第四章4節(jié)SCADA系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

1、20:011第4節(jié) SCADA系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 項(xiàng)目實(shí)施 系統(tǒng)實(shí)施過程包括項(xiàng)目立項(xiàng)審批、基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)招標(biāo)、工廠設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成組態(tài)、工廠測試、現(xiàn)場安裝調(diào)試、系統(tǒng)驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)。20:012 SCADA系統(tǒng)的開發(fā)全過程主要有： 1、 SCADA系統(tǒng)方案（主要包括技術(shù)方案），為招投標(biāo)階段； 2、 技術(shù)交流和資料收集，為準(zhǔn)備階段； 3、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 4、 MMI組態(tài)； 5、 PLC編程； 6、 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試+實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)收FAT； 7、 現(xiàn)場調(diào)試+竣工驗(yàn)收SAT20:013選擇SCADA系統(tǒng)承包商應(yīng)考慮的原則 （1）系統(tǒng)經(jīng)同類工程應(yīng)用證明是可靠、成熟、開放性好的系統(tǒng)。 （2）提供系統(tǒng)的承包商應(yīng)有豐富

2、的工程業(yè)績，并具備強(qiáng)有力的系統(tǒng)集成（包括自控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)）、售后服務(wù)支持、系統(tǒng)應(yīng)用培訓(xùn)和工廠設(shè)計(jì)的能力。 （3）承包商應(yīng)有自己的SCADA軟件，包括主站系統(tǒng)軟件和站控系統(tǒng)軟件，并且適應(yīng)不同硬件廠商平臺(tái)。 （4）承包商有一定的硬件產(chǎn)品，具備較強(qiáng)的應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)測試和培訓(xùn)能力。20:0144.1、 SCADA系統(tǒng)組態(tài)SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立；過程變量的零點(diǎn)、量程及報(bào)警限設(shè)定；控制回路組態(tài)；建立實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫；建立顯示畫面；建立報(bào)表；程序編輯和編譯；組態(tài)下裝；組態(tài)在線修改；過程變量監(jiān)視；顯示和修改所有參數(shù)等。 20:015一、SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立 IP地址的規(guī)劃尤為重要，需要注意幾點(diǎn)： 1.

3、 調(diào)控中心和站控系統(tǒng)在一個(gè)網(wǎng)段中。 2. 調(diào)控中心和站場IP地址的排列要有一定的規(guī)則，以便以后的維護(hù)。 3. 每個(gè)單元必須保證有足夠多的IP地址，一般本單元系統(tǒng)的擴(kuò)展的需要。比如調(diào)控中心，除了給服務(wù)器、工作站分配外，還需要給打印機(jī)，第三方的服務(wù)器等機(jī)器分配地址。SCADA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可以分為3部分：一是調(diào)控中心的局域網(wǎng)，二是站控系統(tǒng)的局域網(wǎng)，三是連接調(diào)控中心和站控系統(tǒng)的廣域網(wǎng)。20:016洛陽首站洛陽首站IPIPPLC地址首站進(jìn)站溫度-110.10.12.55/56PLC8400675首站進(jìn)站溫度-210.10.12.55/56PLC8400739首站輸油泵-1（關(guān)）10.10.12.57/58

4、PLC10001323首站輸油泵-1（開）10.10.12.57/58PLC10001315首站輸油泵-2（關(guān)）10.10.12.59/60PLC12001523首站輸油泵-3（關(guān)）10.10.12.61/62PLC14001823首站輸油泵-3（開）10.10.12.61/62PLC14001815首站輸油泵-4（關(guān)）10.10.12.63/64PLC16002023首站輸油泵-4（開）10.10.12.63/64PLC16002015例子：洛駐管線IP地址 20:017IPIP掩碼掩碼網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)臨沂臨沂10.90.126.19/20255.255.255.24010.90.126.17長清長

5、清10.90.126.35/36255.255.255.24010.90.126.31寧陽寧陽10.90.126.51/52255.255.255.24010.90.126.47鄒城鄒城10.90.126.67/68255.255.255.24010.90.126.65滕州滕州10.90.126.99/100255.255.255.24010.90.126.97魯寧輸油管線IP地址 20:018二、站控系統(tǒng)組態(tài) 1.I/O點(diǎn)的建立以及通道的分配 PLC的組態(tài)根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的I/O點(diǎn)表，進(jìn)行控制器I/O點(diǎn)的配置。 I/O點(diǎn)的描述：必須統(tǒng)一且易讀懂，否則維護(hù)不方便，且出現(xiàn)報(bào)警或數(shù)據(jù)記錄無法很直觀讀

