第四章6节scada系统国内应用

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1、14:21,1,第6节 SCADA系统国内应用,14:21,2,一、油气管道SCADA发展概述,20世纪80年代以前，我国长输管道基本上是常规仪表检测，就地控制。 90年代初，我国通过开发和引进全面掌握了SCADA系统的技术，逐步对在役管道实施改造，对新建管道进行装备，基本上使我国长输管道的SCADA系统达到国际先进水平。 目前，油气长输管道的计算机监测控制与数据采集系统已经成为管道控制的基本模式。,14:21,3,1、80年代末东营-黄岛输油管道复线是我国第一条全部采用SCADAJ技术改造的输油管道，引进了加拿大*NOVA*公司的自动化技术。 该SCADA系统是分级分布式（集散型）计算机控制

2、系统。4个站控系统之间以及和监控系统之间通过数字微波信道交换信息和数据。各站PLC是站控系统主体，在全线进行了分级冗余布置。站控系统主要功能是设备工艺参数的控制和全线水击保护。 SCADA系统功能 (1)设备的自动调节和保护功能 各站进出口压力的多重调节 各站出站温度调节 运行设备的自动保护 (2) SCADA系统的监控功能 设备级监控、泵站级集中监控、全线级集中监控,14:21,4,2、1992年7月投产的轮南库尔勒管道，全长192KM，自控系统采用汉字显示、交互图象、语言综合系统进行监控和管理。 3、1997年投产的库尔勒善鄯管道是我国首次面对具有大落差地段的管道，该管道在100km长度内

3、落差达1800m，在该管道上开发的SCADA系统解决了大落差管道水击防护问题，并且采用卫星通讯技术为SCADA系统传输数据。 4、2002年投产的兰成渝管道是我国第一条真正意义上的成品油管道，管道的SCADA系统，主要包括：成都调度中心，首站、中间加压分输站、7座中间分输站、末站的仪表检测系统和站控系统，10 座远控线路截断阀室的仪表检测系统和控制系统，由成都调控中心对全线进行监控。,14:21,5,5、西南管道SCADA系统的设计特点： 由中石化投资兴建的西南管线、珠三角管线采用非常先进的SCADA系统，所有的控制操作都由中心调度员发出，自动化水平又有了很大的提高。 （1）SCADA系统是一

4、个分布式的控制系统，所有的数据库分布在各站场，采用当今先进的自动化技术，系统控制分为就地、站控和中心控制，通过软件设置可较方便完成各权限的切换。 （2）调控中心计算机系统由高性能计算机工作站、高速数据网及在网络中运行的软件等组成高可靠性的实时控制管理系统 （3）对油品顺序 输送和分输跟踪监控。 （4）对远控阀室有效监控以保证管道在大落差山区的防静压和防泄漏的运行安全。 （5）使用光纤通信为通信传输主信道，采用公网作为备用通信，以确保光纤中断时，能及时切换到公网上保证生产的正常监控。 （6）软件先进、成熟，而易于操作、修改、维护，有较强的人机对话能力。,14:21,6,二、陕京输气管道,1、1

5、自动控制方案 陕京输气管道SCADA/POAS系统主要监控对象为： 4座计量站-靖边首站、北京末站、琉璃河分站、永清站 （永清站-分输站 去天津） 9个RTU遥控阀室 7个清管站（阴极保护） 3个输气管理处设有远程监视系统-负责本管理处管线 系统实现了三级控制 调度中心-站控系统-就地控制,14:21,7,14:21,8,(1)调度中心-远程监视和控制 (2)站控系统-ACS集中监视、分散控制 (3)就地手动控制,北京调度中心负责对全线进行统一调度管理，监视沿线各站的运行参数和状态- 压力、温度、流量、阴极保护、供配电、通信系统 阀门、RTU阀室。 远程参数下载,14:21,9,(1)调度中心

6、-远程监视和控制 (2)站控系统-ACS集中监视、分散控制 (3)就地手动控制,ACS 采用PLC为主的集中监分散控制方案。4个计量站均配有人机界面和单回路流量计算机。 首末站 还配有全组分气体分析仪。硫化氢分析仪、水分分析仪用于全组分分析和计算。 4座计量站 只有少数人值班。 监控功能 调节流程切换,14:21,10,(1)调度中心-远程监视和控制 (2)站控系统-ACS集中监视、分散控制 (3) 就地手动控制 现场阀门操作 -就地进行,站远程操作 站上设备由调度中心实现远程操作，如全线各种关闭和带RTU的阀室关断。 站就地操作 站上设备-如电动阀等，由站控系统界面操作完成。 就地方式 可以

7、转换为 远程,14:21,11,(4)设备维护 设备维护分为阀门维护和变送器维护 阀门维护 需要就地维护 远程不能控制 变送器维护 对4-20mA信号检查,14:21,12,1.2 系统配置 陕京输气管道SCADA系统是由法国CEGEL EC 跨国电气公司下属的AEC自动化工程公司作为系统集成的主承包商。 VIEW STAR 750-调度中心系统软件 PC VIEWS-输气处监视软件 Modicon PLC -站控系统RTU Factory Link -站控系统MMI 主通信线路-美国休斯通信公司卫星 备用通道为公用电信网PSTN,14:21,13,14:21,14,1.3 调度中心硬件和网络

