scada系統的應用實例

　　0引言

　　2008年，我中心實施了燃氣工程數據采集監控與調度系統，系統包括城西城南儲配站有人值守站、計量站無人值守站、調度中心。中心站與遠端站之間數據通訊采用移動光纖有線通信與無線通信并用或相結合方式。系統的實施提高了工作效率，提升了管理水平。

　　1城西城南儲配站有人值守站

　　有人值守站設有本地操作人員，用于本地現場數據監測和設備控制。由于城西、城南兩儲配站工藝情況基本相同，配套的有人值守站也很相似。其主要作用是監測現場各工藝參數，包括氣體壓力、溫度、流量、氣柜高度、壓縮機運行情況等，通過遠程終端設備RTU對各類數據進行處理、存儲，并發出各種操作指令，如開關閥，啟停壓縮機等，同時負責將有關信息上傳給調度中心，并接受和執行調度中心下達的指令。

　　1.1系統硬件

本系統中的核心部分為RTU，采用MOX公司生產的MOXU-NITY現場控制器，它是專為SCADA系統應用而設計的，具備強大的數據處理和控制功能，它包括數據處理單元和可選的內置I/O模塊以及擴展模塊，可通過當今主流的通訊方式與現場裝置和控制設備進行通訊，保證遠程站點的數據能直接傳輸到用戶指定的應用程序中。

　　1.2系統軟件

　　MOXUNITY的編程組態分為MOXIDE軟件和MOXGRAF軟件。MOXIDE軟件可以完成對MOXUNITY控制器及I/O信息的配置，包括內置I/O卡和擴展外置I/O卡。MOXGRAF則用于對MOXUNITY控制器進行配置、校驗、編程和維護，具有簡單靈活的開發環境。

　　2無人值守站

　　本系統中無人值守站為上游門站，從其站內系統中選擇需要的數據信息傳輸回調度中心?？紤]其數據量少且不進行控制，故通訊鏈路選擇使用GPRS。

　　門站中我們配置一臺MOXUNITY系列的MOXRTU控制器進行數據采集傳輸，它是32位CPU，帶1個或2個以太網口和2個串行口，內置標準16M內存。供電采用交流電加蓄電池后備方式，其切換方式為不間斷。

　　3調度中心

　　調度中心是燃氣輸配管網SCADA系統的控制中樞，整個系統中數據最集中的地方，也是我們認為安全性要求最高的地方。因此，調度中心的系統設計采用全冗余配置，實現SCADA服務器、網絡、通訊和各功能環節的冗余，計算機網絡按C/S結構配置，歷史數據服務器、操作員工作站、工程師工作站、圖形工作站等均作為局域網上的一個節點，共享服務器資源。

　　3.1調度中心硬件

　　調度中心局域網由兩臺24口華為3COM千兆以太網交換機組成的以太網絡，通信協議為TCP/IP，傳輸速率為自適應。調度中心各設備通過交換機均同時掛接到兩個網絡上，從而實現內網冗余。

　　調度中心通過光纖與有人值守站實現通訊，GPRS無線通訊是其備用通信。與無人值守站通信采用GPRS方式。這樣外網也實現冗余。

　　調度中心的主要設備有：

　　SCADA實時服務器是上位監控軟件MOSAIC服務器端的運行平臺，負責處理、存儲、管理從輸配管網各站場控制系統傳送來的實時數據，同時又為網絡中的其他服務器和工作站提供實時數據。SCADA實時服務器是本系統的數據處理中心，它擔負整個系統的實時數據的存儲和處理，是整個系統的數據集散地，因此具有十分重要的地位。SCADA實時服務器采用Windows2003SERVER操作系統，安裝運行監控軟件MOSAIC。SCADA服務器采用高性能服務器，并采用冗余配置，具有容錯和自診斷能力。每一臺主機都配置有雙千兆以太網卡，可同時接入控制中心的兩條冗余局域網，任意一條通訊鏈路發生故障，服務器均會自動切換，不影響SCADA系統的正常工作。

　　網絡（兼歷史數據）服務器是整個系統的歷史數據存儲中心，也是數據庫管理軟件的運行平臺，同時支持網絡發布功能。本系統中我們采用大型關系型數據庫ORACLE作為系統的數據庫管理平臺。ORACLE是一個全面完備的數據庫和數據分析包，在世界上的數據庫應用中占有重要的地位。數據庫服務器的主要任務是完成系統中歷史數據的存儲、管理，并向網絡中的其他服務器、工作站和上層信息管理系統提供數據服務，它提供與其他系統連接的標準軟件接口和硬件接口。

　　工程師工作站是系統工程師的重要操作平臺，同時也兼做系統的操作員工作站。系統工程師可以通過該工作站對計算機系統的應用軟件及數據庫等進行維護和修改，包括對現場控制器的組態以及組態程序的下載、系統診斷、網絡的監視和管理等，同時還可以對系統進行二次開發。調度中心的工程師站上安裝運行MOSAIC客戶端監控軟件，用于SCADA系統的組態和維護，另外安裝有MOX系統的組態編程軟件MOXGRAF，用于MOXRTU的組態和維護。

　　操作員工作站是操作人員與調度中心計算機監控系統的人機接口，它在系統中作為客戶機。操作員通過它可詳細了解SCA-DA系統的運行狀況并下達指令。同時，每一個操作員站都配置有雙以太網卡，分別接入控制中心冗余的1000M以太網局域網，并作為客戶端與服務器互聯和交換信息。

　　網絡交換機采用千兆交換機，冗余配置，組成冗余的局域網。

　　通信前置機（主備配置）采用2臺MOXRTU，它是調度中心局域網與SCADA系統之間的網關，為使用TCP/IP協議的SCADA調度中心與各個場站RTU之間提供一個客戶機服務器結構形式的解決方案。

　　3.2系統軟件

　　調度中心的主要任務是對整個燃氣輸配管網生產運行進行調度，并對工藝對象進行數據采集以及完成工藝過程、重要設備的控制。調度中心的操作人員通過計算機系統所提供的各場站的各類工藝信息，實現對整個輸配管網的運行監控和調度管理。調度中心軟件選用MOSAICSCADA軟件，它是一款高密集成的、可擴展的分布式控制系統，能充分滿足各種數據采集、信息分析和分布式系統管理的要求，它具有靈活、易于學習和操作的人機界面，其主要功能有：數據采集與處理;工藝流程的動態顯示;下達調度和操作指令;實時數據的采集、歸檔、管理以及趨勢顯示;歷史數據的管理、存儲;生產統計報表的生成和打印;全系統時間同步;流量計算、管理;控制權限的確定;網絡監視及管理;系統診斷、故障分析及處理;緊急切斷和安全保護;實現與其他系統的連接和數據交換。

　　4結語

　　該系統以安全可靠性、先進適應性、經濟合理性為設計原則，綜合燃氣輸配特點，采用先進計算機網絡體系結構，利用先進的網絡互聯技術設計而成，整個系統使用方便，開發擴展性強。通過該系統構建的信息平臺可準確、及時掌握生產運行狀態，提高生產效率。