SCADA系統(tǒng)培訓(xùn)教材

1、SCAD/系統(tǒng)培訓(xùn)教材基礎(chǔ)部分章SCADA系統(tǒng)概述一、SCAD/系統(tǒng)基本概念二、長輸管道使用 SCADA系統(tǒng)的目的和必要性三、SCADA統(tǒng)基本組成 1. 生產(chǎn)經(jīng)營管理級2. 中心監(jiān)控級3. 站控級4. 就地控制級四、SCADA系統(tǒng)的發(fā)展歷程 五、SCADA系統(tǒng)在我國長輸管道的應(yīng)用情況.第二章W輸管道SCADA統(tǒng)功能101012第三章SCADA系統(tǒng)硬件配置13、調(diào)控中心主計算機(jī)系統(tǒng)1、系統(tǒng)功能2、 一般的硬件配置. 站控系統(tǒng)1. 站控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).2. 站控系統(tǒng)的功能.3. 一般硬件配置.三、遠(yuǎn)控閥室 四、通信系統(tǒng)131414161717171819第四章SCADA系統(tǒng)軟件配置20一、調(diào)控中心主計

2、算機(jī)系統(tǒng)的功能二、站控系統(tǒng)功能202023第五章SCADA系統(tǒng)控制邏輯25一、計算機(jī)操作軟件二、SCADA系統(tǒng)軟件三、應(yīng)用軟件252525幾種常見控制方式1. 順序控制2. 聯(lián)鎖保護(hù)控制253、簡單PID單回路控制4. 復(fù)雜回路控制。.二、典型泵站的控制邏輯.1. 閥門的控制2. 機(jī)泵的啟?？刂?3. 收、發(fā)球控制4. 下載控制5. 站啟、?？刂?. 全線自動啟、?？刂?. 聯(lián)鎖保護(hù)四.水擊及控制27282828293030303131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1. 安全性2. 先進(jìn)性3. 可靠性好4. 冗余性5. 開放性6. 模塊化7. 擴(kuò)展性8.

3、 可操作性、可維護(hù)性好.二、SCADA統(tǒng)的其他安全性要求.1. 電源系統(tǒng)2. 環(huán)境要求3. 信號安全要求4. 軟件的設(shè)計要求5. 實現(xiàn)管道的三級控制 6. 硬件及網(wǎng)絡(luò)安全方面 33333333343535353536363637373738第七章SCADA系統(tǒng)的實施過程39一、SCAD/系統(tǒng)實施應(yīng)注意的幾個問題二、系統(tǒng)培訓(xùn) 1. 操作人員培訓(xùn)2. 維護(hù)人員培訓(xùn)3. 管理人員培訓(xùn)3940404041第八章SCADA系統(tǒng)組態(tài)42一、SCADA統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立二、站控系統(tǒng)組態(tài) 1.1/0 點的建立以及通道的分配2.與現(xiàn)場設(shè)備通訊424242423. PLC控制邏輯組態(tài)4. 站控上位機(jī)的組態(tài).三、調(diào)控中心

4、控制系統(tǒng)的組態(tài)1. 畫面的組態(tài)2. 上位機(jī)數(shù)據(jù)庫的組態(tài)3. 邏輯功能的組態(tài).444647474849第九章SCADA系統(tǒng)測試49一、測試的幾個階段1. 工廠驗收測試2. 現(xiàn)場調(diào)試3. 現(xiàn)場驗收測試二、測試依據(jù)三、測試內(nèi)容1. 硬件及系統(tǒng)軟件檢查.2. 系統(tǒng)功能測試3. 應(yīng)用功能測試494949505050505051第十章SCADA系統(tǒng)維護(hù)52一、維護(hù)人員應(yīng)具備的知識.日常的維護(hù)組態(tài)修改故障處理1. 常見故障2. 故障處理的一般程序3. 故障處理應(yīng)注意的問題大修1. 大修準(zhǔn)備2. 大修內(nèi)容四、五、參考文獻(xiàn):5252545454565656565758第一章SCADA系統(tǒng)概述、SCAD/系統(tǒng)基本

5、概念的縮寫，即數(shù)據(jù)采集SCADAR統(tǒng)是英文 Supervisory Control and Data Acquisition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(jī)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(yuǎn)處 現(xiàn)場的操作信息，并通過通訊線路將遠(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(jī)、通信技術(shù)等自動化技術(shù)，對管道輸送生產(chǎn)過程進(jìn)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(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。

7、長輸管道距離長，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(yùn)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(jìn)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(jìn)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