6、懂。 量程的設(shè)置：必須與設(shè)計(jì)院提供的一致，否則采集的數(shù)值與現(xiàn)場不對(duì)應(yīng)。 報(bào)警、聯(lián)鎖值的設(shè)定：根據(jù)設(shè)計(jì)院的參數(shù)設(shè)定表完成。20:019二、站控系統(tǒng)組態(tài) 2.與現(xiàn)場設(shè)備通訊 2.1普通儀表信號(hào) 如壓力信號(hào)、普通流量信號(hào)、普通密度信號(hào)、液位信號(hào)、溫度信號(hào)等，都是從傳感器應(yīng)接線進(jìn)入站控系統(tǒng)的I/O模塊的端子， 通常都是420mA信號(hào)接入。20:0110二、站控系統(tǒng)組態(tài) 2.2 智能儀表 2.2.1 串行通訊 MODBUS協(xié)議協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。 密度計(jì)、流量信號(hào)、液位計(jì)、流量計(jì)算機(jī)、電氣信號(hào)、陰保信號(hào)信號(hào)等，通常都是通過串行通訊方式接入 20:

7、0111二、站控系統(tǒng)組態(tài) 2.2智能儀表 2.2.2 OPC通訊 系統(tǒng)間通過OPC技術(shù)進(jìn)行通訊，有一方作為服務(wù)器端，另一方位客戶端。需要在服務(wù)器和客戶端進(jìn)行相應(yīng)的配置。 20:01123. PLC控制邏輯組態(tài) 3.1 幾種PLC編程語言介紹 3.1.1 梯形圖 (LD-Ladder Diagram)： 3.1.2 功能塊圖 (FBD-Function Block Diagram)： 3.1.3 順序功能流程圖 3.2 組態(tài)控制邏輯20:01133. PLC控制邏輯組態(tài) 3.1.1 梯形圖編程語言(LD-Ladder ) 梯形圖來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述，是PLC編程中被最廣泛使用的一種圖形

8、化語言，梯形圖類似于繼電器控制的電氣接線圖。梯形圖程序的左右兩側(cè)有兩垂直的電力軌線，左側(cè)的電力軌線名義上為功率流從左向右沿著水平梯級(jí)通過各個(gè)觸點(diǎn)、功能、功能塊、線圈等提供能量，功率流的終點(diǎn)是右側(cè)的電力軌線。每一個(gè)觸點(diǎn)代表了一個(gè)布爾變量的狀態(tài)，每一個(gè)線圈代表了一個(gè)實(shí)際設(shè)備的狀態(tài)， 梯形圖的每個(gè)梯級(jí)表示一個(gè)因果關(guān)系，事件發(fā)生的條件表示在梯形的左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在梯級(jí)的右面。 20:0114梯形圖梯形圖LDPLC的編程語言與編程方法的編程語言與編程方法: :PLC的編程語言的編程語言梯形圖（梯形圖（Ladder Diagram）母線觸點(diǎn)編程線圈（ Y0 ）（ Y1 ）X0X1X2X3M0Y0(

9、a) 梯形圖LD X0AND X1LD X2ANI X3ORBOUT Y0LDI M0AND Y0OUT Y1(b) 指令表常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)輸出線圈20:0115 梯形圖語言沿襲了繼電器控制電路的形式，梯形圖是在常用的繼電器與接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號(hào)演變而來的，具有形象、直觀、實(shí)用等特點(diǎn)，電氣技術(shù)人員容易接受，是目前運(yùn)用上最多的一種PLC的編程語言。 在PLC程序圖中，左、右母線類似與繼電器與接觸器控制電源線，輸出線圈類似于負(fù)載，輸入觸點(diǎn)類似于按鈕。梯形圖由若干階級(jí)構(gòu)成，自上而下排列，每個(gè)階級(jí)起于左母線，經(jīng)過觸點(diǎn)與線圈，止于右母線。20:0116 梯形圖程序指令示例 20:0117模擬量

10、輸入轉(zhuǎn)換為工程值舉例模擬量輸入轉(zhuǎn)換為工程值舉例20:0118 梯形圖編程語言具有如下特點(diǎn):（1） 與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性;（2） 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于掌握和學(xué)習(xí);（3） 對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng)描述,仍不夠清晰;（4) 可讀性仍不夠好。 20:01193.PLC控制邏輯組態(tài) 3.1.2 功能塊圖 (FBD-Function Block Diagram)： 功能塊圖編程語言采用功能模塊表示所具有的功能，不同的功能模塊具有不同的功能。功能模塊用矩形來表示，每一個(gè)功能模塊的左側(cè)有不少于一個(gè)的輸入端，右側(cè)有不少于一個(gè)的輸出端。功能模塊的類型名稱通常寫在塊內(nèi)，其輸入輸出名稱寫

