SCADA系统培训 (2)ppt课件

1、天然气管道数据采集与监控SCADA系统培训成都华泰燃气设备成都华泰燃气设备讲解员：何刚SCADA系统简介01一SCADA系统组成构造二SCADA系统功能01三SCADA系统运用领域01四城市燃气SCADA系统运用01五内 容 提 要LNG/CNG站控系统运用六引言： 现代输气管道自动化管理多采用SCADA系统。在国内外输气管道设计中，SCADA系统已成为的选择，已成为管道系统管理和控制的规范化设备，压气站、计量站、调压站、LNG站、CNG站、清管站、阴极维护站等均由SCADA系统实行遥测、遥控。1997年建成的陕京输气管道是目前国内陆上第一条自动化程度较高的大口径长间隔输气管道，它采用的SCA

2、DA系统表达了国外90年代先进技术程度。我国西部开发战略中拟建的西气东输工程，全长4000km，全线采用目前世界先进的SCADA系统进展监视、控制、动态模拟及智能检漏，该工程的建成，又将使我国天然气长输管道自动化程度上一新台阶。 一、SCADA系统简介一、SCADA系统简介1、1 系统概略： SCADASupervisory Control And Data Acquisition系统,即监测监控及数据采集系统。是基于计算机、通讯和控制技术开展起来的一种数据采集与控制系统，是数字化管道的根底。它可以对现场的运转设备进展监视和控制，一实现数据采集、设备控制、丈量、参数调理以及各类信号报警等各项功

3、能。 一、SCADA系统简介1、2 开展历程： SCADASupervisory Control And Data Acquisition系统,全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的开展严密相关。SCADA系统开展到今天曾经阅历了四个阶段。 1构成阶段：SCADA系统的概念构成于60年代。 2成型阶段：SCADA系统成型于70年代。 3功能阶段：80年代，微机+PLCPC,功能强大。 4网络阶段：90年代，网络拓宽了运用范围，管理自动化，更方便。1、3 开展展望：SCADA系统在不断完善，不断开展，其技术提高一刻也没停顿过。当今，随着电力系统、铁道气化系统、供

4、水系统、供气系统需求的提高以及计算机技术的开展，为SCADA系统提出新的要求，概括地说，有以下几点：1SCADA/EMS系统于其它系统的广泛集成；2专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研讨的运用；3面向对象技术、Internet技术及JAVA技术的运用；一、SCADA系统简介二、SCADA系统组成构造2、1 系统组成：1系统构造 SCADASupervisory Control And Data Acquisition系统，即监测监控及数据采集系统，SCADA系统具有三层构造，它包括调度中心、通讯处置机和RTU。2网络构造 主要功能：在网络中的一切用户可以共享全部或部分信息资源，实现硬件、软件

5、和数据共享。3硬件配置 SCADA主机、操作员任务站、打印机、数据库、UPS电源、通讯处置机、网络效力设备。4软件配置 操作系统软件、SCADA系统软件、运用软件。 2、2 系统构造：二、SCADA系统组成构造3、1 调度控制中心概略： 调度控制中心简称DCC，DCC作为SCADA系统最高级别的一层，主要担任采集一切现场RTU的数据及系统数据库的消费，对整个系统的工艺消费进展管理，优化，决策及控制。 调度中心担任对全线进展集中监视、控制和调度管理。包括以下几个部分：1、调度中心实时效力器：主要是进展数据的采集和处置；2、数据库效力器：进展数据的存储及网络发布WEB功能；3、设置两台任务站：实现

6、系统数据的查询、处置、设置、报表、打印等功能，两台任务站可以显示不同的画面；4、短信报警系统：可以将重要的报警信息发送到相关人员手机上，保证系统重要报警信息的快速处置。5、UPS电源：为调度中心提供后备电源，保证数据完好性。 三、SCADA系统功能3、2 远程终端单元概略： 远程终端单元RTU是一个术语，用来描画不仅能用就地控制层，是实现现场数据采集、计量、报警、停车维护、控制、显示与打印的黑匣子。它作为SCADA系统现场终端能按要务虚时向主站发送信息，并接纳来自主站的控制指令与信息，实现远程控制。各种SCADA系统中所运用的RTU功能与组成各不一样。三、SCADA系统功能3、3 通讯方式概略

