SCADA系統在長(cháng)輸油氣管道系統中的應用

摘要：介紹了西氣東輸二線(xiàn)的基本情況及其流程工藝，介紹了PLC、站控機、路由器、交換機等自控設備在該項目中的應用，并分析了以太網(wǎng)、ControlNet網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )組成，討論了控制系統的組成及實(shí)現的功能。
關(guān)鍵詞：西氣東輸；SCADA系統；HMI；ESD；PLC；路由器；交換機

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)即數據采集與監視控制系統，負責監視全線(xiàn)管道站場(chǎng)和閥室設備運行情況，是一項重要的綜合自動(dòng)化系統。因此，要確保安全、經(jīng)濟合理高效。
SCADA系統通過(guò)聲光報警來(lái)警示管道運行參數出現了異常情況。如果超出了安全警戒線(xiàn)，控制系統能夠自動(dòng)根據邏輯關(guān)閉場(chǎng)站及相關(guān)大型設備，整個(gè)場(chǎng)站可以在預定的極短的時(shí)間內恢復到安全狀態(tài)。

1 系統解決方案和實(shí)施
1．1 系統結構
本工程控制系統采用三級監控結構：
一級調度中心：北京油氣調控中心以通訊方式對所有站場(chǎng)和閥室進(jìn)行監控；
二級站控系統：在正常情況下，由站控制系統完成對現場(chǎng)設備的實(shí)時(shí)監控；
三級就地操作：當站控系統出現故障或檢修維護時(shí)，在現場(chǎng)進(jìn)行設備操縱。
1．2 控制系統總體方案介紹
西二線(xiàn)SCADA系統由羅克韋爾公司的PLC系統、霍尼韋爾公司的ESD系統SaftyManager、冗余數據服務(wù)器、DELL操作員工作站和工程師工作站、HP打印機、赫斯曼交換機、思科路由器、Moxa串口服務(wù)器、UPS等設備組成，西段典型壓氣站(CSC)站控系統配置如圖1所示。主要完成站內工藝數據采集、監視、控制等功能，并向調度中心傳送實(shí)時(shí)數據，接受調度中心下達的任務(wù)。

1．3 上位機(HMI)監控系統
西二線(xiàn)上位機系統選用了Honevwell公司的HS系統，每個(gè)場(chǎng)站配置的2臺通訊服務(wù)器和1臺客戶(hù)端，客戶(hù)端與冗余服務(wù)器之間通過(guò)光纖連接，保證其通訊的穩定性。2臺通信服務(wù)器互為冗余熱備配置，當2個(gè)服務(wù)器均正常工作、或任何1個(gè)服務(wù)器正常工作的條件下，操作員站都可以對過(guò)程控制PLC系統、ESD系統、第三方通訊設備的所有數據實(shí)施監控，同時(shí)主備調控中心也可以實(shí)現對站場(chǎng)的監控。
冗余的通信服務(wù)器中的任何一個(gè)失敗以后，另一個(gè)一直“熱備”的通信服務(wù)器立即取代它的所有功能。
在第三方通訊設備方面，西二線(xiàn)采用MOXA公司的串口服務(wù)器來(lái)實(shí)現對數據的采集。該串口服務(wù)器上配置以太網(wǎng)口和16個(gè)RS485接口，每個(gè)RS485接口只連接到現場(chǎng)的1個(gè)串行控制器；串口服務(wù)器采用冗余配置，2個(gè)串口服務(wù)器各采用1個(gè)以太網(wǎng)口連接到冗余的A、B網(wǎng)絡(luò )上。
1．4 PLC監控系統
西二線(xiàn)PLC監控系統選用了RockwellAutomation(羅克韋爾自動(dòng)化公司)的ABControlLogix控制器及相關(guān)控制系統。該產(chǎn)品是該制造商目前在技術(shù)和性能上最高檔次的產(chǎn)品，也是行業(yè)內公認最為強大的控制器產(chǎn)品之一。
以ControlLogix控制器為核心構建的控制系統，具有高度的可靠性和安全性，是面向大型、關(guān)鍵性系統應用的理想產(chǎn)品。
因此以ControlLogix構建的系統，可以作為通用PLC控制系統，應用于油氣管線(xiàn)中的站場(chǎng)控制系統SCS系統。