11、在塊內(nèi)的輸入輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地方。 功能模塊基本上分為兩類:基本功能模塊和特殊功能模塊。基本功能模塊如AND，OR XOR等等.特殊功能模塊如ON延時(shí)，脈沖輸出，計(jì)數(shù)器等等。 20:0120PLC的編程語言與編程方法的編程語言與編程方法: :PLC的編程語言的編程語言O(shè)RTest1Test2ANDSW1%IX3SRS1 Q1RResetStart20:0121 功能塊編程語言具有以下特點(diǎn)功能塊編程語言具有以下特點(diǎn): （1） 以功能模塊為單位,從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變的容易; （2） 功能模塊用圖形化的方式描述功能，較直觀易掌握，方便組態(tài)，易操作。是有發(fā)展前途的一種編程語言; （3）

12、 對(duì)較復(fù)雜系統(tǒng)，由于控制功能關(guān)系能夠比較清晰的描述，因此縮短了編程和調(diào)試時(shí)間; （4) 因?yàn)槊恳粋€(gè)功能模塊要占用一定程序存儲(chǔ)空間，對(duì)功能塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時(shí)間，因此，這種語言在大中型可編程控制器和分散控制系統(tǒng)中應(yīng)用較廣泛。20:01223.PLC控制邏輯組態(tài) 3.1.3 順序功能流程圖 順序功能流程圖又稱為功能表圖，是一種用功能表圖來描述程序的編程語言，是近年來才發(fā)展起來的。 功能表圖可以將一個(gè)復(fù)雜的控制控制系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，從功能入手，使系統(tǒng)的操作具有明確的含義。便于設(shè)計(jì)人員和操作人員的溝通，便于程序分工設(shè)計(jì)和檢查調(diào)試。 20:0123PLC的編程語言與編程方法的編程語言與編程方法:

13、 :PLC的編程語言的編程語言步1步2動(dòng)作1動(dòng)作2轉(zhuǎn)換條件1轉(zhuǎn)換條件2轉(zhuǎn)換條件3有向連線轉(zhuǎn)換初始步20:0124順序功能圖 幾種主要結(jié)構(gòu): 順序控制， 選擇型分支控制 并行型分支控制順序控制-就是整個(gè)控制過程依次進(jìn)行，中間沒有分支, 直至完成。選擇型分支控制-就是控制過程中具有分支行為，而且一次只能進(jìn)行一個(gè)分支執(zhí)行，執(zhí)行了一個(gè)分支就不能執(zhí)行其它分支。并行型分支控制-就是控制過程中的分支同時(shí)執(zhí)行，同時(shí)匯合，典型的如交通紅綠燈控制系統(tǒng)。 20:0125 順序功能圖特點(diǎn):a.以功能為主線，操作過程的條理清楚，便于對(duì)操作過程的理解和溝通。b.對(duì)大型程序可分工設(shè)計(jì)，采用較靈活的程序結(jié)構(gòu)，節(jié)省程序設(shè)計(jì)時(shí)間

14、和調(diào)試時(shí)間。c.常用于系統(tǒng)規(guī)模較大，程序關(guān)系較為復(fù)雜的場合。d.只有處于活動(dòng)的步狀態(tài)，才能被執(zhí)行，程序控制只對(duì)活動(dòng)步后的轉(zhuǎn)換進(jìn)行掃描，因此整個(gè)程序的掃描時(shí)間比其它編程語言編制的程序掃描時(shí)間要大大縮短。 20:01263. PLC控制邏輯組態(tài) 3.2 組態(tài)控制邏輯 根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的邏輯圖完成相關(guān)閥門、機(jī)泵、收發(fā)球、站啟、停、下載等控制邏輯（參看SCADA控制邏輯一節(jié)），需要注意幾點(diǎn)： （1）組態(tài)的控制邏輯實(shí)現(xiàn)的結(jié)果必須符合設(shè)計(jì)院的要求。 （2）在執(zhí)行的過程中，需要與工藝人員充分溝通。20:01274. 站控上位機(jī)的組態(tài) 4.1 畫面的組態(tài) 4.1.1 站控畫面的組成包括以下畫面： （1）本站總圖

