一、前言
目前各天然氣輸配站的站控系統(tǒng)都是采用二次表系統(tǒng)，主要的功能如下：現(xiàn)場(chǎng)的壓力、液位、溫度通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)各種變送器將信號(hào)傳至表盤(pán)上的無(wú)紙記錄儀顯示、記錄，報(bào)警信號(hào)由閃光報(bào)警儀發(fā)出聲光報(bào)警。如有情況發(fā)生，可通過(guò)設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)及表盤(pán)上的緊急切斷按鈕手動(dòng)對(duì)每個(gè)切斷閥分別實(shí)現(xiàn)控制室和氣化站現(xiàn)場(chǎng)的兩地快速切斷控制；為了便于事故狀態(tài)時(shí)能夠同時(shí)切斷所有的快速切斷閥，還設(shè)計(jì)了一個(gè)盤(pán)裝總控制按鈕和一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總控制按鈕，以分別實(shí)現(xiàn)在控制室和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有切斷閥的同步快速切斷控制。
二、系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹
由于氣化站的工藝比較簡(jiǎn)單，因此都以監(jiān)視為主。從卸液開(kāi)始，就地測(cè)量LNG的壓力，到進(jìn)液時(shí)儲(chǔ)罐的壓力、液位監(jiān)測(cè)。然后經(jīng)過(guò)氣化、調(diào)壓、計(jì)量、加臭幾道工序，最后將天然氣輸送到城市管網(wǎng)。出站管線上設(shè)有壓力和溫度儀表，如果天然氣的壓力、溫度低于設(shè)定值，二次表就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉緊急切斷閥。輔助系統(tǒng)有儀表風(fēng)系統(tǒng)，為一開(kāi)一備，監(jiān)測(cè)儀表用氣的壓力并當(dāng)一組壓力低時(shí)自動(dòng)切換到另一組；還有熱水循環(huán)系統(tǒng)，主要是測(cè)量水溫；還有消防水系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量消防水池的液位來(lái)決定是否補(bǔ)充水量，并監(jiān)測(cè)壓力。
三、儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
隨著開(kāi)發(fā)的城市越來(lái)越多，站控系統(tǒng)的優(yōu)化也在不斷地進(jìn)行。
1、從陽(yáng)江工程開(kāi)始根據(jù)實(shí)際情況取消了出站溫度低緊急切斷系統(tǒng)，增加出站溫度低低報(bào)警，此項(xiàng)更改可節(jié)約4萬(wàn)多；
2、敞開(kāi)式消防水池取消液位測(cè)量，可降低投資近萬(wàn)元；
3、儀表氮?dú)庀到y(tǒng)由原來(lái)的低壓自動(dòng)切換改為手動(dòng)切換(氮?dú)馄拷M放置地點(diǎn)離控制室較近)，可節(jié)省2個(gè)壓力變送器、2個(gè)壓力開(kāi)關(guān)和2個(gè)電磁閥，大約可節(jié)約5萬(wàn)；
4、九江擴(kuò)建工程在保證質(zhì)量性能的前提下將緊急切斷閥由進(jìn)口低溫閥門(mén)改用國(guó)產(chǎn)的低溫閥門(mén)(一個(gè)進(jìn)口低溫氣動(dòng)切斷閥大約可買(mǎi)二個(gè)國(guó)產(chǎn)閥)，此項(xiàng)最少可省4萬(wàn)多；
5、盡量少用就地顯示壓力表，此種表雖然價(jià)格便宜，但由于需一年兩次定期強(qiáng)檢，運(yùn)行費(fèi)用很高；
6、開(kāi)發(fā)了無(wú)紙記錄儀的遠(yuǎn)程通訊功能，將大部分LNG氣站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)該通訊軟件遠(yuǎn)傳到總公司生產(chǎn)安全部，為生產(chǎn)安全部了解各公司的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況，特別是了解LNG的消耗和庫(kù)存量起到較大的作用。
7、根據(jù)實(shí)際情況投用了自動(dòng)加臭功能。
經(jīng)過(guò)優(yōu)化和系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)后，根據(jù)目前在用設(shè)備，這套系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮了最大的功效。在保留原來(lái)的控制功能且采用相同控制設(shè)備的基礎(chǔ)上，將原來(lái)一套控制系統(tǒng)的投資降低了十幾萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)如此的改造，也為公司節(jié)約了較為可觀的資金。
四、SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介
隨著公司規(guī)模逐步擴(kuò)大，管網(wǎng)和用戶的日益增多， SCADA便是是一種很好的選擇，該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，不僅對(duì)推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，提高工作效率，而且提升企業(yè)在社會(huì)公眾和客戶心目當(dāng)中的整體形象，可幫助企業(yè)正確、及時(shí)地掌握企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。
(一)系統(tǒng)概述
SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。它是以計(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)，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(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。SCADA系統(tǒng)能為一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)和管理提供巨大的幫助。
1、SCADA系統(tǒng)為企業(yè)提供實(shí)時(shí)、完整的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)；
2、SCADA系統(tǒng)幫助企業(yè)正確、及時(shí)地掌握企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；
3、SCADA系統(tǒng)在大大減輕企業(yè)生產(chǎn)人員地勞動(dòng)強(qiáng)度地同時(shí)，也極大的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率；
4、SCADA系統(tǒng)幫助企業(yè)管理人員快速診斷出企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)存在或潛在的問(wèn)題；
5、SCADA系統(tǒng)幫助企業(yè)決策人員根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)存在或潛在的問(wèn)題，快速、及時(shí)和準(zhǔn)確地提出合理的解決方案；
6、通過(guò)企業(yè)自動(dòng)地為企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步利用，優(yōu)化企業(yè)地資源配置，提高企業(yè)地管理效率；
7、SCADA系統(tǒng)自動(dòng)地為企業(yè)提供各種豐富、及時(shí)的報(bào)表，使企業(yè)的人工報(bào)表成為歷史；
8、SCADA系統(tǒng)還能和企業(yè)的其它信息化平臺(tái)結(jié)合起來(lái)。
(二)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1、統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：數(shù)據(jù)或信息今后將是企業(yè)最重要的資源之一。一個(gè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)庫(kù)，資源有公司統(tǒng)一調(diào)配管理，而不應(yīng)當(dāng)分屬于各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)?？赏ㄟ^(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)共享；
2、模塊化結(jié)構(gòu)：由于燃?xì)庑袠I(yè)的特點(diǎn)，各業(yè)務(wù)功能模塊的建設(shè)是長(zhǎng)期和分步進(jìn)行的，因此平臺(tái)必須支持模塊化結(jié)構(gòu)，但是平臺(tái)必須提出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口規(guī)范和技術(shù)要求，以便系統(tǒng)內(nèi)部集成；
3、支持廣域信息共享：燃?xì)馄髽I(yè)業(yè)務(wù)部門(mén)一般都較分散，燃?xì)鈽I(yè)務(wù)信息系統(tǒng)必須能夠在一個(gè)廣域范圍內(nèi)進(jìn)行信息共享。因此必須利用現(xiàn)有的成熟的 Internet/Intranen技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)來(lái)構(gòu)建燃?xì)鈽I(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，通過(guò)Web方式在企業(yè)內(nèi)部瀏覽共享數(shù)據(jù)，采用主流的 Browser/Server結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件；
4、系統(tǒng)平臺(tái)一致性：調(diào)度管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)骨架，使用統(tǒng)一操作系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。為今后方便數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)安全、提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能與數(shù)據(jù)備份管理提供可能；
5、系統(tǒng)的開(kāi)放性和兼容性是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)不容忽視的一個(gè)特點(diǎn)，為已有的系統(tǒng)和設(shè)備連接上網(wǎng)提高能夠良好的連接界面。
整個(gè)系統(tǒng)按功能劃分為總部監(jiān)控中心和成員企業(yè)監(jiān)控站，每個(gè)成員企業(yè)監(jiān)控站同時(shí)負(fù)責(zé)與總部監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通訊和成員企業(yè)所有生產(chǎn)管理情況的監(jiān)控；總部監(jiān)控中心和成員企業(yè)監(jiān)控站包括操作員站、上位計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、按鈕操作面板等控制設(shè)備，操作員通過(guò)控制中心來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的儀表、閥門(mén)等設(shè)備。在總部監(jiān)控中心，操作員還可以通過(guò)瀏覽器實(shí)時(shí)的觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理的視頻圖象。