8、員通過電話來指揮管線的運(yùn)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(hù)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(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(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統(tǒng)基本組成長輸管道 SCADA系統(tǒng)以 4C ( computer,control,communica

9、tion,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?，F(xiàn)場儀表、設(shè)備現(xiàn)場儀表、設(shè)備站場1站場N遠(yuǎn)控閥室1遠(yuǎn)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(yùn)行狀況，由生產(chǎn)經(jīng)營管理級計算機(jī)級計算機(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。該級還可以對SCADA系統(tǒng)進(jìn)

10、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組成般由一個性能較強(qiáng)的微型計算機(jī)系統(tǒng)組成，在離SCADA較遠(yuǎn)時，往往需要衛(wèi)星、微波或光纖等遠(yuǎn)程通信設(shè)施。由于該級不直接參與生產(chǎn)過程控制，因此對該級主機(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 2.1基本功能該級負(fù)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(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SCADAS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

11、中心的 某些任務(wù)。2.2組成控制中心的計算機(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)。控制中心的計算機(jī)軟件一般有三類：計算機(jī)操作系統(tǒng)，由計算機(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 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(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

12、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(jī)及相應(yīng)的人機(jī)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(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PLG4.就地控制級 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。在長輸管道中，通 常認(rèn)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)

13、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(jìn)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)。般來將，我們所說的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(jī)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H-80M 系電網(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

14、化遠(yuǎn)動系統(tǒng)所設(shè)計的統(tǒng)。這一階段是從計算機(jī)運(yùn)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(jī)的 SCADA系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用VAX等其它計算機(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)度自動化中與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，自動發(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)的共同特點是基于集中式計算機(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(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)

15、稱為第三代。這一階段是我國SCADA/EMS統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各種最新的計算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn)SCADA/EMS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/EMS統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備，預(yù)計將與21世紀(jì)初誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用In ternet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)營的需要。五、SCADA系統(tǒng)在我國長輸管道的應(yīng)用情況20世紀(jì)80年代以前，我國長輸

16、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(jìn)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(jìn)行裝備，基本上使我國長輸管道的SCADA系統(tǒng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，油氣長輸管道的計算機(jī)監(jiān)測控制與數(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(jìn)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100k m長度內(nèi)落差達(dá)1800m,在該管道上開發(fā)的SCAD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

17、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(yuǎn)控線路截斷閥室的儀表檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，由成都調(diào)控中心對全線進(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，自動化水平又有了很大的提高。比 如,西南管道SCADA統(tǒng)的設(shè)計特點：(1)SCADA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(jìn)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

18、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(jī)系統(tǒng)由高性能計算機(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(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，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(jìn)、成熟，而易于操作、修改、維護(hù)，有較強(qiáng)的人機(jī)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

19、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(yùn)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(jī)群管理所屬的管道系統(tǒng)，在計算機(jī)群中的每臺計算機(jī)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(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、調(diào)控中心主計算機(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

20、息。監(jiān)視過程是以掃描方式進(jìn)行的，即按一定順序依次對各站的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，則通過屏蔽顯示及打印機(jī)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)出操作指令，對各站進(jìn)行遙控。因為每個電動閥門都有就地/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(yùn)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(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，通過設(shè)備及相應(yīng)管線顏色的變化，操作

21、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(yùn)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(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(jìn)行曲線壓縮顯示和細(xì)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

22、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(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全線的影響，并采取正確的控制以減小其對全線的影響。4. 在顯示終端上進(jìn)行操作人員培訓(xùn)般SCADA軟件都提供一種仿真環(huán)境的軟件，即在本機(jī)上建立一個仿真控制器，與現(xiàn)場設(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)場設(shè)備的運(yùn)行。5、按規(guī)定時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

23、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,當(dāng)報警條件不存在時，操作員確認(rèn)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(hù)管線運(yùn)行安全的異常

24、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(jìn)行顯示，提醒操作員注意，并督促采取相應(yīng) 措施。報警支持中文描述功能。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(jìn)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

25、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(jìn)行編排。報表可以定期生成，且可以實現(xiàn)自動打印，及時準(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，對水擊、檢漏、清管、批量跟蹤等工況進(jìn)行檢測、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(zhǔn)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

