scada系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

　　0引言

　　2008年，我中心實(shí)施了燃?xì)夤こ虜?shù)據(jù)采集監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)包括城西城南儲配站有人值守站、計(jì)量站無人值守站、調(diào)度中心。中心站與遠(yuǎn)端站之間數(shù)據(jù)通訊采用移動(dòng)光纖有線通信與無線通信并用或相結(jié)合方式。系統(tǒng)的實(shí)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(shè)有本地操作人員，用于本地現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)測和設(shè)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(jiān)測現(xiàn)場各工藝參數(shù)，包括氣體壓力、溫度、流量、氣柜高度、壓縮機(jī)運(yùn)行情況等，通過遠(yuǎn)程終端設(shè)備RTU對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲，并發(fā)出各種操作指令，如開關(guān)閥，啟停壓縮機(jī)等，同時(shí)負(fù)責(zé)將有關(guān)信息上傳給調(diào)度中心，并接受和執(zhí)行調(diào)度中心下達(dá)的指令。

　　1.1系統(tǒng)硬件

本系統(tǒng)中的核心部分為RTU，采用MOX公司生產(chǎn)的MOXU-NITY現(xiàn)場控制器，它是專為SCADA系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和控制功能，它包括數(shù)據(jù)處理單元和可選的內(nèi)置I/O模塊以及擴(kuò)展模塊，可通過當(dāng)今主流的通訊方式與現(xiàn)場裝置和控制設(shè)備進(jìn)行通訊，保證遠(yuǎn)程站點(diǎn)的數(shù)據(jù)能直接傳輸?shù)接脩糁付ǖ膽?yīng)用程序中。

　　1.2系統(tǒng)軟件

　　MOXUNITY的編程組態(tài)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(nèi)置I/O卡和擴(kuò)展外置I/O卡。MOXGRAF則用于對MOXUNITY控制器進(jìn)行配置、校驗(yàn)、編程和維護(hù)，具有簡單靈活的開發(fā)環(huán)境。

　　2無人值守站

　　本系統(tǒng)中無人值守站為上游門站，從其站內(nèi)系統(tǒng)中選擇需要的數(shù)據(jù)信息傳輸回調(diào)度中心?？紤]其數(shù)據(jù)量少且不進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳輸，它是32位CPU，帶1個(gè)或2個(gè)以太網(wǎng)口和2個(gè)串行口，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)16M內(nèi)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(diào)度中心

　　調(diào)度中心是燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的控制中樞，整個(gè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)最集中的地方，也是我們認(rèn)為安全性要求最高的地方。因此，調(diào)度中心的系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用全冗余配置，實(shí)現(xiàn)SCADA服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、通訊和各功能環(huán)節(jié)的冗余，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按C/S結(jié)構(gòu)配置，歷史數(shù)據(jù)服務(wù)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(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，共享服務(wù)器資源。

　　3.1調(diào)度中心硬件

　　調(diào)度中心局域網(wǎng)由兩臺24口華為3COM千兆以太網(wǎng)交換機(jī)組成的以太網(wǎng)絡(luò)，通信協(xié)議為TCP/IP，傳輸速率為自適應(yīng)。調(diào)度中心各設(shè)備通過交換機(jī)均同時(shí)掛接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)冗余。

　　調(diào)度中心通過光纖與有人值守站實(shí)現(xiàn)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(wǎng)也實(shí)現(xiàn)冗余。

　　調(diào)度中心的主要設(shè)備有：

　　SCADA實(shí)時(shí)服務(wù)器是上位監(jiān)控軟件MOSAIC服務(wù)器端的運(yùn)行平臺，負(fù)責(zé)處理、存儲、管理從輸配管網(wǎng)各站場控制系統(tǒng)傳送來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)又為網(wǎng)絡(luò)中的其他服務(wù)器和工作站提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。SCADA實(shí)時(shí)服務(wù)器是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，它擔(dān)負(fù)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲和處理，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集散地，因此具有十分重要的地位。SCADA實(shí)時(shí)服務(wù)器采用Windows2003SERVER操作系統(tǒng)，安裝運(yùn)行監(jiān)控軟件MOSAIC。SCADA服務(wù)器采用高性能服務(wù)器，并采用冗余配置，具有容錯(cuò)和自診斷能力。每一臺主機(jī)都配置有雙千兆以太網(wǎng)卡，可同時(shí)接入控制中心的兩條冗余局域網(wǎng)，任意一條通訊鏈路發(fā)生故障，服務(wù)器均會自動(dòng)切換，不影響SCADA系統(tǒng)的正常工作。

