scada系统的应用实例

　　0引言

　　2008年，我中心实施了燃气工程数据采集监控与调度系统，系统包括城西城南储配站有人值守站、计量站无人值守站、调度中心。中心站与远端站之间数据通讯采用移动光纤有线通信与无线通信并用或相结合方式。系统的实施提高了工作效率，提升了管理水平。

　　1城西城南储配站有人值守站

　　有人值守站设有本地操作人员，用于本地现场数据监测和设备控制。由于城西、城南两储配站工艺情况基本相同，配套的有人值守站也很相似。其主要作用是监测现场各工艺参数，包括气体压力、温度、流量、气柜高度、压缩机运行情况等，通过远程终端设备RTU对各类数据进行处理、存储，并发出各种操作指令，如开关阀，启停压缩机等，同时负责将有关信息上传给调度中心，并接受和执行调度中心下达的指令。

　　1.1系统硬件

本系统中的核心部分为RTU，采用MOX公司生产的MOXU-NITY现场控制器，它是专为SCADA系统应用而设计的，具备强大的数据处理和控制功能，它包括数据处理单元和可选的内置I/O模块以及扩展模块，可通过当今主流的通讯方式与现场装置和控制设备进行通讯，保证远程站点的数据能直接传输到用户指定的应用程序中。

　　1.2系统软件

　　MOXUNITY的编程组态分为MOXIDE软件和MOXGRAF软件。MOXIDE软件可以完成对MOXUNITY控制器及I/O信息的配置，包括内置I/O卡和扩展外置I/O卡。MOXGRAF则用于对MOXUNITY控制器进行配置、校验、编程和维护，具有简单灵活的开发环境。

　　2无人值守站

　　本系统中无人值守站为上游门站，从其站内系统中选择需要的数据信息传输回调度中心。考虑其数据量少且不进行控制，故通讯链路选择使用GPRS。

　　门站中我们配置一台MOXUNITY系列的MOXRTU控制器进行数据采集传输，它是32位CPU，带1个或2个以太网口和2个串行口，内置标准16M内存。供电采用交流电加蓄电池后备方式，其切换方式为不间断。

　　3调度中心

　　调度中心是燃气输配管网SCADA系统的控制中枢，整个系统中数据最集中的地方，也是我们认为安全性要求最高的地方。因此，调度中心的系统设计采用全冗余配置，实现SCADA服务器、网络、通讯和各功能环节的冗余，计算机网络按C/S结构配置，历史数据服务器、操作员工作站、工程师工作站、图形工作站等均作为局域网上的一个节点，共享服务器资源。

　　3.1调度中心硬件

　　调度中心局域网由两台24口华为3COM千兆以太网交换机组成的以太网络，通信协议为TCP/IP，传输速率为自适应。调度中心各设备通过交换机均同时挂接到两个网络上，从而实现内网冗余。

　　调度中心通过光纤与有人值守站实现通讯，GPRS无线通讯是其备用通信。与无人值守站通信采用GPRS方式。这样外网也实现冗余。

　　调度中心的主要设备有：

　　SCADA实时服务器是上位监控软件MOSAIC服务器端的运行平台，负责处理、存储、管理从输配管网各站场控制系统传送来的实时数据，同时又为网络中的其他服务器和工作站提供实时数据。SCADA实时服务器是本系统的数据处理中心，它担负整个系统的实时数据的存储和处理，是整个系统的数据集散地，因此具有十分重要的地位。SCADA实时服务器采用Windows2003SERVER操作系统，安装运行监控软件MOSAIC。SCADA服务器采用高性能服务器，并采用冗余配置，具有容错和自诊断能力。每一台主机都配置有双千兆以太网卡，可同时接入控制中心的两条冗余局域网，任意一条通讯链路发生故障，服务器均会自动切换，不影响SCADA系统的正常工作。

　　网络（兼历史数据）服务器是整个系统的历史数据存储中心，也是数据库管理软件的运行平台，同时支持网络发布功能。本系统中我们采用大型关系型数据库ORACLE作为系统的数据库管理平台。ORACLE是一个全面完备的数据库和数据分析包，在世界上的数据库应用中占有重要的地位。数据库服务器的主要任务是完成系统中历史数据的存储、管理，并向网络中的其他服务器、工作站和上层信息管理系统提供数据服务，它提供与其他系统连接的标准软件接口和硬件接口。

　　工程师工作站是系统工程师的重要操作平台，同时也兼做系统的操作员工作站。系统工程师可以通过该工作站对计算机系统的应用软件及数据库等进行维护和修改，包括对现场控制器的组态以及组态程序的下载、系统诊断、网络的监视和管理等，同时还可以对系统进行二次开发。调度中心的工程师站上安装运行MOSAIC客户端监控软件，用于SCADA系统的组态和维护，另外安装有MOX系统的组态编程软件MOXGRAF，用于MOXRTU的组态和维护。

　　操作员工作站是操作人员与调度中心计算机监控系统的人机接口，它在系统中作为客户机。操作员通过它可详细了解SCA-DA系统的运行状况并下达指令。同时，每一个操作员站都配置有双以太网卡，分别接入控制中心冗余的1000M以太网局域网，并作为客户端与服务器互联和交换信息。

　　网络交换机采用千兆交换机，冗余配置，组成冗余的局域网。

　　通信前置机（主备配置）采用2台MOXRTU，它是调度中心局域网与SCADA系统之间的网关，为使用TCP/IP协议的SCADA调度中心与各个场站RTU之间提供一个客户机服务器结构形式的解决方案。

　　3.2系统软件

　　调度中心的主要任务是对整个燃气输配管网生产运行进行调度，并对工艺对象进行数据采集以及完成工艺过程、重要设备的控制。调度中心的操作人员通过计算机系统所提供的各场站的各类工艺信息，实现对整个输配管网的运行监控和调度管理。调度中心软件选用MOSAICSCADA软件，它是一款高密集成的、可扩展的分布式控制系统，能充分满足各种数据采集、信息分析和分布式系统管理的要求，它具有灵活、易于学习和操作的人机界面，其主要功能有：数据采集与处理;工艺流程的动态显示;下达调度和操作指令;实时数据的采集、归档、管理以及趋势显示;历史数据的管理、存储;生产统计报表的生成和打印;全系统时间同步;流量计算、管理;控制权限的确定;网络监视及管理;系统诊断、故障分析及处理;紧急切断和安全保护;实现与其他系统的连接和数据交换。

　　4结语

　　该系统以安全可靠性、先进适应性、经济合理性为设计原则，综合燃气输配特点，采用先进计算机网络体系结构，利用先进的网络互联技术设计而成，整个系统使用方便，开发扩展性强。通过该系统构建的信息平台可准确、及时掌握生产运行状态，提高生产效率。