四化建設(shè)示范區(qū)SCADA系統(tǒng)應(yīng)用與維護講訴

1、數(shù)字化培訓(xùn)部 陳憲德（一）（一）SCACA系統(tǒng)定義系統(tǒng)定義一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成井場集輸注水注汽輸油作業(yè)鉆井管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心生 產(chǎn)監(jiān) 控生 產(chǎn)動 態(tài)生 產(chǎn)管 理應(yīng) 急處 置報 警預(yù) 警調(diào) 度運 行廠級生產(chǎn)指揮中心生 產(chǎn)監(jiān) 控生 產(chǎn)動 態(tài)生 產(chǎn)管 理應(yīng) 急處 置報 警預(yù) 警調(diào) 度運 行報 警預(yù) 警石 油工 程調(diào) 度運 行應(yīng) 急處 置公 用工 程生 產(chǎn)監(jiān) 控油田生產(chǎn)指揮中心生 產(chǎn)動 態(tài)生 產(chǎn)管 理社 區(qū)服 務(wù)三級生產(chǎn)指揮平臺SCADASCADA系統(tǒng)系統(tǒng)（一）（一）SCACA系統(tǒng)定義系統(tǒng)定義一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成井場集輸注水注汽輸油作業(yè)鉆井管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心生

2、產(chǎn)監(jiān) 控生 產(chǎn)動 態(tài)生 產(chǎn)管 理應(yīng) 急處 置報 警預(yù) 警調(diào) 度運 行廠級生產(chǎn)指揮中心生 產(chǎn)監(jiān) 控生 產(chǎn)動 態(tài)生 產(chǎn)管 理應(yīng) 急處 置報 警預(yù) 警調(diào) 度運 行報 警預(yù) 警石 油工 程調(diào) 度運 行應(yīng) 急處 置公 用工 程生 產(chǎn)監(jiān) 控油田生產(chǎn)指揮中心生 產(chǎn)動 態(tài)生 產(chǎn)管 理社 區(qū)服 務(wù)三級生產(chǎn)指揮平臺SCADASCADA系統(tǒng)系統(tǒng)一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ upervisory ontrol And ata cquisition）。）。遙測遙測、遙控遙控、遙調(diào)遙調(diào)、遙信遙信四遙：四遙：遙測遙測、遙控遙控、遙調(diào)遙調(diào)、遙信遙信、五遙：五遙：（一

3、）（一）SCACA系統(tǒng)定義系統(tǒng)定義簡稱：簡稱： SCADA遙視遙視 SCADA系統(tǒng)是一個功能強大的計算機遠程監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它綜系統(tǒng)是一個功能強大的計算機遠程監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它綜合利用了計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完成了對合利用了計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完成了對測控點分散測控點分散的各的各種生產(chǎn)過程或現(xiàn)場設(shè)備的種生產(chǎn)過程或現(xiàn)場設(shè)備的實時數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)采集，本地或遠程的，本地或遠程的自動控制自動控制與與調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)，以及，以及生產(chǎn)過程的生產(chǎn)過程的全面實時監(jiān)控全面實時監(jiān)控，為安全生產(chǎn)、調(diào)度、管理、優(yōu)化和故障診斷提供必，為安全生產(chǎn)、調(diào)度、管理、優(yōu)化和故障診斷提供

4、必要和完整的數(shù)據(jù)及技術(shù)手段要和完整的數(shù)據(jù)及技術(shù)手段一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成架構(gòu)第一部分：現(xiàn)場分布式數(shù)據(jù)采第一部分：現(xiàn)場分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，又稱下位機集系統(tǒng)，又稱下位機硬件一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成第二部分：過程監(jiān)控與管理系第二部分：過程監(jiān)控與管理系統(tǒng)，又稱上位機統(tǒng)，又稱上位機一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成上位機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用上位機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)以太網(wǎng)第三部分：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)第三部分：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（二

5、）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成第三部分：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)第三部分：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)下位機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用以太下位機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)、網(wǎng)、RS-485RS-485、ZigBeeZigBee一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成第三部分：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)第三部分：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)連接上位機與下位機的通信網(wǎng)連接上位機與下位機的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)絡(luò)系統(tǒng), ,采用光纜、無線網(wǎng)橋采用光纜、無線網(wǎng)橋一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 SCADA SCADA系統(tǒng)廣泛采用系統(tǒng)廣泛采用“管理集中，控制分散管理集中，控制分散”的集散控制的集散控制思

6、想，因此，即使上、下位機通信中斷，現(xiàn)場的測控裝置思想，因此，即使上、下位機通信中斷，現(xiàn)場的測控裝置仍能正常工作，確保系統(tǒng)的安全和可靠運行。仍能正常工作，確保系統(tǒng)的安全和可靠運行。（三）（三） SCADA系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架 一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成目前目前SCADA系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第三個階段：系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第三個階段：網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化SCADA系統(tǒng)系統(tǒng)。系統(tǒng)以。系統(tǒng)以各種網(wǎng)各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，控制結(jié)構(gòu)更加分散化，信息管理更集中。系統(tǒng)普遍采用客戶機服為基礎(chǔ)，控制結(jié)構(gòu)更加分散化，信息管理更集中。系統(tǒng)普遍采用客戶機服務(wù)器（務(wù)器（CS）和瀏覽器服務(wù)器結(jié)構(gòu)（）和瀏覽器服務(wù)器結(jié)構(gòu)（BS）兩種體

