摘要:上海大眾燃氣SCADA系統監測范圍包括:
3個儲配站、20個調壓站,5個流量站,監測通訊量為每分鐘470條工況數據,近8MB數據流量,形成完整的、相對獨立的遠程實時監測網絡。同時,調度室與公司本部、輸配所以及市燃氣處組成廣域網結構。本系統的設備主要分布在各遠程站現場、供氣部調度中心、公司本部和輸配所。該系統是大型的廣域實時監控SCADA系統,系統目前所采用的技術水平處于先進和實用的水平,采用了羅克韋爾自動化先進的RSView SE和ControlLogix產品,該系統特別在系統通訊方面提供了通信方式和管道,體現了本系統的最大特色。
關鍵詞:計算機 自動化控制 RSView SE ControlLogix
一、系統概述
上海大眾燃氣有限公司承擔著上海市蘇州河與黃浦江之間地區的城市燃氣供應任務,隨著上海城市建設快速發展和人民生活水平的不斷提高,人們對城市燃氣的供應服務質量和燃氣供應量提出了越來越高的要求,并且,上海城市燃氣的現代化水平也必須與上海作為國際性大都市的形象和地位相適應。因此,上海大眾燃氣有限公司建立具有先進水平的燃氣SCADA系統是勢在必行的。
上海大眾燃氣SCADA系統項目于2002年7月正式進入實施階段,新建的燃氣SCADA系統的監測范圍包括: 3個儲配站、23個數據采集站點,監測通訊量為每分鐘470條工況數據,近8MB數據流量,形成完整的、相對獨立的遠程實時監測網絡。同時,調度室與公司本部、輸配所以及市燃氣處組成廣域網結構。
SCADA系統中心調度室,不僅實時采集各遠程監測站點的管網工況信息,并直接存入SQL
Server數據庫,同時將各類信息分別處理,根據燃氣處、公司本部、以及公司其他部門對不同信息的需求,向各部門提供有關的數據,使中心調度室成為上海大眾燃氣有限公司全面掌握全區域內燃氣輸配運行工況的信息中心,以及公司內的各部門間、公司與燃氣行業間的有關輸配生產數據傳遞的信息樞紐。
二、SCADA系統監測對象
本SCADA系統的監測對象包括:揚高路儲配站、漕寶路儲配站、徐涇儲配站、焦化廠計量站、揚家渡計量站、蘇州河吳淞路橋管流量站、蘇州河成都路橋管流量站、20個調壓站、3個流量檢測點。系統規模共計1個調度中心、23個遠程監測站點,從而構成具有一定規模的、布局合理的城市區域燃氣輸配監測網。
壓力站點所監測和控制的工況數據主要是:調壓站中壓壓力值、低壓壓力值、壓力報警限值、站點通訊狀態。流量計量站實時采集一次流量儀表輸出的累積流量、瞬時流量、校正流量等數值,經PLC處理后,通過通訊信道向調度室傳送。
三、SCADA系統總體框架
上海大眾燃氣有限公司SCADA系統,是一個具有一定規模、較為復雜的多類型混合系統,不同類型的遠程站,有不同的數據要求,而不同遠程站的環境條件和數據內容,需要有不同的通信方式相匹配,系統既有工業控制范疇的內容,又有信息管理的技術要求?! ?/p>
基于大眾燃氣調度SCADA系統的技術條件,本系統在總體網絡結構上,分成三個層次:
底層為基本監測站點層,即23個PLC現場數據采集終端,其主要任務是采集所在調壓站或流量站的實時工況數據,進行現場處理,并通過遠程通訊網絡向上轉發站點工況數據,接受調度端的遠程指令。
