基于紫金橋軟件的天然氣SCADA系統研究與實現

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。

城市燃氣作為城市重要的公用基礎設施是現代文明城市的重要標志之一，同時，又是國家能源建設的重要組成部分。其利用領域極為廣泛，諸如化學工業原料、工業燃料、商業及民用燃料、汽車燃料、集中供熱與發電等，是主要的一次性消耗能源之一。

城市燃氣企業的特點是：分布式、集散型、網絡化、全開放。為實現對城市燃氣生產過程的安全高效調度指揮，迫切需要一套可靠的控制系統。

大慶雖然是我國最大的石油城，但是對于城市燃氣的開發和應用卻剛剛處于起步階段。起點的高低直接影響大慶在城市燃氣方面應用的水平，也直接影響其未來的發展。所以，必須采用一種先進的集中式數據模型平臺來管理整個生產操作，并采用通用標準使系統具有企業互聯性，可與相關系統提供一條雙向信息高速通路，使管理者和用戶能夠實時準確的做出商業決策。我公司通過對國內外的調研，決定開發一套具有世界級先進水平的城市燃氣生產調度指揮系統。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統，是以計算機為基礎的生產過程控制與遠程調度相結合的自動化系統，已廣泛應用于電力系統、天然氣集輸、石油化工等諸多領域。SCADA系統可實現實時采集現場數據，對工業現場進行本地或遠程的自動控制，對工藝流程進行全面、實時的監視，并為生產、調度和管理提供必要的數據等多方面功能。

二SCADA系統流程設計

大慶天然氣SCADA系統數據采集包括5個CNG子站和一個調壓站。

調壓站以RTU為核心組成的現場數據采集監控系統，通過GPRS的方式上傳給生產調度指揮中心。CNG子站通過ADSL和監控中心相連。調度中心通過人機界面系統完成對分布在全市范圍內的CNG加氣站和調壓箱實現數據通訊、全部生產數據監控采集。每天24小時不間斷地對各監控站的監測參數進行顯示并實現報警記錄、事件記錄以及主要的生產數據進行存儲與歸檔處理、報表輸出等管理功能。

三CNG子站的數據采集與監控中心的通信

每個CNG子站都包括數據采集機，該機器采用opto采集儀表數據?？梢酝ㄟ^該軟件提供的OPC SERVER采集所需數據項。具體方法如下：

首先進入紫金橋組態軟件的組態，新建一個OPC設備并在“定義OPC設備”對話框中的“OPC服務器”選擇“opto”的OPC Server。

選擇“確認”，一個OPC設備即建立完成。

然后，在“點組態”窗口里建立與該設備連接的點。雙擊表格內的空白項，會彈出“新建數據庫點對話框”，在該對話框的數據連接項中的下拉框內選擇先前建立的OPC設備。

最后，通過遠程數據源實現CNG站與監控中心的數據通信。在服務器端的紫金橋組態軟件的“公共”導航頁里雙擊“數據源”項，在彈出的對話框里填入遠程數據源名稱；在其后的對話框里填入遠程數據源的IP地址。在“點組態”中定義點時選擇遠程設備，并在下拉框內選擇已經定義的數據源。

四調壓站的數據采集與監控中心的通信

調壓站的數據采集設備包括流量計、壓力變送器和模擬輸入模塊；通過流量計可以采集天然氣的壓力、流量、溫度；通過壓力計可以采集調壓前和調壓后的壓力；通過模擬輸入模塊可以將電流值轉化成數字信號。

流量計的數據采集可以通過定義“設備驅動”下的相應的設備實現設備與計算機間的數據傳送。

壓變的數據采集可以通過將其輸出電流值輸出到模擬輸入模塊，再將輸出的數字信號傳給計算機，通過紫金橋軟件的設備驅動將該信號轉換成數字值。

由于調壓站的位置偏僻，架設專用線路的費用較高，這里可以使用無線通訊的方式，通過無線模塊將數字信號通過GPRS網絡傳送到遠程的計算機。需要注意的是流量計和模擬輸入模塊的波特率應設置一致。下圖為簡易接線圖。

五組態畫面的繪制

所有數據實現上傳后即可繪制組態畫面，在實用、美觀的前提下實現數據的顯示和報表功能的應用。

1 登陸界面

該界面提供登陸、密碼和維護功能，并可以顯示用戶的登陸狀態。

2 地理導航

通過選擇左上角的按鈕選擇相應的站點。也可以選擇地圖上的黃色區域進入各站。

3 數據顯示

通過各圖的數據顯示和閥的顏色，顯示遠程數據的狀態。并可以查詢一段時間的趨勢。

4 報表

紫金橋組態軟件提供了強大的報表功能，利用這些功能可以對接受的數據進行顯示、匯總、打印和存儲。

可以通過報表生成日報、上傳數據、修改用戶和打印等功能。

六網絡發布

對于已經完成的工程可以通過WEB發布，將所做的畫面發布在互連網上。具體方法如下：

在“公共”-》“本機配置”將“WEB服務器”選擇上；在“WEB配置”內填寫WEB服務器的IP地址；選擇“文件”-》“全部發布到WEB”完成發布。至此，可在WEB發布所屬網段，在IE瀏覽器中輸入IP地址即可實現對發布畫面的訪問。

七結語

以上文字為天然氣SCADA系統的編制過程，實際應用中會遇到網絡、GPRS信號、電腦病毒等多方面影響。