7、： 调度中心与远程监测站之间采用以太网或者无线CDMA、GPRS、3G网络通讯，其实施要根据该SCADA系统的规模大小，普通选择网络为，调度中心与站控系统采用以太网方式通讯，与远程管网监测端站采用无线CDMA、GPRS方式通讯，无线普通我们首选中国挪动GPRS通讯方式。 采用GPRS通讯，调度中心需恳求公网IP地址或者固定域名，各监测端站均配SIM数据通讯卡。为用户节省大量的运营费用，用户只需支付各监测端站相应的GPRS费用即可。三、SCADA系统功能4、1 运用领域概略： 由于各个运用领域对SCADA系统的要求不同，所以不同运用领域的SCADA系统开展也就不完全一样。 在电力系统中，SCAD

8、A系统运用最为广泛，技术开展也最为成熟。它作为能量管理系统EMS系统的一个最主要的子系统，有着信息完好、提高效率、正确掌握系统运转形状、加快决策、能协助快速诊断出系统缺点形状等优势，现曾经成为电力调度不可短少的工具。它对提高电网运转的可靠性、平安性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高伐度的效率和程度中方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道气化运动系统上的运用较早，在保证电气化铁路的平安可靠供电，提高铁路运输的调度管理程度起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的开展过程中，随着计算机的开展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进大量的SCADA产品与设备，

9、这些都带动了铁道电气化运动系统向更高的目的开展。 四、SCADA系统运用领域 城市燃气SCADA系统是一个平安可靠、技术先进、性能稳定、操作方便、易于扩展及开发、经济合理、性能价钱比高的，适于天然气管道工程的SCADA系统。它实现燃气管网和场站的数据采集、监视、控制和管理，为消费运转的科学管理和调度提供科学的根据。五、城市燃气SCADA系统运用引言：5、1 系统概述： 城市燃气拥有天然气配气门站一座，中高压调压站3座，阀室6座，区域和公用调压站、柜400余座，中、低压天然气管网500余公里，拥有近10万居民用户和工福户400余户。包括以下几个部分：1调度中心1个；2配气门站站控系统；3有人值守

10、调压站柜3座，站控系统；4阀室6个RTU终端；5无人值守调压站柜5座RTU终端；6民用户16座RTU终端；7工福户10座RTU终端；五、城市燃气SCADA系统运用5、2 系统网络构造： 城市燃气SCADA系统是采用以计算机网络为中心构成三级式的监控和数据采集系统。系统网络中的主要元素为调度监控中心、高压输配门站、远程站高/中压调压站、区域和公用调压站、调压箱、阀室。本系统为三级分布式控制系统：一级：调度中心为系统控制管理级，担任数据的处置和监控。二级：带有本地站控系统的门站和高中压调压站为系统过程控制级，担任现场数据采集和设备控制。三级：分布于各个管网端站的RTU为远程检测控制级。三级：系统经

11、过有线或有线通讯网络有机地结合在一同构成一个完好的数据采集和监控系统。 调度中心网络监控系统经过远程RTU对城市燃气的管网和场站的工艺参数进展数据采集和监控，远程RTU设备完成对管网和场站的工艺流程、控制设备的数据采集、控制、天然气流量计算，将数据上传到调度中心，并执行和接受调度中心的指令及下传的数据。五、城市燃气SCADA系统运用5、3 整个系统网络图：五、城市燃气SCADA系统运用5、4 调度中心网络图：五、城市燃气SCADA系统运用5、5 门站、有人值守调压站网络图：五、城市燃气SCADA系统运用5、6 无值守调压站网络图：五、城市燃气SCADA系统运用5、7 通讯方式： 在调度控制中心