15、-主要完整的描述本站的整個(gè)流程； （2）工程師維護(hù)畫面-主要是作為聯(lián)鎖條件切除和投用的畫面； （3）下載操作畫面-主要作為下載操作使用。 （4）其他輔助畫面：比如站啟、停操作畫面、收發(fā)球操作等畫面，可根據(jù)操作的需要完成。20:012820:012920:0130需要注意幾點(diǎn)（1）畫面中各單體設(shè)備的圖形必須統(tǒng)一，且基本上符合國家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，字體必須統(tǒng)一；（2）站場總圖是操作員監(jiān)視本站運(yùn)行情況的日常畫面，有遠(yuǎn)傳信號(hào)的點(diǎn)都必須包含，其他輔助流程可根據(jù)操作員的需要添加，力求完整；（3）畫面中的管線粗細(xì)必須統(tǒng)一，一般來說主要流程管線相對(duì)較粗，而輔助流程相對(duì)較細(xì)；（4）畫面中管線交叉地方橫斷或豎斷要統(tǒng)一

16、，管線的間隔寬度盡量一致。（5）站場總流程畫面中由于管線較多，需要區(qū)分主、輔流程，根據(jù)操作員的需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾[藏、變色等功能。（6）站場總流程圖的布局要盡可能與現(xiàn)場一致，盡量在一幅畫面上顯示 20:01314.2 數(shù)據(jù)庫的組態(tài) （1）建點(diǎn)）建點(diǎn) 站內(nèi)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)包括壓力溫度流量液位等各點(diǎn)參數(shù)設(shè)計(jì)，同SCADA系統(tǒng)，如果該點(diǎn)與控制器中點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的，那么應(yīng)保證名稱與控制器的點(diǎn)名稱一致； （2）趨勢、事件的組態(tài)。 趨勢的組態(tài)需根據(jù)操作人員的要求進(jìn)行趨勢組的規(guī)類，以便操作過程參數(shù)的比較。20:01324.3、調(diào)控中心控制系統(tǒng)的組態(tài) 1.畫面的組態(tài) （1）總概貌圖 主要包括全線站場的分布圖，在此上面可包括

17、站場的一些主要參數(shù)，如進(jìn)出壓力、流量等參數(shù)。 （2）主流程圖）主流程圖 全線站場一些主要的參數(shù)、關(guān)鍵的閥門和機(jī)泵集中按照一全線站場一些主要的參數(shù)、關(guān)鍵的閥門和機(jī)泵集中按照一定的前后順序放入一幅或兩幅圖中，那么操作員平時(shí)的監(jiān)定的前后順序放入一幅或兩幅圖中，那么操作員平時(shí)的監(jiān)視和操作都可以在主流程圖中完成。視和操作都可以在主流程圖中完成。 （3）站場流程圖及其他輔助功能畫面的組態(tài)，與站場的畫面保持一致即可。20:013320:013420:013520:013620:0137 2.上位機(jī)數(shù)據(jù)庫的組態(tài) 必須根據(jù)點(diǎn)表的要求進(jìn)行組態(tài)，保證與PLC點(diǎn)完全對(duì)應(yīng)。 3.邏輯功能的組態(tài) 由于涉及到站場的邏輯已經(jīng)

18、全部在PLC中完成，調(diào)控中心的邏輯主要是涉及到全線的控制邏輯，主要是水擊控制邏輯，全線啟輸、全線停輸?shù)瓤刂七壿嫞▍⒖碨CADA控制邏輯一章）應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的邏輯圖，利用SCADA帶的功能并編寫腳本語句，實(shí)現(xiàn)邏輯功能。20:0138 1.安全性安全性 2. 先進(jìn)性-國際先進(jìn)水平 3.可靠性好-可用性要求達(dá)到99以上 4. 冗余性-冗余配置 5.開放性便利、靈活性 6.模塊化-易于維護(hù)、擴(kuò)展方便 7.擴(kuò)展性-是對(duì)未來提出的要求 8.可操作性、可維護(hù)性好-界面要友好 一、對(duì)油氣管道SCADA系統(tǒng)的要求4.4、SCADA系統(tǒng)的安全性要求20:0139 1.安全性安全性 -防爆儀器儀表 ，軟件的設(shè)計(jì)

