• 基于紫金橋軟件的天然氣SCADA系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)———基于紫金橋軟件的天然氣SCADA系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)
    紫金橋軟件技術(shù)有限公司

    一 引言  

    SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

    城市燃?xì)庾鳛槌鞘兄匾墓没A(chǔ)設(shè)施是現(xiàn)代文明城市的重要標(biāo)志之一,同時(shí),又是國(guó)家能源建設(shè)的重要組成部分。其利用領(lǐng)域極為廣泛,諸如化學(xué)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?xì)馄髽I(yè)的特點(diǎn)是:分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開放。為實(shí)現(xiàn)對(duì)城市燃?xì)馍a(chǎn)過(guò)程的安全高效調(diào)度指揮,迫切需要一套可靠的控制系統(tǒng)。

    大慶雖然是我國(guó)最大的石油城,但是對(duì)于城市燃?xì)獾拈_發(fā)和應(yīng)用卻剛剛處于起步階段。起點(diǎn)的高低直接影響大慶在城市燃?xì)夥矫鎽?yīng)用的水平,也直接影響其未來(lái)的發(fā)展。所以,必須采用一種先進(jìn)的集中式數(shù)據(jù)模型平臺(tái)來(lái)管理整個(gè)生產(chǎn)操作,并采用通用標(biāo)準(zhǔn)使系統(tǒng)具有企業(yè)互聯(lián)性,可與相關(guān)系統(tǒng)提供一條雙向信息高速通路,使管理者和用戶能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的做出商業(yè)決策。我公司通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外的調(diào)研,決定開發(fā)一套具有世界級(jí)先進(jìn)水平的城市燃?xì)馍a(chǎn)調(diào)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(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與遠(yuǎn)程調(diào)度相結(jié)合的自動(dòng)化系統(tǒng),已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、天然氣集輸、石油化工等諸多領(lǐng)域。SCADA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制,對(duì)工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)視,并為生產(chǎn)、調(diào)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(shè)計(jì)

        大慶天然氣SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集包括5個(gè)CNG子站和一個(gè)調(diào)壓站。

        調(diào)壓站以RTU為核心組成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)GPRS的方式上傳給生產(chǎn)調(diào)度指揮中心。CNG子站通過(guò)ADSL和監(jiān)控中心相連。調(diào)度中心通過(guò)人機(jī)界面系統(tǒng)完成對(duì)分布在全市范圍內(nèi)的CNG加氣站和調(diào)壓箱實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控采集。每天24小時(shí)不間斷地對(duì)各監(jiān)控站的監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行顯示并實(shí)現(xiàn)報(bào)警記錄、事件記錄以及主要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與歸檔處理、報(bào)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(gè)CNG子站都包括數(shù)據(jù)采集機(jī),該機(jī)器采用opto采集儀表數(shù)據(jù)??梢酝ㄟ^(guò)該軟件提供的OPC SERVER采集所需數(shù)據(jù)項(xiàng)。具體方法如下:

        首先進(jìn)入紫金橋組態(tài)軟件的組態(tài),新建一個(gè)OPC設(shè)備并在“定義OPC設(shè)備”對(duì)話框中的“OPC服務(wù)器”選擇“opto”的OPC Server。

        選擇“確認(rèn)”,一個(gè)OPC設(shè)備即建立完成。

        然后,在“點(diǎn)組態(tài)”窗口里建立與該設(shè)備連接的點(diǎn)。雙擊表格內(nèi)的空白項(xiàng),會(huì)彈出“新建數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)對(duì)話框”,在該對(duì)話框的數(shù)據(jù)連接項(xiàng)中的下拉框內(nèi)選擇先前建立的OPC設(shè)備。

    最后,通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)CNG站與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。在服務(wù)器端的紫金橋組態(tài)軟件的“公共”導(dǎo)航頁(yè)里雙擊“數(shù)據(jù)源”項(xiàng),在彈出的對(duì)話框里填入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源名稱;在其后的對(duì)話框里填入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源的IP地址。在“點(diǎn)組態(tài)”中定義點(diǎn)時(shí)選擇遠(yuǎn)程設(shè)備,并在下拉框內(nèi)選擇已經(jīng)定義的數(shù)據(jù)源。

    四調(diào)壓站的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控中心的通信

        調(diào)壓站的數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括流量計(jì)、壓力變送器和模擬輸入模塊;通過(guò)流量計(jì)可以采集天然氣的壓力、流量、溫度;通過(guò)壓力計(jì)可以采集調(diào)壓前和調(diào)壓后的壓力;通過(guò)模擬輸入模塊可以將電流值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。

        流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集可以通過(guò)定義“設(shè)備驅(qū)動(dòng)”下的相應(yīng)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備與計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送。

    壓變的數(shù)據(jù)采集可以通過(guò)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(hào)傳給計(jì)算機(jī),通過(guò)紫金橋軟件的設(shè)備驅(qū)動(dòng)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。

        由于調(diào)壓站的位置偏僻,架設(shè)專用線路的費(fèi)用較高,這里可以使用無(wú)線通訊的方式,通過(guò)無(wú)線模塊將數(shù)字信號(hào)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)。需要注意的是流量計(jì)和模擬輸入模塊的波特率應(yīng)設(shè)置一致。下圖為簡(jiǎn)易接線圖。

        五組態(tài)畫面的繪制

        所有數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)上傳后即可繪制組態(tài)畫面,在實(shí)用、美觀的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和報(bào)表功能的應(yīng)用。

        1 登陸界面

        該界面提供登陸、密碼和維護(hù)功能,并可以顯示用戶的登陸狀態(tài)。

        2 地理導(dǎo)航

        通過(guò)選擇左上角的按鈕選擇相應(yīng)的站點(diǎn)。也可以選擇地圖上的黃色區(qū)域進(jìn)入各站。

        3 數(shù)據(jù)顯示

     

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

        4 報(bào)表

        紫金橋組態(tài)軟件提供了強(qiáng)大的報(bào)表功能,利用這些功能可以對(duì)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、匯總、打印和存儲(chǔ)。

     

        可以通過(guò)報(bào)表生成日?qǐng)?bào)、上傳數(shù)據(jù)、修改用戶和打印等功能。

        六網(wǎng)絡(luò)發(fā)布

        對(duì)于已經(jīng)完成的工程可以通過(guò)WEB發(fā)布,將所做的畫面發(fā)布在互連網(wǎng)上。具體方法如下:

    在“公共”-》“本機(jī)配置”將“WEB服務(wù)器”選擇上;在“WEB配置”內(nèi)填寫WEB服務(wù)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(wǎng)段,在IE瀏覽器中輸入IP地址即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)布畫面的訪問(wèn)。

        七結(jié)語(yǔ)

      以上文字為天然氣SCADA系統(tǒng)的編制過(guò)程,實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)、GPRS信號(hào)、電腦病毒等多方面影響。

     
     
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