12、、门站、高中压调压站采用有线光纤为主，无线GPRS为备用的组网方式，以保证这些重要站点通讯的可靠性、稳定性。在数据吞吐量较小、实时性要求不高、有线通讯网络覆盖不到或单独为此敷设线路不经济的区域或站点如：各类调压站、中/低压站、调压箱、管网监测点等仅采用无线GPRS的通讯方式。五、城市燃气SCADA系统运用5、8 软件产品： 本系统选用Wonderware公司的INTOUCH软件作为二次开发的组态平台，Wonderware是全球最大的工控软件公司之一，提供全面的工业企业处理方案，与IndustrialSQL Server和SuiteVoyager相配合，可以无缝地实现与管理信息系统的链接。 软件

13、产品分配表如下表：五、城市燃气SCADA系统运用5、9 系统功能：本系统的主要功能如下：数据采集和处置。全线输气袭人及各站的启动和停输。数据的显示包括工艺流程的动态显示，趋势图显示。 报警显示、管理以及事件的查询、打印。将数据传送到历史数据库中。为其它管理系统如模拟仿真系统、MIS、GIS、Call Center等提供平台接口，进展数据交换、数据共享，实现与GIS、MIS或Call Center等系统的集成。五、城市燃气SCADA系统运用5、10 显示功能： 调度中心对采集到的各种数据，子啊显示屏上以画面、报表、图像的方式动态显示系统的工艺过程、参数、设备形状。显示屏幕上可以显示当前监测的数据

14、，亦可显示历史数据趋势曲线；显示时，可以经过颜色变化、百分比、色标填充等手段加强画面的可视性。五、城市燃气SCADA系统运用5、11 数据存档功能： 本系统的数据库采用Wonderware的IndutrialSQL Server数据库，它是适用于工厂数据的高性能的实时关系数据库，内嵌Mircosoft SQL Server，他们之间的集成时完美无缝的。在远程客户端，可以运用于Mircorosoft SQL Server一样的访问工具和方法直接访问IndutrialSQL Server。 本系统中，INSQL SERVER直接从IOSERVER上读取实时数据进展储存，储存周期为30秒，这种方式下

15、，只需求运转采集效力器IOSERVER，工程师站和操作员站运转能否都不会影响历史数据的储存，从而保证了历史数据的完好和可靠性。 客户端可以经过ODBC直接进展访问和查询。对于未进展采集的数据可提供一个数据录于窗口进展补录。五、城市燃气SCADA系统运用5、12 简单调度元素的分析：调度中心系统是整个系统的管理中枢，而调度人员又是调度中心系统的执行者，因此假设调度系统可以为调度人员提供一些参考信息，协助调度人员更加科学、合理管理整个管网的运转，将会节约能源，减少不用要的浪费，添加经济效益。例如，根据现场上传的运转数据，经过计算分析，可以得出顶峰段用气量。经过分析可以提供以下信息：计算管网动态量比

16、；计算日、月、年累计流量；计算长输管线输差率； 计算管网平均压力、最低点压力；计算顶峰段的用气量；五、城市燃气SCADA系统运用5、13 数据存档功能： 调度系统对存放在数据库中的数据，可进展最大值、最小值、平均值、偏向值、累计值和其它各种特殊的运算处置。并可根据需求，生成各类报表、趋势曲线、适用图表，包括即时报表、日报、月报、年报、各类趋势曲线、棒饼状图等等。 系统具备报表自动生胜利能，即操作人员利用系统提供的适用程序，经过简单的人机对话或定时功能，可以录入天气情况、值班人员、交接班日志、当日班缺点分析及处置等信息，就可完成各类报表的制造任务，并具有定时打印和随机打印功能。五、城市燃气SCA

17、DA系统运用5、14 报警功能： 实时报警：当缺点发生时，发生声光警报，显示缺点点和缺点形状，可按照报警等级做出相应反响，记录缺点的信息，并在显示画面上提示处置故障的方法。报警打印自动打印缺点记录。 历史报警：经过INTOUCH本身自带的Alarm DB Logger Manager，可以自动将报警和操作信息存入规范的SQL 2000数据库中以效力方式运行。经过ODBC方式可以查询恣意时间段的报警记录。五、城市燃气SCADA系统运用5、15 操作权限： 系统具有多级操作权限，一致级别的用户具有一样的权益。比如对于一些控制功能，必需具有一定级别的操作员才可以进展操作。 本调度系统的任务站划分多个