19、，網(wǎng)絡(luò)安全 由于油氣屬于易燃、易爆物品，因此油氣管道的SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)要將防火防爆納入設(shè)計(jì)范疇，有條件的也可設(shè)置自動(dòng)消防系統(tǒng)。另外，根據(jù)地區(qū)性防爆等級(jí)要求而選擇相應(yīng)的防爆類型的儀器儀表。在硬件設(shè)置上，安全性措施還有很多，如在控制室信號(hào)引入點(diǎn)有隔離措施，在雷暴多發(fā)地域加裝雷擊保護(hù)裝置，控制系統(tǒng)的接地也要自成體系。在軟件的設(shè)計(jì)上設(shè)置了操作權(quán)限，無論在DCC還是站場，對(duì)不同的系統(tǒng)操作人員設(shè)置了相應(yīng)的系統(tǒng)訪問密碼。最高級(jí)別為系統(tǒng)管理員，他能進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部修改數(shù)據(jù)庫和程序；最低級(jí)別是操作員，他僅能進(jìn)行MMI的日常操作。一、對(duì)油氣管道SCADA系統(tǒng)的要求4.4、SCADA系統(tǒng)的安全性要求20:0140 1

20、.安全性安全性 -防爆儀器儀表 ，軟件的設(shè)計(jì) ，網(wǎng)絡(luò)安全 控制軟件是安全設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，它直接對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行操作，從軟件設(shè)計(jì)上要充分考慮邏輯條件的關(guān)聯(lián)及互鎖，稍有疏漏就可能釀成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。另外，三級(jí)控制模式的設(shè)計(jì)，即使自控系統(tǒng)全部失靈也能通過手動(dòng)操作保證管線的安全運(yùn)行。如果SCADA系統(tǒng)與企業(yè)網(wǎng)連接，尤其當(dāng)企業(yè)網(wǎng)與Internet連接時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)就必須考慮網(wǎng)絡(luò)安全問題，在軟件/硬件方面采取積極的措施，防止SCADA系統(tǒng)因不良分子的浸入而遭受破壞。安全性存在于SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方方面面，只有考慮周詳，設(shè)計(jì)嚴(yán)密才能保障管線的生產(chǎn)安全。20:0141 2. 先進(jìn)性先進(jìn)性-國際先進(jìn)水平國際先進(jìn)水

21、平無論是硬件的選型還是軟件的選型方面都應(yīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。 3.可靠性好可靠性好在設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)時(shí)要專門進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，采取一系列可靠性技術(shù)。一般輸油管道的SCADA系統(tǒng)既要求具有很高的先進(jìn)性有要具有很高的可靠性，在設(shè)計(jì)上可用性要求達(dá)到99以上。為了保證這一高的可靠性，首先要求系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力，要求非關(guān)鍵元器件的故障不能影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；其次對(duì)關(guān)鍵設(shè)備采取冗余配置，如服務(wù)器、控制器采用雙CPU配置。另外，模塊化設(shè)計(jì)、抗干擾和防雷擊措施、熱插拔技術(shù)和故障的自診斷等一系列措施，也保證了系統(tǒng)可靠性的提高。SCADA系統(tǒng)承包商的選擇也是決定系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。在比選承包商時(shí)，既要考察系統(tǒng)所采用

22、的硬件，更要考察采用的軟件，從操作系統(tǒng)、視窗軟件到系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等方面一一考察。20:0142 4. 冗余性冗余性為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性，要求SCADA系統(tǒng)中重要的關(guān)鍵設(shè)備具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力，對(duì)它們采取冗余配置?；谶@一要求，一般調(diào)控中心采用雙服務(wù)器、雙以太網(wǎng)；站控系統(tǒng)雙服務(wù)器以及PLC采用雙CPU配置。冗余配置的工作模式為主從方式，當(dāng)主機(jī)（Master）在線工作時(shí)，從機(jī)（Slave）處于熱備狀態(tài)，它時(shí)刻監(jiān)視主機(jī)的工作狀態(tài)，并從主機(jī)獲取數(shù)據(jù)，使從機(jī)與主機(jī)數(shù)據(jù)庫保持完全一致。當(dāng)主機(jī)一旦出現(xiàn)故障，從機(jī)就立刻將主機(jī)的工作接管過來，自動(dòng)由從機(jī)變成主機(jī)，這一切換要求做到無擾動(dòng)，以不使管道輸送發(fā)生任何突變