(三)功能描述
成員企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)將完成所在站的數(shù)據(jù)采集、順序控制、連鎖保護(hù)、計(jì)量等任務(wù)，可以獨(dú)立全站的自動(dòng)控制工作。
站控系統(tǒng)可由一套SIEMENS S7-300加一臺(tái)PC機(jī)組成，通過(guò)繪圖工具將三維動(dòng)態(tài)工藝流程畫(huà)面，將各個(gè)動(dòng)力裝置的運(yùn)行情況直觀地在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)，并可動(dòng)態(tài)變化。為了方便操作人員的操作和系統(tǒng)維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)，設(shè)有人機(jī)對(duì)話功能，操作人員可在操作室內(nèi)通過(guò)PC機(jī)來(lái)監(jiān)視站內(nèi)工藝過(guò)程和設(shè)備運(yùn)行情況。通過(guò)人機(jī)界面上將I/O模塊采集的數(shù)據(jù)以字符、數(shù)字或動(dòng)態(tài)圖形的方式顯示出來(lái)。經(jīng)過(guò)授權(quán)，操作人員可以在監(jiān)控操作站上用鍵盤(pán)或鼠標(biāo)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。此外，監(jiān)控系統(tǒng)還能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警、存儲(chǔ)并提供相應(yīng)的顯示操作和報(bào)表功能。
對(duì)于監(jiān)控站的系統(tǒng)部件故障報(bào)警、診斷報(bào)警等，軟件能自動(dòng)處理。對(duì)工藝過(guò)程報(bào)警(如液位高低報(bào)警、壓力報(bào)警等)必須進(jìn)行報(bào)警組態(tài)才能自動(dòng)處理。系統(tǒng)對(duì)任一報(bào)警可以用監(jiān)控站內(nèi)置喇叭發(fā)出聲報(bào)警，也可以將重要參數(shù)報(bào)警組態(tài)為報(bào)警出現(xiàn)時(shí)輸出到某個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，以驅(qū)動(dòng)外接音響。對(duì)于每個(gè)報(bào)警可以組態(tài)為報(bào)警發(fā)生時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換至報(bào)警參數(shù)所在畫(huà)面，同時(shí)在報(bào)警提示行以醒目的顏色顯示報(bào)警信息。
還可將相關(guān)的監(jiān)視點(diǎn)生成實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖和歷史趨勢(shì)圖，用于分析模擬量參數(shù)的變化趨勢(shì)，以讓操作人員掌握系統(tǒng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，使系統(tǒng)保持最佳運(yùn)行。
數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理是這個(gè)系統(tǒng)的核心與目的所在。根據(jù)軟件提供的種類(lèi)繁多的I/O驅(qū)動(dòng)，可與現(xiàn)場(chǎng)各種各種類(lèi)型的儀表設(shè)備通訊，將相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)采集到上位監(jiān)控界面上來(lái)。根據(jù)上位監(jiān)控軟件的完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)功能，一旦接收到數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與加工。
系統(tǒng)還可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際要求，通過(guò)監(jiān)控軟件與EXCEL電子表格的動(dòng)態(tài)鏈接，任意定義各類(lèi)表格及其格式，如班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。并且可以統(tǒng)計(jì)美意各報(bào)表的最大、最小值，做出相應(yīng)的棒圖、趨勢(shì)圖等數(shù)據(jù)分析方案，使整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的能源計(jì)量，設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行和企業(yè)管理進(jìn)入全面量化控制過(guò)程。
(四)與二次表系統(tǒng)的性能比較