中間層為實時監測層,即調度室互為冗余的上位機監測平臺,接受從遠程通訊網絡傳送上來的站點實時工況信息,并接受信息層調度主機的調度控制指令。
最上一層是信息管理層,除了調度室的調度主機、群集服務器外,還包括與公司本部、輸配部以及市燃氣處的遠程廣域網。
大眾燃氣SCADA系統分層結構如圖一所示:
作為一種分析的方法,系統以各部分設備的不同定位來響應系統各技術層面不同的功能要求,在圖一中,系統按功能特點劃分了三層,其中,信息層追求的是信息的完整性,該層面強調的是“量”??刂茖又氐氖菙祿目煽啃?,因此,該層面突出的是“質”。而設備層要求的是數據的真實性,因此,該層面必須確保數據的“真”。按照這種分析的方法,可將系統按信息層結構組成和控制層結構組成示意如圖二和圖三。
本系統的總體結構框圖如圖三所示。
1、本系統在結構上以供氣調度室為核心,以群集服務器系統為數據樞紐,以SCADA系統為基礎數據源,形成公司燃氣輸配生產的信息平臺,該信息平臺的中心內容是所有輸配生產信息的匯集、分類和信息流程的控制。
2、在該系統中,供氣調度室承擔燃氣輸配生產環節信息中心的任務,所有有關輸配生產的信息均匯集于公司調度室的群集服務器,并由供氣調度室提供信息分類整理和遞送的服務。
3、供氣調度室是整個系統信息層和控制層的結合處,信息層與控制層的信息交換通過本地局域網,并按TCP/IP傳輸協議進行通信,但內層協議采用EtherNet/IP。EtherNet/IP是一種在現有商用以太網基礎上開發的以太網工業(應用)協議,它利用了現有以太網的通訊芯片、物理介質和TCP/IP
套件,在工業控制應用中進行實時控制、網絡組態和數據采集。
4、根據對信息的傳送量、信息的傳送速度以及經濟上的考慮,采用多種通信模式,其中信息層之間的遠程通信采用幀中繼、控制層之間大信息量站點的通信采用X.25、小信息量站點的通信采用Mobitex,漕寶路儲配站則采用無線擴頻通信。
5、信息層內設備間的通信,供氣調度室內設備間的通信通過本地局域網,供氣調度室與外部網絡的遠程通信通過幀中繼方式,所有信息層內設備間的通信均采用普通的TCP/IP協議。
6、所有控制層內設備間的通信均在供氣調度室與遠程站之間,其中通過X.25和無線擴頻的通信采用外層為TCP/IP、內層為EtherNet/IP的通信協議,通過Mobitex的通信采用DF1協議的UDP方式。
7、在供氣調度室中,作為信息平臺的實時數據部分,PLC將完成所有的控制層信息的遠程通信和實時數據的緩存,為信息層提供全部的實時數據映射。而作為信息平臺的歷史數據部分,由服務器的SQL Server完成所有歷史數據庫的管理。
8、供氣調度室的實時監測計算機,以實時數據庫為核心,該實時數據庫主要用于管網工況趨勢圖查詢分析、管網報警和操作事件的記錄和查詢。
9、服務器的RSSql和RSLinx完成實時數據向歷史數據的轉移,通過RSSql和RSLinx與PLC的數據綁定以及時間段的設置,服務器將自動獲得SQL數據庫的定時記錄。