23、；而發(fā)生故障的主機(jī)修復(fù)后則變?yōu)閺臋C(jī)，這時(shí)系統(tǒng)的主從關(guān)系發(fā)生了一次轉(zhuǎn)換。20:0143 5.開放性開放性開放性設(shè)計(jì)是當(dāng)今系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，它要求計(jì)算機(jī)軟硬件廠家共同遵守OSI國際標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)不同廠家之間的異種計(jì)算機(jī)設(shè)備間的通訊。雖然開放性是針對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備間通訊提出的要求，但也給用戶提供了很多方便。用戶在設(shè)備采購和軟件選擇時(shí)可以不必限定在一家廠商，而可在多家廠商之間進(jìn)行挑選，增加了選擇余地和靈活性。開放性也給系統(tǒng)的維護(hù)帶來便利，如計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代。 6.模塊化模塊化模塊化是指軟件和硬件設(shè)計(jì)的一種方法。按照該方法，SCADA系統(tǒng)具有了積木式結(jié)構(gòu)，從而使用戶可根據(jù)生產(chǎn)要求靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置。模塊化設(shè)

24、計(jì)地優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)易于維護(hù)、擴(kuò)展方便。特別是對(duì)于長輸管道站場分布較廣，某一站出現(xiàn)問題，專業(yè)人員不能及時(shí)趕到現(xiàn)場處理，由于是模塊化設(shè)計(jì)，現(xiàn)場非專業(yè)人員，可在專業(yè)人員的電話指導(dǎo)下也可進(jìn)行更換，從而保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。20:0144 7.擴(kuò)展性系統(tǒng)的擴(kuò)展性是對(duì)未來提出的要求。現(xiàn)階段由于條件不成熟，系統(tǒng)規(guī)模受到限制。如將來系統(tǒng)規(guī)?？赡軘U(kuò)大，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就必須加以考慮，給系統(tǒng)的擴(kuò)展留有余地和彈性。一個(gè)系統(tǒng)能否擴(kuò)展，擴(kuò)展能力有多大，這主要取決于系統(tǒng)所選軟件的性能和硬件容量。設(shè)計(jì)人員要在系統(tǒng)的整體性能，如響應(yīng)速度、通訊速率和計(jì)算機(jī)資源兩方面進(jìn)行優(yōu)化考慮，最終確定一個(gè)合理的系統(tǒng)擴(kuò)展規(guī)模。20:0145 8.可操

25、作性、可維護(hù)性好（1） SCADA系統(tǒng)管理者和使用者是生產(chǎn)技術(shù)人員和操作人員，操作界面必須友好，易于操作。（2） 系統(tǒng)組態(tài)軟件是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分，系統(tǒng)開發(fā)人員在用它生成系統(tǒng)時(shí)要靈活方便。（3） 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，需要控制人員和工藝人員密切配合，共同設(shè)計(jì)出一個(gè)界面要友好且便于操作的MMI.為了方便操作員對(duì)管線進(jìn)行監(jiān)控，應(yīng)該對(duì)畫面的進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，包括全線的畫面，各站的詳細(xì)畫面，關(guān)鍵設(shè)備及關(guān)鍵參數(shù)重點(diǎn)顯示，輔助畫面及參數(shù)可以根據(jù)操作員的需要顯示，對(duì)具有對(duì)比性的參數(shù)坐在同一畫面中，使畫面重點(diǎn)突出，盡量讓操作員在近可能短的時(shí)間內(nèi)獲取他們所需要的信息。（4） 硬件模塊能夠熱插拔，邏輯程序

26、注釋清楚，端子接線圖標(biāo)注釋清晰都將給系統(tǒng)的操作維護(hù)帶來極大的方便。20:0146一、對(duì)油氣管道SCADA系統(tǒng)的要求 5.開放性便利、靈活性 6.模塊化-易于維護(hù)、擴(kuò)展方便 7.擴(kuò)展性-是對(duì)未來提出的要求 8.可操作性、可維護(hù)性好-界面要友好 20:0147二、SCADA系統(tǒng)的其他安全性要求 1.電源系統(tǒng) 2.環(huán)境要求 3.信號(hào)安全要求 4.軟件的設(shè)計(jì)要求 5.實(shí)現(xiàn)管道的三級(jí)控制 6. 硬件及網(wǎng)絡(luò)安全方面20:0148二、SCADA系統(tǒng)的其他安全性要求 1.電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)中，無論是調(diào)控中心還是站場的PLC，除了利用正常的電網(wǎng)外，均采用不間斷設(shè)備（UPS），用戶需要提供兩路獨(dú)立的2