相比之下，二次表系統(tǒng)的控制線路復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的單回路控制，需要在各種二次儀表之間來(lái)回接線，達(dá)到信號(hào)的輸入輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)回路控制，這樣儀表盤(pán)內(nèi)的布線非常復(fù)雜，如果出現(xiàn)線路或者儀表故障，查起來(lái)很麻煩。而采用PLC系統(tǒng)，只要將各種信號(hào)接入儀表盤(pán)內(nèi)的信號(hào)輸入輸出卡件，信號(hào)的輸入輸出都將由系統(tǒng)通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，省去了二次儀表之間的布線，相應(yīng)的線路、儀表故障也隨之減少。特別當(dāng)一個(gè)信號(hào)要同時(shí)控制幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，二次表系統(tǒng)要增加許多輔助儀表才能實(shí)現(xiàn)該功能，而PLC系統(tǒng)只需修改一下程序就能達(dá)到目的，非常方便。
站控PLC 硬件選用德國(guó)SIEMENS S7-300 PLC。S7-300 PLC是當(dāng)前SIEMENS公司主推產(chǎn)品，在各行各業(yè)工業(yè)用戶如鋼鐵、化工、能源領(lǐng)域等廣為應(yīng)用，經(jīng)過(guò)最?lèi)毫庸I(yè)環(huán)境的考驗(yàn)，實(shí)踐證明該產(chǎn)品是當(dāng)前最優(yōu)秀的PLC產(chǎn)品之一。人機(jī)界面軟件采用SIEMENS的WinCC5.0，人機(jī)界面友好，信息顯示生動(dòng)明了，操作方便，反應(yīng)快捷，中文文字報(bào)警與信息提示，多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)手段，對(duì)話能力強(qiáng)大，同時(shí)可與SIMENES公司的產(chǎn)品無(wú)縫連接，還可通過(guò)預(yù)留通訊接口實(shí)現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)通訊。
(五)投資比較
二次表系統(tǒng)一般投資在10萬(wàn)左右，包括無(wú)紙記錄儀、閃光報(bào)警儀、24V直流配電器等二次表等設(shè)備。
PLC站控系統(tǒng)一般投資在20萬(wàn)左右，具體視控制點(diǎn)數(shù)而定。同時(shí)一次表要相應(yīng)增加一些遠(yuǎn)傳信號(hào)，比如閥門(mén)的開(kāi)關(guān)信號(hào)等。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著公司規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的管理模式必將被淘汰。而站控SCADA系統(tǒng)技術(shù)含量高，操作方便，維護(hù)量小，它的應(yīng)用降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率；且大大提高公司的自動(dòng)化管理水平；也必將推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，從而提升企業(yè)的整體形象。
目前各天然氣輸配站的站控系統(tǒng)都是采用二次表系統(tǒng)，主要的功能如下：現(xiàn)場(chǎng)的壓力、液位、溫度通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)各種變送器將信號(hào)傳至表盤(pán)上的無(wú)紙記錄儀顯示、記錄，報(bào)警信號(hào)由閃光報(bào)警儀發(fā)出聲光報(bào)警。如有情況發(fā)生，可通過(guò)設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)及表盤(pán)上的緊急切斷按鈕手動(dòng)對(duì)每個(gè)切斷閥分別實(shí)現(xiàn)控制室和氣化站現(xiàn)場(chǎng)的兩地快速切斷控制；為了便于事故狀態(tài)時(shí)能夠同時(shí)切斷所有的快速切斷閥，還設(shè)計(jì)了一個(gè)盤(pán)裝總控制按鈕和一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總控制按鈕，以分別實(shí)現(xiàn)在控制室和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有切斷閥的同步快速切斷控制。
二、系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹
由于氣化站的工藝比較簡(jiǎn)單，因此都以監(jiān)視為主。從卸液開(kāi)始，就地測(cè)量LNG的壓力，到進(jìn)液時(shí)儲(chǔ)罐的壓力、液位監(jiān)測(cè)。然后經(jīng)過(guò)氣化、調(diào)壓、計(jì)量、加臭幾道工序，最后將天然氣輸送到城市管網(wǎng)。出站管線上設(shè)有壓力和溫度儀表，如果天然氣的壓力、溫度低于設(shè)定值，二次表就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉緊急切斷閥。輔助系統(tǒng)有儀表風(fēng)系統(tǒng)，為一開(kāi)一備，監(jiān)測(cè)儀表用氣的壓力并當(dāng)一組壓力低時(shí)自動(dòng)切換到另一組；還有熱水循環(huán)系統(tǒng)，主要是測(cè)量水溫；還有消防水系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量消防水池的液位來(lái)決定是否補(bǔ)充水量，并監(jiān)測(cè)壓力。
三、儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
隨著開(kāi)發(fā)的城市越來(lái)越多，站控系統(tǒng)的優(yōu)化也在不斷地進(jìn)行。
1、從陽(yáng)江工程開(kāi)始根據(jù)實(shí)際情況取消了出站溫度低緊急切斷系統(tǒng)，增加出站溫度低低報(bào)警，此項(xiàng)更改可節(jié)約4萬(wàn)多；