四、SCADA系統的通信
在SCADA系統中,實時調度網的通信技術性能是全面衡量整個系統技術經濟指標的重要內容,實時工業網絡的通信技術性能包括通信拓撲結構、網絡規劃、網絡規約等。根據大眾燃氣供氣輸配調度的管網區域規模和監測站點數量規模,以及實際調度管理和信息管理情況,本系統采用了多種類型的通訊方式,并對不同的通訊方式進行整合,使得所有調度監測數據都可以透明地傳送到供氣調度室,而與采用什么樣的通訊手段無關。
1.Mobitex衛星通訊:
Mobitex是一種通過基站和衛星傳輸數據的網絡平臺,建立在蜂窩移動通信技術基礎上,采用分組交換傳輸方式。系統由網絡控制中心、交換機、基站、衛星等部分組成。
在本系統中Mobitex承擔了管網測壓點、部分橋管和計量站以及徐涇儲配站等大部分調度區域站點的數據傳輸任務。Mobitex通信鏈路如下所示:
由于Mobitex通過基站和衛星進行數據傳輸,特別是Mobitex提供了對通訊的檢測和控制手段,從而使得通訊的可靠性和效率有了很大的提高。
考慮到管網監測的通訊成本,本系統對Mobitex的運行經濟性作了進一步的探究。由于Mobitex采用按信息流量計費的方式進行結算,為此,本系統各測壓站點采用“逢變即報”的方式,基本的通信過程以各子站作為啟動方,采用事件啟動方式和時間啟動方式,主站作為接收方。壓力測點的各子站(包括測壓點和調壓站)設置壓力變化閾值,事件啟動方式以壓力變化過閾值作為通信啟動事件,目前已配置或將要配置的儀表有滿量程分別為100kPa和10kPa中壓和低壓變送器,均為4~20mA的輸出范圍,中壓和低壓的變化閾值分別設為1kPa和0.1kPa,壓力測點PLC的現場數據采集掃描周期設定為60秒,當數值變化超過設定閾值,一方面啟動通信,同時以新數值作為比較變化的基礎值。主站應定時啟動對各子站的通信,以掌握各子站的通信在線狀態,定時的時間間隔定為30分鐘。
2.x.25公共數據交換網:
x.25公共數據交換網是比較流行的廣域數據傳輸網,在應用技術上是沒有障礙的。本系統的x.25通訊鏈路定義如圖所示:
3.無線擴頻通訊:
部分儲配站與供氣調度中心的相對位置比較特殊,相距不遠,但卻無法直接連接通訊,經實地研究,認為采用無線擴頻的方式比較合適。
本系統使用美國DataLinc集團的SRM系列擴展頻譜無線電通訊系統,該無線擴頻系統能在端口以最大無壓縮的115.2K波特率進行數據傳輸,它的最大特點是直接提供TCP/IP網絡協議傳輸數據,從而大大提高了該系統的網絡兼容性。DataLinc無線擴頻的通訊鏈路結構如圖所示。
五、調度主站系統
5.1 系統主站結構
本SCADA系統調度主站采用以群集服務器為核心的Client/Server的方式。
整個調度端由兩臺工作內容并行的服務器為中心,數據倉庫建立在海量的磁盤陣列中,通過磁盤控制器,形成完整的高性能群集服務器結構。同時,通過交換器和100Base-T
12口HUB組成調度中心局部網絡,網絡上可根據用戶?枰醫映械2煌撾竦墓ぷ髡荊庵志植客緄男問澆峁咕哂邢嗟庇旁降奶匭院屠┱鼓芰Α?
