1 引言 長沙新奧燃氣公司SCADA系統是一個安全可靠、技術先進、性能穩定、操作方便、易于擴展及開發、經濟合理、性能價格比高的,適于長沙天然氣工程的SCADA系統,它實現燃氣管網和場站的數據采集、監視、控制和管理，為生產運行的科學管理和調度提供科學的依據。 2 系統概述 長沙新奧燃氣有限公司擁有天然氣輸配門站一座，中高壓調壓站3座，閥室6座，區域和專用調壓站、箱400余座，中、低壓天然氣管網500余公里，擁有近13萬居民用戶和工福戶400余戶。 包括以下幾個部分： 調度中心1個 星沙門站站控系統 有人值守調壓站（柜）3座,站控系統 末端檢測點16個RTU終端 閥室6個RTU終端 無人值守調壓站（柜）5座RTU終端 3 系統詳細說明 3.1 系統網絡結構 長沙新奧燃氣SCADA系統是采用以計算機網絡為核心構成三級式的監控和數據采集系統。系統網絡中的主要元素為調度監控中心、高壓輸配門站、遠程站（高/中壓調壓站、區域和專用調壓站、調壓箱、閥室）。 本系統為三級分部式控制系統: 一級：調度中心為系統控制管理級，負責數據的處理和監控。 二級：帶有本地站控系統的門站和高中壓調壓站為系統過程控制級，負責現場數據采集和設備控制。 三級: 分布于各個管網端站的RTU為遠程檢測控制級。 三級: 系統通過有線或無線通訊網絡有機地結合在一起構成一個完整的數據采集和監控系統。 調度中心網絡監控系統通過遠程MOTOROLA RTU對公司的管網和場站的工藝參數進行數據采集和監控。遠程RTU設備完成對管網和場站的工藝流程、控制設備的數據采集、控制、天然氣流量計算，將數據上傳到調度中心，并執行和接受調度中心的指令及下傳的數據。 整個系統網絡圖： 調度中心網絡圖： 門站、有人職守調壓站網絡圖： 無人職守調壓站網絡圖： 3.2 通訊方式 在調度控制中心、門站、中高壓調壓站采用有線（光纖）為主，無線（GPRS）為備用的組網方式，以保證這些重要站點通訊的可靠性、穩定性。在數據吞吐量較小、實時性要求不高、有線通訊網絡覆蓋不到或單獨為此敷設線路不經濟的區域或站點（如：各類調壓站、中/低壓站、調壓箱、管網監測點等）僅采用無線（GPRS）的通訊方式。 3.3 通訊協議 3.4 軟件產品 本系統選用Wonderware公司的INTOUCH軟件作為二次開發的組態平臺。Wonderware是全球最大的工控軟件公司之一，提供全面的工業企業解決方案，與IndustrialSQL Server和SuiteVoyager相配合，可以無縫地實現與管理信息系統的連接。 軟件產品分配表如下表： 3.5 系統功能 本系統的主要功能如下： 數據采集和處理 全線輸氣系統及各站的啟動和停輸 數據的顯示包括。包括工藝流程的動態顯示，趨勢圖顯示 報警顯示、管理以及事件的查詢、打印 將數據傳送到歷史數據庫中 為其它管理系統如模擬仿真系統、MIS、GIS、Call Center等提供平臺接口，進行數據交換、數據共享，實現與GIS、MIS或Call Center等系統的集成 顯示功能 調度中心對采集到的各種數據，在顯示屏上以畫面、報表、圖像的形式動態顯示系統的工藝過程、參數、設備工況。顯示屏幕上可以顯示當前監測的數據，亦可顯示歷史數據（趨勢曲線），顯示時，可以通過顏色變化、百分比、色標填充等手段增強畫面的可視性。 數據存檔功能 本系統的數據庫采用Wonderware的IndustrialSQL Server數據庫，它是適用于工廠數據的高性能的實時關系型數據庫，內嵌Mircosoft SQL Server,他們之間的集成時完美無縫的。在遠程客戶端，可以使用于Micorosoft SQL Server 相同的訪問工具和方法直接訪問IndustrialSQL Server。 在本系統中，INSQL SERVER直接從IOSERVER上讀取實時數據進行存儲，存儲周期為30秒，這種方式下，只需要運行采集服務器（IOSERVER）,工程師站和操作員站運行與否都不會影響歷史數據的存儲，從而保證了歷史數據的完整和可靠性。 客戶端可以通過ODBC直接進行訪問和查詢。對于未進行采集的數據可提供一個數據錄于窗口進行補錄。 簡單調度元素的分析 調度中心系統是整個系統的管理中樞，而調度人員又是調度中心系統的執行者，因此如果調度系統能夠為調度人員提供一些參考信息，幫助調度人員更加科學、合理管理整個管網的運行，將會節約能源，減少不必要的浪費，增加經濟效益。例如，根據現場上傳的運行數據，經過計算分析，可以得出高峰段用氣量。