7、系構(gòu)架，大多數(shù)）兩種體系構(gòu)架，大多數(shù)SCADA系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上包含這兩者體系構(gòu)架，但以統(tǒng)結(jié)構(gòu)上包含這兩者體系構(gòu)架，但以CS結(jié)構(gòu)為主，結(jié)構(gòu)為主，BS結(jié)構(gòu)主要是為了支持結(jié)構(gòu)主要是為了支持Internet應(yīng)用，以滿足遠程監(jiān)控的需要。應(yīng)用，以滿足遠程監(jiān)控的需要。1、客戶機服務(wù)器（、客戶機服務(wù)器（CS）構(gòu)架）構(gòu)架 CS構(gòu)架中客戶機和服務(wù)器之間的通信構(gòu)架中客戶機和服務(wù)器之間的通信以以“請求響應(yīng)請求響應(yīng)”的方式進行?？蛻魴C先向的方式進行?？蛻魴C先向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器再響應(yīng)這個請求。服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器再響應(yīng)這個請求。 CS結(jié)構(gòu)最重要的特征是：它不是一個結(jié)構(gòu)最重要的特征是：它不是一個主從環(huán)境主從環(huán)境，而是一

8、個，而是一個平等的環(huán)境平等的環(huán)境，即，即CS系統(tǒng)中各計算機在不同的場合既可能是系統(tǒng)中各計算機在不同的場合既可能是客戶機客戶機，也可能是，也可能是服務(wù)器服務(wù)器。（三）（三） SCADA系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架 一、SCADASCADA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成2、瀏覽器服務(wù)器（、瀏覽器服務(wù)器（BS）構(gòu)架）構(gòu)架 用戶可以通過瀏覽器去訪問用戶可以通過瀏覽器去訪問Internet上的文本、數(shù)據(jù)、圖像、動畫、視頻點播上的文本、數(shù)據(jù)、圖像、動畫、視頻點播和聲音信息，這些信息都是由許許多多的和聲音信息，這些信息都是由許許多多的Web服務(wù)器產(chǎn)生的，而每一個服務(wù)器產(chǎn)生的，而每一個Web服務(wù)服務(wù)器又可以通過各種方式與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連

9、接，大量的數(shù)據(jù)實際存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器又可以通過各種方式與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，大量的數(shù)據(jù)實際存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。這種結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點是：器中。這種結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點是：客戶機統(tǒng)一采用瀏覽器，這不僅讓用戶使用方便客戶機統(tǒng)一采用瀏覽器，這不僅讓用戶使用方便，而且使得客戶端不存在維護的問題，而且使得客戶端不存在維護的問題。如在如在SCADA系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)中，當(dāng)SCADA服務(wù)器向服務(wù)器向PLC或或RTU請求數(shù)據(jù)時，它是請求數(shù)據(jù)時，它是客戶機客戶機，而當(dāng)其他操作站向而當(dāng)其他操作站向SCADA服務(wù)器請求服務(wù)時，它就是服務(wù)器請求服務(wù)時，它就是服務(wù)器服務(wù)器。（一）（一） 上位機系統(tǒng)硬件上位機系統(tǒng)硬件二、SCADASC

10、ADA系統(tǒng)硬件系統(tǒng)硬件在四化建設(shè)示范區(qū)，下位機系統(tǒng)硬件就是安裝在各個井場、計量站、注水站、在四化建設(shè)示范區(qū)，下位機系統(tǒng)硬件就是安裝在各個井場、計量站、注水站、注汽站、聯(lián)合站上的各種測控儀表、傳感器注汽站、聯(lián)合站上的各種測控儀表、傳感器/ /變送器、執(zhí)行器等。變送器、執(zhí)行器等。在四化建設(shè)示范區(qū)，上微機系統(tǒng)就是管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心，其硬件主要有：在四化建設(shè)示范區(qū)，上微機系統(tǒng)就是管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心，其硬件主要有：SCADA服務(wù)器、服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工程師站、操作員站、視頻服務(wù)器、視頻存儲器等。服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工程師站、操作員站、視頻服務(wù)器、視頻存儲器等。根據(jù)