鑒于供氣調度室為整個輸配生產系統提供信息服務的重要性,系統對調度室的主要硬件配置進行了系統的規劃:
1、配置2臺監控工作站,集中用于管網實時監測,并可同時多畫面對輸配生產的運行工況進行實時監視和跟蹤,多計算機配置也加強了系統的冗余性能。同時,配置了調度管理工作站和統計查詢工作站,以強化供氣調度管理的功能。
2、信息服務器采用雙服務器加磁盤陣列柜的配置,系統運行證明該配置可有效的保證系統信息的安全。
?。?、配置性能指標較高的UPS,該UPS具有100%在線、維護方便、元件和電池可熱更換,可為中心調度室提供高品質電源。
4、選用羅克韋爾自動化自動化公司的ControlLogix產品作為SCADA系統的中心通信控制器和實時數據的映像平臺,ControlLogix是羅克韋爾自動化公司最具代表性的具有最新科技的產品,其中的一個核心特性是集成的網關功能,可提供不同最新網絡之間的橋接,所有的網絡橋接無須專門的程序就可以實現,保證了通訊的性能。
5.2 系統主站的操作系統和軟件平臺
本著系統先進、可靠的原則,結合國際上和我國國內的軟件應用狀況和發展潮流,本系統調度平臺的操作系統選用Microsoft Windows 2000 Server(中文版)。Windows 2000 Server是基于NT Server構架的工業級操作系統,在國內居于主導地位,該系列操作系統已被證實是強壯的,具有很高的運行可靠性和數據安全性,是具有代表性的主流操作系統。Microsoft Windows2000 Server其內核雖然建立在NT Server的構架之上,但在可靠性和安全性上有了更進一步的改進,是當前最先進的操作系統之一。
系統的工控平臺選用著名的工業控制MMI產品RSView SE v3.0,該產品是美國羅克韋爾自動化公司2003年推出的以MFC(微軟基礎級)和DCOM(分布元件對象模式)為基礎的新一代網絡級人機監控軟件包,是第一個在圖形顯示中利用Client/Server構架、ActiveX,Visual Basic Application,OPC (面向過程控制的OLE)的MMI產品,提供了分布式SCADA系統調度平臺的全部功能。
作為一個著名的工控平臺,其主要特點
?。?RSView SE的Domain域控制技術,提供了網絡式信息監視控制的高效方法,數據通過TCP/IP協議傳輸,實現互連網上的安全通信。
?。璕SView SE 增強了Client/Server結構的網絡功能,加強了系統的冗余安全功能。
?。哂袠藴食绦蚪涌诘腁ctiveX控件,極大地豐富了RSView32應用的擴展功能。
?。捎没贛S Windows的標準圖形工具,能夠編制、編輯及顯示畫面,還提供有豐富的面向對象的圖形庫和動畫功能,
?。椖考壍陌踩胧┙o予用戶多級的權限,可對所使用的顯示畫面、命令、標簽加以不同的限制。
--支持SQL Server或ODBC關系型數據庫管理系統,也可將數據記錄于ODBC支持的DBF格式的文件中。
?。赏瑫r提供OPC數據的Client和Server功能。
供氣調度室管網監測主機的系統軟件配置如圖7所示:
作為完整的Client/Server結構系統,RSView32 /RSView SE軟件包括服務器宿主構架和客戶端平臺,服務器宿主平臺和客戶端平臺,采用同一安裝軟件的不同網絡設定進行安裝,體現了系統的整體和方便性。
RSView SE運行于系統的服務器內,由于系統所有的開發和運行文件均在服務端系統內并在服務端進行操作,用戶可以在各工作站方便地對服務器進行訪問,甚至可以進行遠程注冊登錄訪問。