8、设计 VS750是以网络计算机为操作平台， SUN 工作站 64位操作系统，主机2台互为冗余 操作站2台、模拟工作站1台、工程师站1台、PC机 打印机 投影系统等 网络环境。 1台 Windows NT 服务器充当网关，支持TCP/IP互联协议 ODBC 软件 开放型数据库系统实现从SCADA系统将运行参数、状态、事件、归档报告等实时传递到 经理级连接 路由器 +前端处理机（FEP) 2台操作员站、1台管道模拟站、工程师站、培训工作站 主站、前端处理机、和操作员站之间采用GPS来实现时间同步,14:21,15,1.4 站控系统 站控RTU Modicon PLC (1) 计量站 4个计量站配有

9、单回路流量计算机，每座计量站的RTU都是由3个具有热备功能的PLC控制器组成。 (2) RTU 阀室 阀室RTU包括CPU模块、直流电源模块、数字输入/输出模块和网络模块。与RTU通信的现场设备：温度元件、压力变送器、气液联动阀门、热电发生器、电源系统。 (3) 清管站 7座清管站模块RTU,14:21,16,1.5 SCADA系统核心软件-VS750 VS750是德国GECEL CE AEG 公司自主开发的监视控制系统。 VS750是基于X-WINDOWS的图形操作界面提供三维图形显示。 陕京线全线走向图、站控系统流程图、动态显示管道和设备的运行状态。 数据、报警信息 提供管道模拟软件,14

10、:21,17,VS750主要功能 多重菜单、对话框 遥测、调控信息指令 显示运行状态 各种操作信息、报警信息记录与打印 事件、报警 、状态归档 报表】曲线、图形 管道阴极保护系统实时监测 火灾监测 冗余功能 通信系统保障 模拟数据,14:21,18,二、克拉玛依-独山子管线应用,2.1 系统介绍 该SCADA系统由工控机PC+PLC 及微波信道组成。 各站和调度中心-10BT的Ethernet局域网，工业PC 和PLC 通过以太网进行数据通信。 站控PLC 和设备PLC 通过AB公司的DH网连接 系统采用三级控制 现场控制、站控、调度中心控制,14:21,19,系统总体方案,14:21,20,

11、2.2 系统硬件 工业计算机PC 主控PLC-美国AB公司的PLC25/40E处理器作为控制器。 PLC硬件配置 I/O点数，分布在4个泵站，合计429点 首站有67个点，四站139点，六站140点，末站83点 I/O框架及配置,14:21,21,1.3 系统软件 (1)主机编程软件-Honeywell公司的SCAN300软件。 运行在windows NT系统，开放性好 软件特点： 结构灵活 易于操作维护 开放性 对通讯要求不高,14:21,22,(2) PLC主控程序设计 PLC采用AB公司的Rslogix5图形软件编辑。,14:21,23,三、兰成渝输油管道的自动化系统,一、系统描述 OA

12、SYS是Metso公司设计制造的一种数据采集及监控结构式开放系统，其具有实时数据采集，交互式设备控制，警报响应和自动报告等功能. OASYS包括三个主要的子系统: CMX: 实时数据库和进程组件; XIS: 历史数据库环境; XOS: 图形用户界面，其显示系统的环境条件及提供操作控制功能。,14:21,24,子系统功能 CMX(控制和测量执行)是一种实时的数据库和程序组件，其有收集数据，报警监测，计算数值，驱动设备，并为当前采集数据提供存储空间，而且能使用户通过指令控制远端设备等功能. CMX同远程终端设备(RTUS)或可编程逻辑控制器(PLCS)进行通讯，并传输指令和采集系统当前信息。 XO

13、S子系统提供使用者能在监视器上观察到的OASYS的显示窗口。XOS(扩展工作站)可以使操作者和其他的授权使用者通过图形用户界面(GUI)和其他的OASYS组件进行交互操作。XOS系统包括工作站，对话框和窗口，一个典型的鼠标命令控制接口。 XIS(扩展信息系统)子系统不但为历史数据(数据来源于相关的数据库)提供存储空间，而且能够根据这些信息创建报告，XIS子系统和CMX子统是相连接的，以把信息从实时数据库传送至历史数据库系统。,14:21,25,二、系统配置 兰成渝输油管道的OASYS自动化系统由成都控制中心、廊坊控制中心、15座OASYS及PLC站、15座远控截断阀室、3座远程监视高点组成。

14、成都与廊坊控制中心互为备用中心，中心设备包括CMX服务器、XIS服务器、模拟仿真工作站、工程师工作站、运行主管终端、投影工作站、中心调度工作站、培训工作站、路由器、冗余磁盘阵列、数字桥、报表打印机、报警打印机、刻录机等。 各站场设备包括OASYS工作站、路由器、数字桥、报表打印机、报警打印机、PLC系统等。远控截断阀室和高点设备主要由RTU及相关设备构成。,14:21,26,三、系统主要功能,1、OASYS系统标准功能 OASYS包括三个主要的子系统,分别是CMX,XOS和XIS。 另外两个非常重要的子系统是OMS和 DES。 OMS（OASYS管理站）子系统主要的功能有XOS显示得升级与优化，CMX数据库的脱机离线配置和系统备份。 DES(显示编辑工作站)用于XOS子系统显示的升级和优化，OMS也有类似的功能，但是DES支持能使系统优化的多余站点。,14:21,27,2、冗余用户 OASYS通过一个主控制工作站进行操作和管理，主工作站是运行设备的中心，其主要起存储数据和控制中心的作用。 目前许多系统的安装也包括提供可靠备用服务的另一个站点，或提供防止主站点发生事故起备份作用的异地站点。当主机需要离线维修和其操作失败时，备用和异地站点将控制整个系统。,14:21,28,完,