27、20V、50Hz單相交流電源，每一路供電都有不間斷電源作為后備。系統(tǒng)配有自動(dòng)隔離穩(wěn)壓器，防止電源輸入波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的干擾。所有系統(tǒng)電源都是冗余配置，以便在維護(hù)時(shí)可移去一電源而不影響對(duì)整個(gè)系統(tǒng)(包括擴(kuò)展部分)負(fù)載的供電。2.環(huán)境要求應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范和系統(tǒng)本身的要求，保證溫度和濕度在合理的范圍內(nèi)。如溫度1028，4080的濕度。20:0149 2.環(huán)境要求環(huán)境要求 應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范和系統(tǒng)本身的要求，保證溫度和濕度在合理的范圍內(nèi)。如溫度1028，4080的濕度。 3.信號(hào)安全要求現(xiàn)場所有信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)先經(jīng)過安全柵，起到隔離干擾信號(hào)的作用。對(duì)于接地系統(tǒng)，施工單位應(yīng)按照工程設(shè)計(jì)文件的規(guī)定進(jìn)行施工，符合規(guī)范，確保

28、SCADA系統(tǒng)的安全。3.1 “保護(hù)地“的連接 現(xiàn)場控制柜的保護(hù)地銅塊與現(xiàn)場控制柜相連，各個(gè)現(xiàn)場控制柜的保護(hù)地之間可以通過銅電纜串聯(lián)在一起，最后一滴接入大地。“保護(hù)地”接地電阻應(yīng)小于4歐。20:01503.2 “工作地”地連接 “系統(tǒng)地”在有條件地情況下，可以與在柜內(nèi)與“保護(hù)地”連接。 或者采用單獨(dú)接地，若現(xiàn)場地系統(tǒng)地不良，建議采用浮空方式，即單列模塊24V地不接入大地；或根據(jù)干擾消除效果把某列24V地接地，接地電阻小于4歐。3.3 “屏蔽地”的連接 “屏蔽地”通過柜內(nèi)各個(gè)分匯流排匯入總匯流排，再一點(diǎn)接入大地?，F(xiàn)場信號(hào)的屏蔽層要求單端接到屏蔽地匯流排。通訊電纜屏蔽層也要與屏蔽地匯流排連接。接地

29、電阻小于4歐。 20:0151系統(tǒng)設(shè)置3個(gè)級(jí)別的用戶，最高級(jí)別為系統(tǒng)管理員，它能夠進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部修改數(shù)據(jù)庫和程序；第二級(jí)別為工藝管理員，賦予具有一定權(quán)限的人（如調(diào)度，站場的技術(shù)員站場等）；最低級(jí)別為操作員級(jí)，僅能進(jìn)行日常的操作?？刂栖浖前踩O(shè)計(jì)的重要的一環(huán)，從軟件設(shè)計(jì)上充分考慮邏輯關(guān)系的關(guān)聯(lián)及互鎖，通過使用三級(jí)控制，就算自控系統(tǒng)失靈，也能通過手動(dòng)操作保證管線的安全。為了防止操作員訪問其它軟件和操作系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全設(shè)置。（1）阻止操作員關(guān)閉計(jì)算機(jī)。（2）通過屏蔽任務(wù)管理器和瀏覽器，阻止操作員瀏覽或執(zhí)行其它的應(yīng)用軟件（3）禁止操作員鎖死計(jì)算機(jī)（4）操作員登陸或退出操作站的記錄將被寫入管理員日志

30、中, 操作日志便于管理員將來進(jìn)行檢 查。4.軟件的設(shè)計(jì)要求軟件的設(shè)計(jì)要求20:0152 5.實(shí)現(xiàn)管道的三級(jí)控制管道的控制設(shè)計(jì)分為三級(jí)，第一級(jí)：調(diào)度控制中心集中監(jiān)視與控制；第二級(jí)：站控制室的站控；第三級(jí)：設(shè)備的就地手動(dòng)控制。在一般情況下，使用第一級(jí)控制，這是SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的控制級(jí)。當(dāng)通信出現(xiàn)故障或控制中心主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可使用第二級(jí)控制，這是一種后備手段，當(dāng)發(fā)生緊急事故或設(shè)備檢修時(shí)，可使用第三級(jí)控制。（1） 中控室集中控制模式中控室控制模式包括全線啟輸、全線停輸、停輸再啟、批輸下載、水擊聯(lián)鎖及正常的設(shè)備操作控制。注：在中控室控制模式下，站控不起作用！20:0153（2） 站場控制模式