RSView SE客戶端軟件運行于網絡上各監控工作站上,RSView SE使各工作站實施了與服務器相一致的安全機制,調度員在工作站上進入系統操作,同樣要進行操作員登錄、輸入密碼等操作。根據用戶的需要RS View SE支持將各個工作站配置成諸如:控制操作端、報警管理端、趨勢圖顯示端等承擔不同任務的客戶端。
在技術上,RSView SE不僅支持LAN的訪問,而且,可以通過Internet網進行遠程客戶訪問。RSView32 SE ver 3.0是目前技術最先進、符合技術發展潮流的SCADA系統監控主站客戶機/服務器結構方式。
5.3 編程軟件RSLogix5000
RSLogix 5000是用于5000系列的處理器包括集成控制平臺ControlLogix,分布式控制FlexLogix,緊湊型一體化控制CompactLogix,基于PC技術的開放式控制SoftLogix的編程軟件。RSLogix 5000編程軟件運行在Windows操作環境下, 具有友好的引導性的使用界面、可靠的通訊、高級診斷功能等。
5.4 PLC數據通訊服務軟件RSLinx
RSLinx是專門為羅克韋爾自動化品牌的系列PLC產品所開發的數據通訊服務軟件。運行于Window 95/98/2000操作環境下,提供自動控制系統和其它基于PC的應用軟件如編程軟件、HMI軟件等的數據通訊驅動和接口。其功能包括:廣泛的設備連接能力。提供羅克韋爾自動化品牌的全系列自動控制系統連接能力。從老的PLC-5產品到最新技術的ControlLogix集成網關系統,從自有協議到開放的現場總線協議;
提供集成網絡設備瀏覽環境,提供驅動設置、故障診斷等功能。提供網絡、站點、DDE/OPC通訊診斷功能;OPC通訊驅動支持。RSLinx??可以作為OPC服務器,向其它的OPC客戶機提供應用數據存取必要的接口。除此之外,RSLinx還提供通用DDE 、FAST DDE、Advance DDE等多種數據通訊方式。RSLinx提供PLC產品企業級的連通能力。RSLinx??客戶機能夠通過TCP/IP網絡訪問RSLinx網關設備,數據的通訊同樣可以通過DDE/OPC實現,而且支持遠程OPC應用,可以和車間級進行動態數據交換,實現數據的顯示、記錄、趨勢圖等。
5.5 企業級控制數據事務處理軟件RSSql
RSSql是基于Windows NT/2000的工業事務處理系統,提供控制系統和企業級數據庫系統之間的雙向連接。RSSql是羅克韋爾軟件面向企業級用戶的軟件套件RSBizware中最基礎的一個軟件。在控制系統方面,RSSql提供向RSLinx、RSView32、或者其他任何的AdvanceDDE或OPC的服務器相連接。在企業一側,RSSqlL可以與微軟SQL Server 7.0 通過OLE-DB、或者與 Oracle通過 Oracle Callable Interface (OCI),或者與任何ODBC兼容的數據庫提供連接。
5.6 調度監控系統上位機的設計
供氣調度室的實時監測平臺主要承擔如下任務:
1、提供管網監測界面,實時刷新各站點的工況信息;
2、儲配站監測管理及數據查詢;
3、流量站計量監測及數據查詢;
4、管網操作事件的記錄和查詢;
5、報警事件的處理、告示和記錄;
6、管網實時信息的存儲、統計、分析,建立管網站點信息實時數據庫;
7、各站點的信息管理;
8、系統安全性管理;
根據上述任務要求,可以初步制定如下功能模塊結構:
針對上述泵站管理的基本要求,本系統設計了如下監控管理功能構架:
上述框圖描述了系統調度平臺功能的主要部分,其中各模塊功能設計分述如下:
a.主菜單界面
進入系統后,將顯示如圖九所示的登錄界面。在該界面上有一個紅色鎖狀圖案,提示操作員進行登錄。點擊將出現如圖十顯示的登錄對話框。
在登錄對話框中,操作員左鍵單擊“工號輸入”,將會出現一個小鍵盤,點擊鍵入工號,并在小鍵盤上確認。同樣,點擊“密碼輸入”進行密碼輸入,并在小鍵盤上確認。
