關(guān)于天然氣SCADA系統(tǒng)的編制過程詳解

一 前言

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，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。

城市燃?xì)庾鳛槌鞘兄匾墓没A(chǔ)設(shè)施是現(xiàn)代文明城市的重要標(biāo)志之一，同時(shí)，又是國家能源建設(shè)的重要組成部分。其利用領(lǐng)域極為廣泛，諸如化學(xué)工業(yè)原料、工業(yè)燃料、商業(yè)及民用燃料、汽車燃料、集中供熱與發(fā)電等，是主要的一次性消耗能源之一。

城市燃?xì)馄髽I(yè)的特點(diǎn)是：分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開放。為實(shí)現(xiàn)對(duì)城市燃?xì)馍a(chǎn)過程的安全高效調(diào)度指揮，迫切需要一套可靠的控制系統(tǒng)。

大慶雖然是我國最大的石油城，但是對(duì)于城市燃?xì)獾拈_發(fā)和應(yīng)用卻剛剛處于起步階段。起點(diǎn)的高低直接影響大慶在城市燃?xì)夥矫鎽?yīng)用的水平，也直接影響其未來的發(fā)展。所以，必須采用一種先進(jìn)的集中式數(shù)據(jù)模型平臺(tái)來管理整個(gè)生產(chǎn)操作，并采用通用標(biāo)準(zhǔn)使系統(tǒng)具有企業(yè)互聯(lián)性，可與相關(guān)系統(tǒng)提供一條雙向信息高速通路，使管理者和用戶能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的做出商業(yè)決策。我公司通過對(duì)國內(nèi)外的調(diào)研，決定開發(fā)一套具有世界級(jí)先進(jìn)水平的城市燃?xì)馍a(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)。SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與遠(yuǎn)程調(diào)度相結(jié)合的自動(dòng)化系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、天然氣集輸、石油化工等諸多領(lǐng)域。SCADA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制，對(duì)工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)視，并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)等多方面功能。

二SCADA系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

大慶天然氣SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集包括5個(gè)CNG子站和一個(gè)調(diào)壓站。

調(diào)壓站以RTU為核心組成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，通過GPRS的方式上傳給生產(chǎn)調(diào)度指揮中心。CNG子站通過ADSL和監(jiān)控中心相連。調(diào)度中心通過人機(jī)界面系統(tǒng)完成對(duì)分布在全市范圍內(nèi)的CNG加氣站和調(diào)壓箱實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控采集。每天24小時(shí)不間斷地對(duì)各監(jiān)控站的監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行顯示并實(shí)現(xiàn)報(bào)警記錄、事件記錄以及主要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與歸檔處理、報(bào)表輸出等管理功能。

三CNG子站的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控中心的通信

每個(gè)CNG子站都包括數(shù)據(jù)采集機(jī)，該機(jī)器采用opto采集儀表數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^該軟件提供的OPC SERVER采集所需數(shù)據(jù)項(xiàng)。具體方法如下：

首先進(jìn)入紫金橋組態(tài)軟件的組態(tài)，新建一個(gè)OPC設(shè)備并在“定義OPC設(shè)備”對(duì)話框中的“OPC服務(wù)器”選擇“opto”的OPC Server。

選擇“確認(rèn)”，一個(gè)OPC設(shè)備即建立完成。

然后，在“點(diǎn)組態(tài)”窗口里建立與該設(shè)備連接的點(diǎn)。雙擊表格內(nèi)的空白項(xiàng)，會(huì)彈出“新建數(shù)據(jù)庫點(diǎn)對(duì)話框”，在該對(duì)話框的數(shù)據(jù)連接項(xiàng)中的下拉框內(nèi)選擇先前建立的OPC設(shè)備。

最后，通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)CNG站與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。在服務(wù)器端的紫金橋組態(tài)軟件的“公共”導(dǎo)航頁里雙擊“數(shù)據(jù)源”項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框里填入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源名稱；在其后的對(duì)話框里填入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源的IP地址。在“點(diǎn)組態(tài)”中定義點(diǎn)時(shí)選擇遠(yuǎn)程設(shè)備，并在下拉框內(nèi)選擇已經(jīng)定義的數(shù)據(jù)源。

四調(diào)壓站的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控中心的通信

調(diào)壓站的數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括流量計(jì)、壓力變送器和模擬輸入模塊；通過流量計(jì)可以采集天然氣的壓力、流量、溫度；通過壓力計(jì)可以采集調(diào)壓前和調(diào)壓后的壓力；通過模擬輸入模塊可以將電流值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。

流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集可以通過定義“設(shè)備驅(qū)動(dòng)”下的相應(yīng)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備與計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送。

壓變的數(shù)據(jù)采集可以通過將其輸出電流值輸出到模擬輸入模塊，再將輸出的數(shù)字信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)，通過紫金橋軟件的設(shè)備驅(qū)動(dòng)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。

由于調(diào)壓站的位置偏僻，架設(shè)專用線路的費(fèi)用較高，這里可以使用無線通訊的方式，通過無線模塊將數(shù)字信號(hào)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)。需要注意的是流量計(jì)和模擬輸入模塊的波特率應(yīng)設(shè)置一致。下圖為簡易接線圖。

五組態(tài)畫面的繪制

所有數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)上傳后即可繪制組態(tài)畫面，在實(shí)用、美觀的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和報(bào)表功能的應(yīng)用。

1 登陸界面

該界面提供登陸、密碼和維護(hù)功能，并可以顯示用戶的登陸狀態(tài)。

2 地理導(dǎo)航

通過選擇左上角的按鈕選擇相應(yīng)的站點(diǎn)。也可以選擇地圖上的黃色區(qū)域進(jìn)入各站。

3 數(shù)據(jù)顯示

通過各圖的數(shù)據(jù)顯示和閥的顏色，顯示遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的狀態(tài)。并可以查詢一段時(shí)間的趨勢(shì)。

4 報(bào)表

紫金橋組態(tài)軟件提供了強(qiáng)大的報(bào)表功能，利用這些功能可以對(duì)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、匯總、打印和存儲(chǔ)。

可以通過報(bào)表生成日?qǐng)?bào)、上傳數(shù)據(jù)、修改用戶和打印等功能。

六網(wǎng)絡(luò)發(fā)布

對(duì)于已經(jīng)完成的工程可以通過WEB發(fā)布，將所做的畫面發(fā)布在互連網(wǎng)上。具體方法如下：

在“公共”-》“本機(jī)配置”將“WEB服務(wù)器”選擇上；在“WEB配置”內(nèi)填寫WEB服務(wù)器的IP地址；選擇“文件”-》“全部發(fā)布到WEB”完成發(fā)布。至此，可在WEB發(fā)布所屬網(wǎng)段，在IE瀏覽器中輸入IP地址即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)布畫面的訪問。

七結(jié)語

以上文字為天然氣SCADA系統(tǒng)的編制過程，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)、GPRS信號(hào)、電腦病毒等多方面影響。