　　網(wǎng)絡(luò)（兼歷史數(shù)據(jù)）服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲中心，也是數(shù)據(jù)庫管理軟件的運(yùn)行平臺，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能。本系統(tǒng)中我們采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫ORACLE作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理平臺。ORACLE是一個(gè)全面完備的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)分析包，在世界上的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中占有重要的地位。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的主要任務(wù)是完成系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)的存儲、管理，并向網(wǎng)絡(luò)中的其他服務(wù)器、工作站和上層信息管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，它提供與其他系統(tǒng)連接的標(biāo)準(zhǔn)軟件接口和硬件接口。

　　工程師工作站是系統(tǒng)工程師的重要操作平臺，同時(shí)也兼做系統(tǒng)的操作員工作站。系統(tǒng)工程師可以通過該工作站對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行維護(hù)和修改，包括對現(xiàn)場控制器的組態(tài)以及組態(tài)程序的下載、系統(tǒng)診斷、網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視和管理等，同時(shí)還可以對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)。調(diào)度中心的工程師站上安裝運(yùn)行MOSAIC客戶端監(jiān)控軟件，用于SCADA系統(tǒng)的組態(tài)和維護(hù)，另外安裝有MOX系統(tǒng)的組態(tài)編程軟件MOXGRAF，用于MOXRTU的組態(tài)和維護(hù)。

　　操作員工作站是操作人員與調(diào)度中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)接口，它在系統(tǒng)中作為客戶機(jī)。操作員通過它可詳細(xì)了解SCA-DA系統(tǒng)的運(yùn)行狀況并下達(dá)指令。同時(shí)，每一個(gè)操作員站都配置有雙以太網(wǎng)卡，分別接入控制中心冗余的1000M以太網(wǎng)局域網(wǎng)，并作為客戶端與服務(wù)器互聯(lián)和交換信息。

　　網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用千兆交換機(jī)，冗余配置，組成冗余的局域網(wǎng)。

　　通信前置機(jī)（主備配置）采用2臺MOXRTU，它是調(diào)度中心局域網(wǎng)與SCADA系統(tǒng)之間的網(wǎng)關(guān)，為使用TCP/IP協(xié)議的SCADA調(diào)度中心與各個(gè)場站RTU之間提供一個(gè)客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)形式的解決方案。

　　3.2系統(tǒng)軟件

　　調(diào)度中心的主要任務(wù)是對整個(gè)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度，并對工藝對象進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及完成工藝過程、重要設(shè)備的控制。調(diào)度中心的操作人員通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所提供的各場站的各類工藝信息，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)輸配管網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控和調(diào)度管理。調(diào)度中心軟件選用MOSAICSCADA軟件，它是一款高密集成的、可擴(kuò)展的分布式控制系統(tǒng)，能充分滿足各種數(shù)據(jù)采集、信息分析和分布式系統(tǒng)管理的要求，它具有靈活、易于學(xué)習(xí)和操作的人機(jī)界面，其主要功能有：數(shù)據(jù)采集與處理;工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示;下達(dá)調(diào)度和操作指令;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、歸檔、管理以及趨勢顯示;歷史數(shù)據(jù)的管理、存儲;生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成和打印;全系統(tǒng)時(shí)間同步;流量計(jì)算、管理;控制權(quán)限的確定;網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及管理;系統(tǒng)診斷、故障分析及處理;緊急切斷和安全保護(hù);實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的連接和數(shù)據(jù)交換。

　　4結(jié)語

　　該系統(tǒng)以安全可靠性、先進(jìn)適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)合理性為設(shè)計(jì)原則，綜合燃?xì)廨斉涮攸c(diǎn)，采用先進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)設(shè)計(jì)而成，整個(gè)系統(tǒng)使用方便，開發(fā)擴(kuò)展性強(qiáng)。通過該系統(tǒng)構(gòu)建的信息平臺可準(zhǔn)確、及時(shí)掌握生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，提高生產(chǎn)效率。