最后,在左圖上左鍵單擊確認,即完成了登陸輸入工作。如果工號與密碼不匹配,則登陸失敗,系統顯示登陸失敗信息。如果工號與密碼匹配,則登陸成功,進入如下操作界面。
登錄成功后,系統顯示主菜單:(圖十一)。
b.主監控平臺
主監控平臺應全面、準確和實時地顯示整個市南燃氣管網系統運行工況,作為系統的主要操作圖頁,其內容包括:
(1)以上海城市南區作為背景,顯示各儲配站、調壓站、流量站和壓力監測點的地理位置、燃氣管網布局,并以實時數字和圖形方式動態顯示各站點燃氣輸配變化的全局性狀況;
(2)通過點擊主監控頁面上的各站點圖標,可進入該站點的分頁面進行專門的監視和站點操作;
(3)儲配站圖標旁顯示有儲配站的儲量、壓力、壓送機開機臺數等關聯管網調度平衡的主要工況數據,當發生儲量或壓力越下限時,該圖標閃爍提示,同時彈出報警框;
(4)調壓站旁顯示有該站點的壓力數值和緊急切斷閥的狀態,當發生管網壓力越限或緊急切斷閥動作時,該圖標閃爍提示,同時彈出報警框;
(5)流量站旁顯示有該站點的瞬時流量和本日六點(零點)起的累計流量;
(6)壓力監測站應旁應顯示該站點壓力狀態,當發生管網壓力越限時,該圖標閃爍提示,同時彈出報警框;
(7)當發生事故報警時,在主監控平臺上彈出報警對話框,顯示時間、站點、報警說明等信息,計算機發出警報聲,在畫面上該站點圖標不斷閃爍,直至調度人員確認該報警事件后,停止上述報警;
(8)系統報警頁面,可查詢所有的報警記錄,也可分類查詢相關的報警事件;
(9)在調度管理頁面上,實時顯示諸如氣候、季節、節假日等調度相關信息,并提供調度員的輸入接口。
c. 站點監測窗口
每一座儲配站、調壓站、流量站、測壓點均建立該站點對應的監測窗口,監測窗口包含以下內容:
(1)以直觀的圖形方式顯示站點的工藝流程圖,以動態圖標的形式,顯示諸如氣柜存量、壓力、瞬時流量、本日累計流量、壓送機狀態、切斷閥狀態等主要輸配指標;
(2)顯示站點當前通訊狀態:通訊鏈路正常/斷開、通訊成功/失敗;
(3)對該站點的遙控設備進行單設備遙控點動操作(如果有的話)的模擬面板;
(4)可對站點的某些暫時不能正確顯示的誤信號設置其禁用狀態,此時,該信號不再上報信息,頁面上以灰色標記注明,同時,當點擊該圖標時可以確定該信號重新運用;
(5)提供調度員設置站點輸配壓力的上下限限值、流量上下限限值等工藝參數的接口,調度員必須經登錄后。方可對工藝參數進行修改設定,同時也可以恢復缺省值;
(6)可設定站點正常投運狀態和暫時脫離調度網絡的休眠狀態;
(7)每個站點均有本站點的“報警和事件記錄庫”和工況趨勢圖,實時記錄報警事件和工況數據,同時記錄所有工藝參數設置修改操作等重要操作事件及操作人。這一“報警和事件記錄庫”可按站點分類查詢。
d. 儲配站監測調度
在儲配站監測調度界面上操作員可以看到不同儲配站的實時信息:每個站點中各儲氣柜的實時高度,實時儲量,實時壓力;整個站點中各種壓機(漕寶站中有往復型壓機、2D型壓機;徐涇站中只有2D型壓機;楊高站中有2D型壓機、H型壓機)的開機數量;各儲配站的總儲量,出口壓力。
e.計量站
燃氣計量參數頁面使用戶了解到各燃氣公正站和燃氣計量站的一些實時數據流量信息和工況。如圖中,各種流量、溫度和壓力這類模擬量信號都被用數字清楚的統計出來。
f.燃氣橋管參數頁面
橋管參數包括:瞬時流速、瞬時流量、北向南小時流量、南向北小時流量、北向南日流量、南向北日流量、北向南月流量、南向北月流量、瞬時壓力、瞬時溫度等。
g.事件記錄頁面
事件記錄是用戶可以用來查看各類事件發生的情況。登錄是指各用戶(操作員)進出系統的情況的記錄;設置則是該操作員對哪些參數在什么時間進行了何種設置的記錄;此外還對各儲配站的報警和工況情況進行了詳細的記錄。用戶只要在標題欄中左鍵單擊選擇想查看的事件記錄,就可以瀏覽對應的詳細記錄了。所有的事件記錄均是按時間來排序的。