2、敞開(kāi)式消防水池取消液位測(cè)量，可降低投資近萬(wàn)元；
3、儀表氮?dú)庀到y(tǒng)由原來(lái)的低壓自動(dòng)切換改為手動(dòng)切換(氮?dú)馄拷M放置地點(diǎn)離控制室較近)，可節(jié)省2個(gè)壓力變送器、2個(gè)壓力開(kāi)關(guān)和2個(gè)電磁閥，大約可節(jié)約5萬(wàn)；
4、九江擴(kuò)建工程在保證質(zhì)量性能的前提下將緊急切斷閥由進(jìn)口低溫閥門(mén)改用國(guó)產(chǎn)的低溫閥門(mén)(一個(gè)進(jìn)口低溫氣動(dòng)切斷閥大約可買(mǎi)二個(gè)國(guó)產(chǎn)閥)，此項(xiàng)最少可省4萬(wàn)多；
5、盡量少用就地顯示壓力表，此種表雖然價(jià)格便宜，但由于需一年兩次定期強(qiáng)檢，運(yùn)行費(fèi)用很高；
6、開(kāi)發(fā)了無(wú)紙記錄儀的遠(yuǎn)程通訊功能，將大部分LNG氣站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)該通訊軟件遠(yuǎn)傳到總公司生產(chǎn)安全部，為生產(chǎn)安全部了解各公司的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況，特別是了解LNG的消耗和庫(kù)存量起到較大的作用。
7、根據(jù)實(shí)際情況投用了自動(dòng)加臭功能。
經(jīng)過(guò)優(yōu)化和系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)后，根據(jù)目前在用設(shè)備，這套系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮了最大的功效。在保留原來(lái)的控制功能且采用相同控制設(shè)備的基礎(chǔ)上，將原來(lái)一套控制系統(tǒng)的投資降低了十幾萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)如此的改造，也為公司節(jié)約了較為可觀的資金。
四、SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介
隨著公司規(guī)模逐步擴(kuò)大，管網(wǎng)和用戶的日益增多， SCADA便是是一種很好的選擇，該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，不僅對(duì)推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，提高工作效率，而且提升企業(yè)在社會(huì)公眾和客戶心目當(dāng)中的整體形象，可幫助企業(yè)正確、及時(shí)地掌握企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。
(一)系統(tǒng)概述
SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。它是以計(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)，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(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。SCADA系統(tǒng)能為一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)和管理提供巨大的幫助。
1、SCADA系統(tǒng)為企業(yè)提供實(shí)時(shí)、完整的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)；
2、SCADA系統(tǒng)幫助企業(yè)正確、及時(shí)地掌握企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；
3、SCADA系統(tǒng)在大大減輕企業(yè)生產(chǎn)人員地勞動(dòng)強(qiáng)度地同時(shí)，也極大的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率；
4、SCADA系統(tǒng)幫助企業(yè)管理人員快速診斷出企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)存在或潛在的問(wèn)題；
5、SCADA系統(tǒng)幫助企業(yè)決策人員根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)存在或潛在的問(wèn)題，快速、及時(shí)和準(zhǔn)確地提出合理的解決方案；
6、通過(guò)企業(yè)自動(dòng)地為企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步利用，優(yōu)化企業(yè)地資源配置，提高企業(yè)地管理效率；
7、SCADA系統(tǒng)自動(dòng)地為企業(yè)提供各種豐富、及時(shí)的報(bào)表，使企業(yè)的人工報(bào)表成為歷史；
8、SCADA系統(tǒng)還能和企業(yè)的其它信息化平臺(tái)結(jié)合起來(lái)。
(二)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1、統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：數(shù)據(jù)或信息今后將是企業(yè)最重要的資源之一。一個(gè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)庫(kù)，資源有公司統(tǒng)一調(diào)配管理，而不應(yīng)當(dāng)分屬于各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)?？赏ㄟ^(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)共享；