31、站場控制模式下，各分輸站的每臺(tái)泵的啟停、閥門的開關(guān)均是通過站內(nèi)服務(wù)器應(yīng)用程序中的軟件開關(guān)按鈕來實(shí)現(xiàn)。 注： 在站控模式下，中控不起作用！（3） 現(xiàn)場手動(dòng)控制模式現(xiàn)場手動(dòng)控制模式下，是通過在現(xiàn)場的工作人員操作現(xiàn)場設(shè)備的硬件啟停開關(guān)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的啟?？刂?，但設(shè)備自身保護(hù)有效。 注：在現(xiàn)場手動(dòng)控制模式下，中控模式和站控模式都不起作用?。?） 權(quán)限的切換 為了保證命令的唯一性，確保操作的獨(dú)立性，需設(shè)定操作權(quán)限。一般情況下全線為中控模式，如某個(gè)站需要切回站控操作，由調(diào)控中心調(diào)度員通過權(quán)限切換畫面給該站分配站控權(quán)限，如遇到緊急情況（如調(diào)控中心與該站通訊中斷），那么由該站具有一定級(jí)別的人員在調(diào)控中心允許后輸入

32、特殊密碼，把該站的控制搶奪為站控操作，處理完畢，再恢復(fù)中控控制。20:0154 6. 硬件及網(wǎng)絡(luò)安全方面6.1通過屏蔽系統(tǒng)服務(wù)器的光驅(qū)、軟驅(qū)、USB口的方式嚴(yán)禁外來軟件接入SCADA系統(tǒng)。6.2一般不與企業(yè)網(wǎng)相連，如果連接必須從軟件和硬件上采取積極的措施，防止不法分子攻擊。6.3 安裝任何軟件必須進(jìn)行評(píng)估，是否對(duì)SCADA系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，嚴(yán)格經(jīng)過審批程序。 20:01554.5、SCADA系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù) 一、日常的維護(hù)一、日常的維護(hù) 內(nèi)容按照巡檢內(nèi)容的要求，嚴(yán)格進(jìn)行巡檢并做好記錄。1.檢查環(huán)境條件（溫度、濕度等）使其滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求。2.檢查供電系統(tǒng)是否正常。3.保證電纜接頭、

33、端子、轉(zhuǎn)接件不被碰撞，接觸良好。4.檢查服務(wù)器的運(yùn)行情況，主、備服務(wù)器工作是否正常。5.檢查整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是否正常。6.檢查系統(tǒng)風(fēng)扇是否正常（包括機(jī)柜風(fēng)扇和服務(wù)器風(fēng)扇）。20:01567.檢查控制器的工作情況，主、備控制器工作是否正常。8.檢查卡件工作情況。9.檢查數(shù)據(jù)記錄、歸檔情況，是否正常工作。10.檢查軟件運(yùn)行情況，包括畫面調(diào)用，數(shù)據(jù)顯示。11.定期做好有關(guān)設(shè)備的衛(wèi)生工作。 12. 聯(lián)鎖切除與投用（1）聯(lián)鎖切除與投用需要通過正規(guī)的審批程序完成，切除或投用之前，相關(guān)施工單位提交切除和投用申請(qǐng)單。（2）聯(lián)鎖切除前，各管理專業(yè)已經(jīng)簽字同意，并要求采取相關(guān)的安全措施。（3）施工單位根據(jù)回饋的申請(qǐng)單的內(nèi)

34、容進(jìn)行施工。（4）施工完成后，提交申請(qǐng)單并附上作業(yè)結(jié)果。根據(jù)申請(qǐng)單對(duì)重新投用聯(lián)鎖條件 20:0157 二、組態(tài)修改在實(shí)際運(yùn)行過程中，有時(shí)需要對(duì)組態(tài)內(nèi)容增加或修改完善，那么應(yīng)遵守以下原則：1.具有本公司系統(tǒng)維護(hù)上崗資格的工程師方可進(jìn)行。2.所有的修改必須有依據(jù)，包括修改的原因，修改的內(nèi)容，并存檔。3.如果生產(chǎn)過程進(jìn)行修改，不應(yīng)影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行，并經(jīng)調(diào)度員的許可，并做好有關(guān)安全措施。4.修改完成后，應(yīng)進(jìn)行測試，并觀察一段時(shí)間，符合要求后方可認(rèn)為此次修改完成，并告知調(diào)度員，解除安全措施。 20:0158三、三、 故障處理故障處理 1. 常見故障1.1普通現(xiàn)場儀表信號(hào)顯示不正常如普通壓力表、流量表、液位計(jì)等；現(xiàn)場信號(hào)的問題一般有幾個(gè)方面：a.現(xiàn)場元件壞；b.變送器故障；連線問題，包括信號(hào)線接反、松動(dòng)、脫落；c.卡件或通道故障；d.系統(tǒng)設(shè)置有問題。采取的措施：a.檢查該點(diǎn)所在的卡件、通道是否正常