通過分析能夠提供以下信息： 計算管網動態量比； 計算日、月、年累計流量； 計算管網儲氣量； 計算長輸管線輸差率； 計算管網平均壓力、最低點壓力； 計算高峰段的用氣量； 數據應用處理 調度系統對存放在數據庫中的數據，可進行最大值、最小值、平均值、偏差值、累積值和其它各種特殊的運算處理。并可根據需要，生成各類報表、趨勢曲線、實用圖表，包括即時報表、日報、月報、年報、各類趨勢曲線、棒（餅）狀圖等等。 系統具備報表自動生成功能，即操作人員利用系統提供的實用程序，通過簡單的人機對話或定時功能，可以錄入天氣情況、值班人員、交接班日志、當日班故障分析及處理等信息，就可完成各類報表的制作工作，并具有定時打印和隨機打印的功能。 報警功能 實時報警：當故障發生時，發出聲光警報，顯示故障點和故障狀態，可按照報警等級做出相應反應，記錄故障的信息，并在顯示畫面上提示處理故障的方法。報警打印機自動打印故障記錄。 歷史報警：通過INTOUCH本身自帶的 Alarm DB Logger Manager,可以自動將報警和操作信息存入標準的SQL 2000 數據庫中（以服務方式運行）。通過ODBC方式可以查詢任意時間段的報警記錄。 操作權限 系統具有多級操作權限，統一級別的用戶具有相同的權利。比如對于一些控制功能，必須具有一定級別的操作員才能夠進行操作。 本調度系統的工作站劃分多個操作權限。 系統管理員：系統所有畫面的瀏覽、操作、數據輸入及系統的修改和維護。 調度人員：系統所有畫面的瀏覽、操作和數據輸入。 其他人員：系統所有畫面的瀏覽。 發布的Web網頁只有授權用戶才可以瀏覽，其他無權用戶無法進入和瀏覽這些網頁。 具體的用戶名稱和密碼將由用戶提供。 WEB的發布 從方便用戶的要求出發，系統接口統一采用web方式，通過用戶計算機上安裝的瀏覽器軟件，如IE瀏覽查詢下列信息 實時數據的瀏覽 生產報表的瀏覽 歷史數據的查詢 系統的介紹 SCADA SERVER冗余 對于調度中心的服務器來講，兩臺IO服務器是冗余的，如果一臺服務器故障，另一臺服務器承擔所有實際工作，而不影響系統的操作。 InTouch 可以很容易的配置冗余或熱備，它并不是作為一個功能放入到InTouch中的，而是InTouch自身的體系結構決定了隨時可以將InTouch配置成冗余或熱備。 InTouch 與其它HMI軟件的最大區別是在I/O通訊方式上，InTouch 使用I/O Server 與 I/O 設備通訊， 其它HMI軟件使用I/O Driver與 I/O 設備通訊。I/O Server 與 I/O Driver 是兩個不同的概念，I/O Server 是獨立的，而 I/O Driver 必須與其它HMI軟件相關。這就是為什么其它HMI軟件 必須要增加一個功能才能配置冗余或熱備。換句話說，InTouch自身的體系結構決定InTouch 與生俱來的冗余或熱備“功能”；然而大部分軟件需要增加功能才能完成冗余或熱備。 InTouch通過I/O Server 與RTU通訊。I/O Server可以和InTouch安裝在同一臺計算機上，也可以分布在位于同一個以太網上的不同的計算機上。InTouch用I/O Server內置的點STATUS監視I/O Server與RTU的通訊；用InTouch內置的主題（Topic）監視InTouch 與 I/O Server 的通訊。 InTouch熱備冗余的其本方法是：配置（在不同的計算機內）2個以上的I/O Server，正常時只有主I/O Server與 I/O 設備通訊，InTouch通過主I/O Server與I/O 設備通訊。InTouch不斷監視的狀態，一旦發現主I/O Server有問題，InTouch立即自動轉到備用I/O Server。 4 結束語 系統建成后，工作人員可根據系統提供的信息全面、實時掌握系統運行參數和工況，最好地解決供需矛盾，以滿足工業及民用的需要。 燃氣是易燃易爆氣體，要求生產、輸配絕對安全，本系統提高了調度人員發現事故和分析事故的預見性，一旦出現異常，可以及時采取有效措施，防止事故的發生和蔓延，從而保障了國家與人民財產的安全，具有顯著的安全效益。同時，系統建成后，可以根據運行工況及各環節的運行數據等有關信息，進行綜合分析、優化調度，編制合理、經濟的供氣方案，節約了氣源，人力、物力，減少了對環境的污染。 5 參考文獻： 【1】 《長沙新奧SCADA系統技術方案》 【2】 《INTOUCH用戶指南》 【3】 《InTouch 9.5過程可視化軟件》 【4】 《IndustrialSQL Server 8.0 入門手冊》