18、操作权限。 系统管理员：系统一切画面的阅读、操作、数据输入及系统的修正和维护。 调度人员：系统一切画面的阅读、操作和数据输入。 其他人员：系统一切画面的阅读。 发布的Web网页只需授权用户才可以阅读，其他无权用户无法进入和浏览这些网页。详细的用户称号和密码将由用户提供。五、城市燃气SCADA系统运用5、16 WEB的发布： 从方便用户的要求出发，系统接口一致采用WEB方式，通讯用户计算机上安装的阅读器软件，如IE阅读查询以下信息：实时数据的阅读；消费报表的阅读；历史数据的查询； 系统的引见；五、城市燃气SCADA系统运用5、17 SCADA SERVER冗余： 对于调度中心的效力器来讲，两台I

19、O效力器是冗余的，假设一台效力器缺点，另一台效力器承当一切实践任务，而不影响系统的操作。 INTOUCH可以很容易的配置冗余或热备，它并不是作为一个功能放入到INTOUCH中的，而是INTOUCH本身的体系构造决议了随时可以将INTOUCH配置成冗余或热备。 INTOUCH与其它HMI软件运用的最大区别是在I/O通讯方式上，INTOUCH运用I/O Server与I/O设备通讯，其它HMI软件运用I/O Driver与I/O设备通讯。I/O Server与I/O Driver是两个不同的概念，I/O Server是独立的，而I/O Driver必需与其它HMI软件相关。这就是为什么其它HMI软

20、件必需求添加一个功能才干配置冗余或热备。换句话说，INTOUCH本身的体系构造决议INTOUCH与生俱来的冗余或热备“功能；然而大部分软件需求添加功能才干完成冗余或热备。五、城市燃气SCADA系统运用5、17 SCADA SERVER冗余： INTOUCH经过I/O Server与RTU通讯，I/O Server可以和INTOUCH安装在同一台计算机上，也可以分布在位于同一个以太网上的不同计算机上。INTOUCH用I/O Server内置的点SRATUS监视I/O Server与RTU的通讯；用INTOUCH内置的主题Topic监视INTOUCH与I/O Server的通讯。 INTOUCH热

21、备冗余的根本方法是：配置在不同的计算机内2个以上的I/O Server，正常时只需I/O Server与I/O设备通讯，INTOUCH经过主I/O Server与I/O设备通讯。INTOUCH不断监视的形状，一旦发现主I/O Server有问题，INTOUCH立刻自动转到备用I/O Server。五、城市燃气SCADA系统运用终了语： 系统建成后，任务人员可根据系统提供的信息全面、实时掌握系统运转参数和情况，最好地处理供需矛盾。以满足工业及民用的需求。 燃气是易燃易爆气体，要求消费、输配绝对平安，本系统提高了调度人员发现事故和分析事故的预见性，一旦出现异常，可以及时采取有效措施，防止事故的发生

22、和蔓延，从而保证了国家与人民财富的平安，具有显著的平安效益。同时，系统建成后，可以根据运转情况及各环节的运转数据等相关信息，进展综合分析、优化调度，编制合理、经济的供气方案，节约了气源，人力、物力，减少了对环境的污染。五、城市燃气SCADA系统运用引言： 站控系统具有高可靠性和尽能够强的系统才干，包括：数据采集、平安监视、系统调理控制、系统自动诊断、对消费区内可燃气体泄露进展监测报警等功能。站控系统在实时接受调度中心监控的同时，还应具备足够的自我支持运转才干，以确保系统的可靠性。调度控制中心的调度和操作人员能经过操作员任务站提供的管道系统工艺过程的压力、温度、流量、水分含量等信息，完成对管道全线的监控及运转管理。 六、LNG/CNG站控系统运用6、1 站控系统概略： LNG/CNG站控系统是以计算机为根底，以可编程控制器PLC为中心，对现场仪表进展数据采集与控制，以无线通讯模块DTU为传输载