26、控制中心報告經(jīng)選擇的數(shù)據(jù)和報警;3. 提供運(yùn)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。PID及其他控制。4. 除執(zhí)行控制中心的控制命令外，還可獨立進(jìn)行工作，實現(xiàn)5. 實現(xiàn)流程切換;6. 進(jìn)行自診斷程序，并把結(jié)果報告控制中心;7. 可燃?xì)怏w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(hù)參數(shù)檢測與記錄;9. 提供給操作人員操作記錄和運(yùn)行報告第三章SCADA系統(tǒng)硬件配置、調(diào)控中心主計算機(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) 庫的生成，對整個系統(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)對全線進(jìn) 行集中監(jiān)

27、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(jī)群管理所屬的管道系統(tǒng)，在計算機(jī)群 中的每臺計算機(jī)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(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，實現(xiàn)對管道的遙控。般調(diào)控中心布局分為：調(diào)度長辦公室、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)計的）硬件與軟件的計算機(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

28、檢測、批次跟蹤和計量等）、PLC的遠(yuǎn)程維護(hù)及故障處理站、1臺工程師站（帶1臺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)（打印報警及事件）、A3激光打印機(jī)（打印報告及報表）A4彩色噴墨打印機(jī)，2臺互為冗余的SCADA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(jìn)行組態(tài)。SMSCSS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

29、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(yùn)行，一般實冗余配置，熱備運(yùn)行。SMSCS應(yīng)有2臺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)及報警信1臺作為主服務(wù)器，另1臺作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(dá)到數(shù)據(jù)的實時同步功能要求，其中 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

30、供實時數(shù)據(jù)庫， 從各站SCS及遠(yuǎn)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(jìn)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)

31、如流量計算機(jī)數(shù)據(jù)、各站運(yùn)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 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(hù)工作。服務(wù)器的硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件最少應(yīng)具有100%勺擴(kuò)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(kuò)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(jìn)行多臺配置。操作站節(jié)點還應(yīng)包括必要的SMSCSi域網(wǎng)接口硬件、硬件串行通訊口、應(yīng)用軟

32、件以及SCADA統(tǒng)各獲取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 站流程圖畫面，能獲取全部的服務(wù)器實時數(shù)據(jù)，進(jìn)行控制操作，通過活動畫面進(jìn)行數(shù)據(jù)輸 入。(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、修改控制器組態(tài)內(nèi)容及日常的維護(hù)。(4) 交換機(jī)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(jī)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勺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

33、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覽 網(wǎng)頁獲取管線的運(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(jī)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(fù)責(zé)。同時， SCADA供貨商要負(fù)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

34、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(jìn)一步保護(hù)SCADA 統(tǒng)。站控系統(tǒng)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，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)1. 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(jī)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

35、 MODBUS協(xié)議或PROFIBU助、議實現(xiàn)通訊。2. 站控系統(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(jī)和智能遠(yuǎn)程終端等設(shè)備組成。ESD、通信網(wǎng)絡(luò)接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( 口、火焰及可燃?xì)怏w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(jìn)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(yùn)行，一般實冗余配置，熱備運(yùn)行,般服務(wù)器可以兼作為工作站使用，作為上位機(jī)，對站內(nèi)工藝參數(shù)進(jìn)行集中顯示、記錄、 報警等；顯示運(yùn)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

36、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，一般實行冗余配置。(4、打印機(jī)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(jī)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(jī)相似，其主機(jī)由CPU板、存儲器、輸入/輸出(I / O)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

37、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)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(jìn)行巡回檢測、數(shù)據(jù)處理、控制運(yùn)算、報警處理及邏輯判斷等，實現(xiàn)對整個PLC的工作過程進(jìn)行控制。I /O接口是輸入（IN ）/輸出（OUT接口的簡稱，是 PLC主機(jī)與被控對象進(jìn)行信息交PLC的抗換的紐帶；PLC通過I / O接口與外部設(shè)備進(jìn)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

38、出信號均經(jīng)過光電等隔離，大大增強(qiáng)了干擾能力。編程器其他外祓A!輸A部件設(shè)接口電源部件微處理器CPU-輸出部 件； 驅(qū)功!受控元件三、遠(yuǎn)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(yán)重，如人口密集、重RTU遠(yuǎn)要的水源區(qū)等，出現(xiàn)事故時人員無法及時達(dá)到處理。為了控制事故的維護(hù)，在部分地段設(shè) 置線路截斷閥室，重點部位設(shè)置了可以遠(yuǎn)程操作的閥室。遠(yuǎn)控閥室主要由自動閥和 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(yuǎn)控閥進(jìn)行實施監(jiān)控。RTU（Remote Terminal Unit）中文可譯為遠(yuǎn)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

39、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(yuǎn)控閥室的數(shù)據(jù)的實時采集及遠(yuǎn)程開關(guān)控制，主要側(cè)重于通訊，執(zhí)行較為簡單的控制。表.N門四、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(jī)系統(tǒng)與分散在遠(yuǎn)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(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. 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)

