基于紫金橋軟件的天然氣SCADA系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調節(jié)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(xiàn)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(yè)原料、工業(yè)燃料、商業(yè)及民用燃料、汽車燃料、集中供熱與發(fā)電等，是主要的一次性消耗能源之一。

城市燃氣企業(yè)的特點是：分布式、集散型、網絡化、全開放。為實現(xiàn)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(tǒng)。

大慶雖然是我國最大的石油城，但是對于城市燃氣的開發(fā)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(fā)展。所以，必須采用一種先進的集中式數(shù)據(jù)模型平臺來管理整個生產操作，并采用通用標準使系統(tǒng)具有企業(yè)互聯(lián)性，可與相關系統(tǒng)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(yè)決策。我公司通過對國內外的調研，決定開發(fā)一套具有世界級先進水平的城市燃氣生產調度指揮系統(tǒng)。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，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(tǒng)，已廣泛應用于電力系統(tǒng)、天然氣集輸、石油化工等諸多領域。SCADA系統(tǒng)可實現(xiàn)實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對工業(yè)現(xiàn)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(jiān)視，并為生產、調度和管理提供必要的數(shù)據(jù)等多方面功能。

二SCADA系統(tǒng)流程設計

大慶天然氣SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，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(jiān)控中心相連。調度中心通過人機界面系統(tǒng)完成對分布在全市范圍內的CNG加氣站和調壓箱實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、全部生產數(shù)據(jù)監(jiān)控采集。每天24小時不間斷地對各監(jiān)控站的監(jiān)測參數(shù)進行顯示并實現(xiàn)報警記錄、事件記錄以及主要的生產數(shù)據(jù)進行存儲與歸檔處理、報表輸出等管理功能。

三CNG子站的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控中心的通信

每個CNG子站都包括數(shù)據(jù)采集機，該機器采用opto采集儀表數(shù)據(jù)。可以通過該軟件提供的OPC SERVER采集所需數(shù)據(jù)項。具體方法如下：

首先進入紫金橋組態(tài)軟件的組態(tài)，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(tài)”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(shù)據(jù)庫點對話框”，在該對話框的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)源實現(xiàn)CNG站與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。在服務器端的紫金橋組態(tài)軟件的“公共”導航頁里雙擊“數(shù)據(jù)源”項，在彈出的對話框里填入遠程數(shù)據(jù)源名稱；在其后的對話框里填入遠程數(shù)據(jù)源的IP地址。在“點組態(tài)”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(shù)據(jù)源。

四調壓站的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控中心的通信

調壓站的數(shù)據(jù)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(shù)字信號。

流量計的數(shù)據(jù)采集可以通過定義“設備驅動”下的相應的設備實現(xiàn)設備與計算機間的數(shù)據(jù)傳送。

壓變的數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)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(tài)畫面的繪制

所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)上傳后即可繪制組態(tài)畫面，在實用、美觀的前提下實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(tài)。

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(qū)域進入各站。

3 數(shù)據(jù)顯示

通過各圖的數(shù)據(jù)顯示和閥的顏色，顯示遠程數(shù)據(jù)的狀態(tài)。并可以查詢一段時間的趨勢。

4 報表

紫金橋組態(tài)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(shù)據(jù)進行顯示、匯總、打印和存儲。

可以通過報表生成日報、上傳數(shù)據(jù)、修改用戶和打印等功能。

六網絡發(fā)布

對于已經完成的工程可以通過WEB發(fā)布，將所做的畫面發(fā)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(fā)布到WEB”完成發(fā)布。至此，可在WEB發(fā)布所屬網段，在IE瀏覽器中輸入IP地址即可實現(xiàn)對發(fā)布畫面的訪問。

七結語

以上文字為天然氣SCADA系統(tǒng)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。