。Station從Server中采集數(shù)據(jù)，顯示給操作員。真正的“人機界面”。第三方控制器（ControlLogix）ServerStation數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)10/30/202273Plantscape的工作方式Server從第三方控制器（CMMI系統(tǒng)Station：用來對系統(tǒng)組態(tài)、運行畫面、建立用戶及其權限、設置密碼。包括DisplayBuilder和QuickBuilder。Station為使用者提供了一個操作環(huán)境，監(jiān)控畫面在Station中顯示，操作者通過Station與PlantScape系統(tǒng)交互。Quickbuilder：主要建立第三方控制器內(nèi)存與Server數(shù)據(jù)庫的映射關系，建立數(shù)據(jù)庫、對通道、控制器、站點等進行組態(tài)；并完成Station、打印機以及第三方控制器等的組態(tài)。Displaybuilder：為環(huán)境開發(fā)系統(tǒng)，即圖形編輯環(huán)境，作圖工具，用來繪制控制流程圖等畫面，可引用Quickbuilder中的數(shù)據(jù)。10/30/202274MMI系統(tǒng)Station：用來對系統(tǒng)組態(tài)、運行畫面、建立用戶10/30/20227510/23/20222410/30/20227610/23/2022256、什么是OPC？OPC是OLEforProcessControl的縮寫。顧名思義，OPC是一種利用微軟的COM/DCOM技術來達成自動化控制的協(xié)定OPC規(guī)范是由OPC基金會制定的一個工業(yè)標準,它規(guī)范了過程控制和生產(chǎn)自動化軟件與用OPC服務器實現(xiàn)的硬件驅動程序之間的接口。OPC規(guī)范的基礎是微軟的OLE/COM(CompomentObjectModel)及DCOM技術。COM組件對象模型是Microsoft提出的一個“工業(yè)標準”的軟件結構,是一種定制軟件的方法。DCOM是COM的擴展,10/30/2022776、什么是OPC？10/23/202226對象及接口概述OPC對象OPC對象有三個：服務器(OPCServer)、組(OPCGroup)和項(OPCItem)OPC接口10/30/202278對象及接口概述OPC對象10/23/202227服務器OPCServer即OPC啟動服務器，通過它獲得其他對象和服務的起始類，并用于返回OPCGroup類對象。OPCServer級別有多種屬性，其中包含一個OPC服務器對象的狀態(tài)和版本等信息。這種級別中的對象由客戶應用創(chuàng)建。IOPCServer接口包含管理OPCGroup級別中的對象的方法。如將組加入服務器或從服務器中刪除組的方法（“AddGroup”，“RemoveGroup”）。IOPCBrowseServerAddressSpace接口包含查找服務器地址空間的方法。IOPCCommon接口方法用于通知服務器語言的設置和客戶機的名稱。10/30/202279服務器OPCServer即OPC啟動服務器，通過它獲得其他三、應用軟件應用軟件將安裝在應用工作站上。專門的管道應用軟件通過API或OPC和SCADA數(shù)據(jù)庫連接。監(jiān)控結果以圖形形式顯示在各應用工作站和操作員工作站上SCADA系統(tǒng)軟件和應用軟件相互獨立，應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估模型等。應用軟件分為在線和離線軟件.10/30/202280三、應用軟件應用軟件將安裝在應用工作站上。專門的管道應用軟件三、應用軟件1.水擊控制軟件2.在線仿真軟件3.清管球跟蹤軟件4.運行工況預測軟件5.系統(tǒng)優(yōu)化運行軟件6.泄漏檢測定位軟件7.批輸控制軟件8.模擬培訓軟件10/30/202281三、應用軟件1.水擊控制軟件10/23/202230三、應用軟件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，都是應用SCADA軟件的模塊進行組態(tài)、編程來實現(xiàn)水擊控制。10/30/202282三、應用軟件1.水擊控制軟件10/23/2022312.在線仿真軟件功能數(shù)學模型+求解方法(仿真發(fā)動機)批次跟蹤混油界面跟蹤減阻劑(DRA)仿真控制系統(tǒng)仿真熱力仿真不滿流仿真非牛頓流體仿真瞬態(tài)仿真壓縮機仿真用戶產(chǎn)權跟蹤組分跟蹤管網(wǎng)存活時間分析清管器跟蹤泄漏檢測操作員培訓10/30/2022832.在線仿真軟件功能批次跟蹤10/23/202232軟件功能：①適應介質：油、氣、水單相、多相流動②仿真功能：管網(wǎng)瞬態(tài)仿真、設備仿真、培訓、優(yōu)化在線仿真，完整性管理、運行成本分析等計算引擎：已經(jīng)成熟，并且輕易升級不了管網(wǎng)建模技術：可視化、與CAD、GIS系統(tǒng)接口等軟件性能：精度高、穩(wěn)定性好、計算速度快、通用性強軟件產(chǎn)品例如：SPS＋SynerGEE、Energysolutions、Atmos、Flowmaster管道仿真發(fā)展現(xiàn)狀10/30/202284軟件功能：①適應介質：油、氣、水單相、多相流動軟件產(chǎn)品例如：3.清管球跟蹤軟件在清管球的進站和出站處都設有指示器，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.運行工況預測軟件預測軟件對管道未來某時段的運行狀況進行預測。軟件以用戶選擇的時刻為預測點，讀取各站的進出站壓力、流量、密度以及管道沿線測量點的壓力、流量，按照預定的運行計劃，通過管道預測模型，預測管道各關鍵點壓力、流量、密度隨時間的變化。10/30/2022853.清管球跟蹤軟件10/23/2022345.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（LEAKDETECTION）以質量守恒、動量守恒、質量守恒為基礎，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)過把計算結果和實測結果相比較，來計算是否泄漏