2、模塊化結(jié)構(gòu)：由于燃?xì)庑袠I(yè)的特點(diǎn)，各業(yè)務(wù)功能模塊的建設(shè)是長(zhǎng)期和分步進(jìn)行的，因此平臺(tái)必須支持模塊化結(jié)構(gòu)，但是平臺(tái)必須提出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口規(guī)范和技術(shù)要求，以便系統(tǒng)內(nèi)部集成；
3、支持廣域信息共享：燃?xì)馄髽I(yè)業(yè)務(wù)部門(mén)一般都較分散，燃?xì)鈽I(yè)務(wù)信息系統(tǒng)必須能夠在一個(gè)廣域范圍內(nèi)進(jìn)行信息共享。因此必須利用現(xiàn)有的成熟的 Internet/Intranen技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)來(lái)構(gòu)建燃?xì)鈽I(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，通過(guò)Web方式在企業(yè)內(nèi)部瀏覽共享數(shù)據(jù)，采用主流的 Browser/Server結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件；
4、系統(tǒng)平臺(tái)一致性：調(diào)度管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)骨架，使用統(tǒng)一操作系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。為今后方便數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)安全、提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能與數(shù)據(jù)備份管理提供可能；
5、系統(tǒng)的開(kāi)放性和兼容性是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)不容忽視的一個(gè)特點(diǎn)，為已有的系統(tǒng)和設(shè)備連接上網(wǎng)提高能夠良好的連接界面。
整個(gè)系統(tǒng)按功能劃分為總部監(jiān)控中心和成員企業(yè)監(jiān)控站，每個(gè)成員企業(yè)監(jiān)控站同時(shí)負(fù)責(zé)與總部監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通訊和成員企業(yè)所有生產(chǎn)管理情況的監(jiān)控；總部監(jiān)控中心和成員企業(yè)監(jiān)控站包括操作員站、上位計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、按鈕操作面板等控制設(shè)備，操作員通過(guò)控制中心來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的儀表、閥門(mén)等設(shè)備。在總部監(jiān)控中心，操作員還可以通過(guò)瀏覽器實(shí)時(shí)的觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理的視頻圖象。
(三)功能描述
成員企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)將完成所在站的數(shù)據(jù)采集、順序控制、連鎖保護(hù)、計(jì)量等任務(wù)，可以獨(dú)立全站的自動(dòng)控制工作。
站控系統(tǒng)可由一套SIEMENS S7-300加一臺(tái)PC機(jī)組成，通過(guò)繪圖工具將三維動(dòng)態(tài)工藝流程畫(huà)面，將各個(gè)動(dòng)力裝置的運(yùn)行情況直觀地在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)，并可動(dòng)態(tài)變化。為了方便操作人員的操作和系統(tǒng)維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)，設(shè)有人機(jī)對(duì)話功能，操作人員可在操作室內(nèi)通過(guò)PC機(jī)來(lái)監(jiān)視站內(nèi)工藝過(guò)程和設(shè)備運(yùn)行情況。通過(guò)人機(jī)界面上將I/O模塊采集的數(shù)據(jù)以字符、數(shù)字或動(dòng)態(tài)圖形的方式顯示出來(lái)。經(jīng)過(guò)授權(quán)，操作人員可以在監(jiān)控操作站上用鍵盤(pán)或鼠標(biāo)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。此外，監(jiān)控系統(tǒng)還能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警、存儲(chǔ)并提供相應(yīng)的顯示操作和報(bào)表功能。
對(duì)于監(jiān)控站的系統(tǒng)部件故障報(bào)警、診斷報(bào)警等，軟件能自動(dòng)處理。對(duì)工藝過(guò)程報(bào)警(如液位高低報(bào)警、壓力報(bào)警等)必須進(jìn)行報(bào)警組態(tài)才能自動(dòng)處理。系統(tǒng)對(duì)任一報(bào)警可以用監(jiān)控站內(nèi)置喇叭發(fā)出聲報(bào)警，也可以將重要參數(shù)報(bào)警組態(tài)為報(bào)警出現(xiàn)時(shí)輸出到某個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，以驅(qū)動(dòng)外接音響。對(duì)于每個(gè)報(bào)警可以組態(tài)為報(bào)警發(fā)生時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換至報(bào)警參數(shù)所在畫(huà)面，同時(shí)在報(bào)警提示行以醒目的顏色顯示報(bào)警信息。
