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燃气SCADA技术方案(完整版).doc
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燃气SCADA技术方案(完整版).doc
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燃气 SCADA 技术方案
2015 年 1 月
.56gas.
目录
第 1 章 建设目标...............................................................................................................................3
第 2 章 规标准与选型.......................................................................................................................4
2.1 系统架构标准......................................................................................................................4
2.2 方案软件选型标准..............................................................................................................4
.
2.2.1 主要软件组成...........................................................................................................4
2.2.2 组态软件标准...........................................................................................................5
2.2.3 主流组态软件选型标准.........................................................................................12
2.2.4 前置机开发软件选型.............................................................................................14
2.3 通讯网络标准....................................................................................................................14
2.3.1 GPRS 通讯网络......................................................................................................14
2.3.2 基于光纤专线通讯网络.........................................................................................15
2.3.3 网络传输安全标准.................................................................................................15
2.4 合理化和建设性建议........................................................................................................15
第 3 章 系统架构.............................................................................................................................16
3.1 系统整体结构....................................................................................................................16
3.1.1 大型燃气公司结构.................................................................................................16
3.1.2 中小型公司结构.....................................................................................................17
3.1.3 本地站控系统.........................................................................................................17
3.1.4 通讯网络.................................................................................................................17
3.1.5 主控中心.................................................................................................................18
3.2 本地站控系统结构............................................................................................................18
3.2.1 站控系统概述.........................................................................................................18
3.2.2 站控系统设计.........................................................................................................19
3.2.3 本地站控系统设计.................................................................................................21
3.2.4 远传设备(RTU).................................................................................................22
3.3 通讯网络结构....................................................................................................................22
3.3.1 通讯系统概述.........................................................................................................22
3.3.2 通讯物理网络设计.................................................................................................23
3.3.3 单链路网络结构.....................................................................................................23
3.3.4 双链路网络结构.....................................................................................................24
3.3.5 物理网络配置模式.................................................................................................25
3.4 中心站控系统结构............................................................................................................26
3.4.1 主站概述.................................................................................................................26
3.4.2 主站系统结构图.....................................................................................................27
3.4.3 主站网络设计.........................................................................................................28
3.4.4 调度中心建设.........................................................................................................29
3.5 上下位接口........................................................................................................................30
第 4 章 系统功能.............................................................................................................................31
4.1 系统基础功能....................................................................................................................32
4.1.1 工艺展示.................................................................................................................32
4.1.2 参数配置.................................................................................................................32
4.1.3 系统告警.................................................................................................................33
4.1.4 通讯状态监测.........................................................................................................33
4.1.5 远程控制.................................................................................................................33
4.1.6 历史查询.................................................................................................................34
4.2 系统增强功能....................................................................................................................34
4.3 系统扩展功能....................................................................................................................36
4.3.1 应用服务器层的非单点故障.................................................................................36
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.
4.3.2 完善的操作日志.....................................................................................................36
4.3.3 对告警的分类.........................................................................................................36
4.3.4 离线查询统计功能.................................................................................................36
4.3.5 灵活的权限与分配.................................................................................................37
4.3.6 WEB 的发布...........................................................................................................38
第1章建设目标
建立 SCADA 系统的主要目的有 2 个:一方面是用于管理,包括生产的
管理,设备的管理;另一方面,SCADA 系统可以作为调度中心,通过对历
史数据与实时数据的分析与模型计算,为生产管理者提供决策。
SCADA 系统的主要功能是用于对大围的远程场站、管网监测点、工商
用户和居民用户进行监控,包括对各站点相关数据的实时采集、各种设备
状态的实时监测以与对远端设备的调节和控制等。除此之外, SCADA 系统
还包括以下功能:
1) 利用预置的报警值,可以实时地对监测设备与监控到的数据产生报
警;
2) 能够根据保存的历史数据进行统计分析,并绘制历史趋势图;利用
实时数据绘制实时趋势图;
3) 根据系统保存的历史数据、人工输入数据以与其它相关系统的数据,
编制统计报表、绘制统计曲线等;
4) 为其它提供实时数据和历史数据。
SCADA 系统最终目标是为实现对燃气系统的进气、计量、输配、调压全
过程的监控、管理和调度,能实现生产信息、管网状况的自动化收集、分类、
传送、整理、分析、和存储,为管网输配的优化调度、故障分析、辅助决策提
供科学的手段。
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.
第2章规标准与选型
2.1系统架构标准
一般来说,标准的 SCADA 系统主要包括三部分组成:主站端,通讯系统和
远程终端单元。
主站一般采用先进的计算机,有着良好的图形支持,现在采用 PC 计算
机和 WINDOWS 系统居多,在历史上,曾经有很多系统采用 UNIX 系
统和 XWINDOWS 图形界面。一个主站可能的分站数量从几十到几百、
几千个不等。
通讯系统可以多种方式,有线的包括音频电缆、载波电缆、光纤、电力
载波等,无线的包括电台、卫星、微波等。
远程终端单元(RTU /PLC)的品种也很多,大的系统由很多机柜组成,
小的系统可能就是一个小设备盒。
2.2方案软件选型标准
2.2.1主要软件组成
1) 组态软件
在系统构架中,组态软件是整个SCADA系统的核心软件。该软件运行于WI
NDOWS操作平台上,提供ODBC或JDBC数据接口,并支持双机冗余热备与各类
标准通讯协议的功能。HMI工作站在数据采集的基础上进行相关的系统组态,
并根据通讯状况切换数据采集路径,实现整个燃气管网的总体监控和管理,同
时可以根据需要将用户感兴趣的监控画面发布在WEB上,实现基于Internet的综
合管网信息监控和远程信息的综合诊断功能;采集的实时现场数据进入实时数
据库进行有效存储和管理。
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.
2) 数据库软件
SCADA 系统中的关系数据库是支持网络高可靠性、安全性的数据库软件。
实时数据服务器通过访问标准的数据接口如 ODBC(或 OLE DB),将数据存
储在历史数据服务器中。在历史数据库服务器上,系统通过运行部触发器、存
储过程等多种方式,将实时数据按照用户的要求存储为历史数据。
3) 通讯前置机
在一般中大型的SCADA站控系统中,数据通讯都有专用的通讯前置机,
实现本地站控和调度控制中心的交互,从而实现更高效、更稳定的数据传
输。
4) 服务器/客户端操作系统
服务器采用 WINDOWS SERVER 中文版操作系统。工程师站、操作员站、
图形工作站操作系统均采用 Windows 桌面中文版操作系统。
5) 防毒软件
为保障通讯网络的安全性和运行的可靠性,选用企业版防毒软件。该方案
能够保护工作站和服务器免受当今所有种类的网络威胁,清除电子中的病毒,
保护所有网络资源的可用性和信息安全。
2.2.2组态软件标准
系统监控组态软件本身与相关文档均为中文版本。应该具有全图形化界面、
全集成、面向对象的开发方式,使得系统开发人员使用方便、简单易学。功能
覆盖广,软件组合灵活,高效性、在结构和机制的先进性应确保用户可快速开
发出实用而有效的自动化监控系统。系统应支持在各种语言版本的操作系统上
运行,可在画面中同时使用汉字与其他多国文字和符号,具备全中文的开发和
运行环境。工程师/操作员站监控、组态必须的软件均基于 Windows 系列操
作系统,且必须提供 Windows 下的在线帮助功能。使用该系列软件开发出的
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