40、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)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SCADASCADA系統(tǒng)計算機(jī)軟件由

41、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。總的來說,系統(tǒng)軟件可以分為三個部分：計算機(jī)操作系統(tǒng)軟件、SCAD/系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。、計算機(jī)操作軟件目前的操作系統(tǒng)有兩大主流：一是以Microsoft Win dows 2000/x p為操作系統(tǒng)的軟件群，隨著微機(jī)性能的提高和普及，以Microsoft Win dows 2000/x p為基礎(chǔ)的應(yīng)用越來越被廣大的SCADA統(tǒng)商和用戶采用；另一個是以DEC的0PENVM和UNIX為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng),它有相當(dāng)成熟的 SCADA統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。SCADA系統(tǒng)軟件SCADA統(tǒng)軟件主

42、要包括 HMI軟件，控制器組態(tài)軟件、SCADA統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件。1. HMI軟件HMI （Huma n Machi ne In terface）-人機(jī)界面軟件，該軟件大多采用以Win dows為標(biāo)準(zhǔn)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、/事件歷史顯示、報表。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(hù)顯示、實

43、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2.SCADA上位機(jī)監(jiān)控軟件該軟件通常安裝在服務(wù)器中，只有通過授權(quán)后(即插上軟件狗)，方可正常運(yùn)行。如HONEYWEIPKS系統(tǒng)的 QuikBuilder和 STATION 軟件，ABBSCADAVISIOr系統(tǒng)的 SCADAVISION軟件，都是運(yùn)行在 Win dows界面。SCADAh位機(jī)監(jiān)控軟件主要完成以下工作:2.1上位機(jī)數(shù)據(jù)庫點的建立在上位機(jī)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

44、位機(jī)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(jī)和外圍設(shè)備的運(yùn)行情況以及現(xiàn)場儀表、控制設(shè)備的運(yùn)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);2.62.7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。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;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

45、件包，一般運(yùn)行在Win dows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(jìn)行，且提供了仿真模 擬控制器環(huán)境，可以在該環(huán)境中進(jìn)行基本的測試，基本測試完成后下裝到控制器進(jìn)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:過程點的建立及通道的分配;控制器與上位機(jī)通訊參數(shù)的設(shè)置;控制邏輯的組態(tài);歷史數(shù)據(jù)儲存的設(shè)置;設(shè)備組的組態(tài);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

46、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(jìn)行歸檔。所有的SMSC莫時數(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(hù)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(jìn)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(jìn)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

47、（分布式服務(wù)器機(jī)構(gòu)），實現(xiàn)對全線各站場監(jiān)控點的操作、控制。在DSA機(jī)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?？刂破鰽PI或OPC和SCADA數(shù)據(jù)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 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

48、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:水擊超前保護(hù);記錄水擊事故源;記錄所發(fā)生的水擊事故狀況和發(fā)生時間;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。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(jìn)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系統(tǒng)是動態(tài)模在線仿真軟件可實時對管道連續(xù)的操作運(yùn)行進(jìn)行仿真模擬。擬，需要讀取SCADA系統(tǒng)的

49、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(jìn)行實時模擬，以圖形形式動態(tài)實時為用戶提供管道運(yùn)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。SCADA3. 清管球跟蹤軟件在清管球的進(jìn)站和出站處都設(shè)有指示器，實現(xiàn)對清管球進(jìn)出站的報警。通過讀取 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(yùn)行工況預(yù)測軟件預(yù)測軟件對管道未來某時段的運(yùn)行狀況進(jìn)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(jìn)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(yù)定的運(yùn)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(yùn)行軟件管道系統(tǒng)優(yōu)化軟件分

50、為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運(yùn)行和動態(tài)優(yōu)化運(yùn)行兩種。所給出的優(yōu)化運(yùn)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(jī)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)軟件是利用離線仿真模型。操作者在上面進(jìn)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)

51、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(hù)等控制。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(hù)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(yùn)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(hù)實際是一種自動操作系統(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(dá)到消除異常，防止事故的目的。聯(lián)鎖保護(hù)的最高級別是 ESD保護(hù)，ESD是Emerge

52、ncy 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(jìn)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(hù)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)。執(zhí)行元件 也叫輸出元件，如閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。邏輯元件 又叫中間元件，它們根據(jù)輸入信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并向執(zhí)行機(jī)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

53、遍米用PLC DCS和SCADA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(jī)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)。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P