11、安全性能要求上微機系統(tǒng)應(yīng)具備系統(tǒng)冗余功能，即配置兩臺根據(jù)安全性能要求上微機系統(tǒng)應(yīng)具備系統(tǒng)冗余功能，即配置兩臺SCADASCADA服務(wù)器，當(dāng)一服務(wù)器，當(dāng)一臺出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動切換到另一臺工作。臺出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動切換到另一臺工作。（二）（二） 下位機系統(tǒng)硬件下位機系統(tǒng)硬件測控儀表測控儀表PLCPLC、油田專用、油田專用RTURTU、智能電參儀、高速球機、智能電參儀、高速球機傳感器傳感器/變送器變送器（無線）溫度變送器、（無線）壓力變送器、無線載荷傳感器（無線）溫度變送器、（無線）壓力變送器、無線載荷傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器電磁閥、變頻器、補光燈，高速球機電磁閥、變頻器、補光燈，高速球機（三）（三）

12、 網(wǎng)絡(luò)通信硬件網(wǎng)絡(luò)通信硬件路由器、無線網(wǎng)橋、光通信設(shè)備、路由器、無線網(wǎng)橋、光通信設(shè)備、ZigBeeZigBee通信模塊。通信模塊。三、SCADASCADA系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件計算機操作系統(tǒng)、計算機操作系統(tǒng)、SCADASCADA系統(tǒng)軟件與實時數(shù)據(jù)庫軟件（系統(tǒng)軟件與實時數(shù)據(jù)庫軟件（買斷力控組態(tài)軟件永久使買斷力控組態(tài)軟件永久使用權(quán)）用權(quán)）、PLCPLC程序程序四、四化建設(shè)之四化建設(shè)之SCADASCADA系統(tǒng)系統(tǒng)（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成油田生產(chǎn)系統(tǒng)一般組成油田生產(chǎn)系統(tǒng)一般組成（二）（二）SCACA系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成四化建設(shè)之四化建設(shè)之SCADASCADA整體架構(gòu)整體架構(gòu)功能性架構(gòu)功能性架構(gòu)前段

13、采集設(shè)備前段采集設(shè)備 |數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道 |采集服務(wù)采集服務(wù) |數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)庫存儲 |控制指揮系統(tǒng)控制指揮系統(tǒng)四、四化建設(shè)之四化建設(shè)之SCADASCADA系統(tǒng)系統(tǒng)五、史五、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)現(xiàn)河采油廠管理中心（5隊）無線匯聚基站（10隊）無線匯聚基站 （29隊）8787個井場、個井場、1111個計量站、個計量站、2 2個注水站個注水站史127示范區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 井場 計量站 注水站 井場 計量站 注水站加熱爐加熱爐分氣包分氣包分水器分水器設(shè)備成撬設(shè)備成撬抽油機抽油機變壓器變壓器區(qū)區(qū)監(jiān)控通信桿監(jiān)控通信桿單井井場占地：單井井場占地：40m50m2井式井場占地：井式井場占

14、地：46m60m五、史五、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)現(xiàn)河采油廠管理中心（5隊）無線匯聚基站（10隊）無線匯聚基站 （29隊）8787個井場、個井場、1111個計量站、個計量站、2 2個注水站個注水站史127示范區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 井場 計量站 注水站 井場 計量站 注水站五、史五、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)現(xiàn)河采油廠管理中心（5隊）無線匯聚基站（10隊）無線匯聚基站 （29隊）8787個井場、個井場、1111個計量站、個計量站、2 2個注水站個注水站 井場 計量站 注水站 井場 計量站 注水站2022-2-324在注水站廠區(qū)、注水泵房設(shè)置監(jiān)控點，實現(xiàn)整個站場的視頻監(jiān)控和自控數(shù)

15、據(jù)上傳。水處理水處理系統(tǒng)來水系統(tǒng)來水注注水水井井注水泵注水泵M配水閥組配水閥組M喂水泵喂水泵史127示范區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖五、史五、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)井場數(shù)據(jù)井場數(shù)據(jù)采集采集圖視頻監(jiān)控、油井示功圖參數(shù)采集設(shè)備、電參數(shù)采集模塊、加熱爐遠控、井場視頻監(jiān)控、油井示功圖參數(shù)采集設(shè)備、電參數(shù)采集模塊、加熱爐遠控、井場RTURTU視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控抽油機智能控制柜抽油機智能控制柜示功圖采集示功圖采集進口溫、壓變送器進口溫、壓變送器數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸五、史五、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)（下位機）數(shù)據(jù)通信（下位機）數(shù)據(jù)通信圖視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控抽油機智能控制柜抽油機智能控制柜示功圖采集示功圖采集進口溫、壓變送器進口溫、壓變送器網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機RJ45RJ45ZigBeeZigBeeZigBeeZigBeeRJ45RJ45無線網(wǎng)橋RJ45RJ45五、史五、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集原理圖數(shù)據(jù)采集原理圖抽油機智能控制柜抽油機智能控制柜示功圖采集示功圖采集進口溫、壓變送器進口溫、壓變送器ZigBeeZigBeeZigBeeZigBee四、史四、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)四、史四、史127127生產(chǎn)指揮系統(tǒng)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)配水間數(shù)據(jù)配水間數(shù)據(jù)