還可將相關(guān)的監(jiān)視點(diǎn)生成實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖和歷史趨勢(shì)圖，用于分析模擬量參數(shù)的變化趨勢(shì)，以讓操作人員掌握系統(tǒng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，使系統(tǒng)保持最佳運(yùn)行。
數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理是這個(gè)系統(tǒng)的核心與目的所在。根據(jù)軟件提供的種類(lèi)繁多的I/O驅(qū)動(dòng)，可與現(xiàn)場(chǎng)各種各種類(lèi)型的儀表設(shè)備通訊，將相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)采集到上位監(jiān)控界面上來(lái)。根據(jù)上位監(jiān)控軟件的完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)功能，一旦接收到數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與加工。
系統(tǒng)還可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際要求，通過(guò)監(jiān)控軟件與EXCEL電子表格的動(dòng)態(tài)鏈接，任意定義各類(lèi)表格及其格式，如班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。并且可以統(tǒng)計(jì)美意各報(bào)表的最大、最小值，做出相應(yīng)的棒圖、趨勢(shì)圖等數(shù)據(jù)分析方案，使整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的能源計(jì)量，設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行和企業(yè)管理進(jìn)入全面量化控制過(guò)程。
(四)與二次表系統(tǒng)的性能比較
相比之下，二次表系統(tǒng)的控制線路復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的單回路控制，需要在各種二次儀表之間來(lái)回接線，達(dá)到信號(hào)的輸入輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)回路控制，這樣儀表盤(pán)內(nèi)的布線非常復(fù)雜，如果出現(xiàn)線路或者儀表故障，查起來(lái)很麻煩。而采用PLC系統(tǒng)，只要將各種信號(hào)接入儀表盤(pán)內(nèi)的信號(hào)輸入輸出卡件，信號(hào)的輸入輸出都將由系統(tǒng)通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，省去了二次儀表之間的布線，相應(yīng)的線路、儀表故障也隨之減少。特別當(dāng)一個(gè)信號(hào)要同時(shí)控制幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，二次表系統(tǒng)要增加許多輔助儀表才能實(shí)現(xiàn)該功能，而PLC系統(tǒng)只需修改一下程序就能達(dá)到目的，非常方便。
站控PLC 硬件選用德國(guó)SIEMENS S7-300 PLC。S7-300 PLC是當(dāng)前SIEMENS公司主推產(chǎn)品，在各行各業(yè)工業(yè)用戶如鋼鐵、化工、能源領(lǐng)域等廣為應(yīng)用，經(jīng)過(guò)最?lèi)毫庸I(yè)環(huán)境的考驗(yàn)，實(shí)踐證明該產(chǎn)品是當(dāng)前最優(yōu)秀的PLC產(chǎn)品之一。人機(jī)界面軟件采用SIEMENS的WinCC5.0，人機(jī)界面友好，信息顯示生動(dòng)明了，操作方便，反應(yīng)快捷，中文文字報(bào)警與信息提示，多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)手段，對(duì)話能力強(qiáng)大，同時(shí)可與SIMENES公司的產(chǎn)品無(wú)縫連接，還可通過(guò)預(yù)留通訊接口實(shí)現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)通訊。
(五)投資比較
二次表系統(tǒng)一般投資在10萬(wàn)左右，包括無(wú)紙記錄儀、閃光報(bào)警儀、24V直流配電器等二次表等設(shè)備。
PLC站控系統(tǒng)一般投資在20萬(wàn)左右，具體視控制點(diǎn)數(shù)而定。同時(shí)一次表要相應(yīng)增加一些遠(yuǎn)傳信號(hào)，比如閥門(mén)的開(kāi)關(guān)信號(hào)等。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著公司規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的管理模式必將被淘汰。而站控SCADA系統(tǒng)技術(shù)含量高，操作方便，維護(hù)量小，它的應(yīng)用降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率；且大大提高公司的自動(dòng)化管理水平；也必將推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，從而提升企業(yè)的整體形象。