h. 事故報警處理
(1)站點發生壓力越限或設備故障時,站點立即將事故報警上報系統主站,系統主站在接到報警事件后,彈出報警框,并發出警報聲,報警框內容:日期、時間、報警站點、報警說明。
(2)當報警事件同時發生并上報時,系統按上報接受到的次序,彈出報警框,調度員逐一點擊報警框上的確認鍵;
(3) 報警框彈出后,要求調度員按確認鍵確認,消除報警框,系統將記錄報警事件得到確認并寫庫;
(4)所有報警事件均按站點分別記錄在相應的站點報警庫內,既可以總覽全部報警事件,也可以按站點分類查詢報警事件;
(5)報警事件將注明:發生日期時間、確認日期時間、消除日期時間。
i. 趨勢圖顯示
(1)站點工況趨勢圖:
?。瓪夤駜α口厔輬D;
--壓力趨勢圖;
--流量趨勢圖;
(2)對于系統調度平臺,不僅要分析各站點的實時工況趨勢,而且,在某些情況下,需要將相關站點的指定工況參數(如壓力)的趨勢組合在同一趨勢圖中進行分析比較,以及不同時間段的工況參數比較。因此,調度平臺提供工況趨勢比較頁面,進行輸配調度分析功能;
(3)允許調度員對趨勢圖進行時間坐標移動、放大、縮小、顯示最大值、最小值、平均值等操作;
(4)歷史趨勢圖與實時趨勢圖在同一趨勢圖的時間軸上連續顯示,調度員通過移動時間坐標,可以查看幾周以前和幾個月前的歷史趨勢。
j.在線診斷
調度中心可以對遠方站點的PLC進行遠程在線診斷,工程師在調度中心的計算機上啟動RSLogix 5000軟件,在連接上遠程的PLC后,即實現了PLC的遠程在線診斷,并以此檢測PLC工作是否正常。
k. 登錄管理
本系統作為上海城市南區的燃氣輸配調度中心,必須有嚴格的安全措施,確保燃氣輸配調度指揮的安全性,因此,凡進入本系統操作的人員必須先進行登錄,計算機將檢測你的合法性,如果登錄檢測非法,系統將拒絕你的操作。同時計算機也將檢測你的級別,本系統設立2級訪問級別:系統管理員級、調度操作員級。系統管理員可訪問系統的所有模塊,包括進入系統維護模塊進行系統查詢和修正操作。調度操作員僅允許進行日常的調度操作,包括修改各站點的報警限值,但不能修改重要的調度參數,如全局性的樣板壓力參數只能由系統管理員進行修改。
當系統已經有操作員登錄在案,按鍵可以進行撤消登錄操作,作為一項規章制度,調度操作員或系統管理員在當班前或進入系統前應進行登錄,計算機在確認其身份后,才允許其操作,并將其所有的操作活動都記錄在系統內備查,當操作員下班或系統管理員操作完畢,均應撤消登錄,一旦發生問題和事故,在計算機內都將有稽可查。因此,登錄管理為分清責任、加強調度業務的管理提供了技術保障,是保證系統安全性的主要手段之一。
l. 系統維護
系統維護模塊提供最常用的系統維護功能:
--計算機系統清理,包括系統數據庫整理、內存釋放、硬盤清理等;
?。o態數據庫內容的更新(如站點設備數據庫、站點配置信息庫)等;
?。到y時鐘校正。
除了上述系統操作功能外,系統主站具備下列功能??
--通過網絡與服務器和其他工作站交換數據;
?。诰€幫助,在不同的操作頁面上,通過按“幫助文件”按鈕,可打開針對該頁面操作的幫助提示。
六、各站點子系統
6.1 漕寶路儲配站
基于信息平臺的設計理念,本過程對漕寶路儲配站原有的監控和管理系統按照如圖九所示的結構進行改造,將系統分成:管理層、控制層、設備層,以HUB作為站點子網的中心,所有的設備連到同一個節點。
在圖二十一中,系統中所有的設備全部連至以太網上,形成了網絡分布的結構模式,將只能在規定設備間進行的點對點的串聯通信改為可在任意設備間的網絡上的的并聯通信。由于擴頻通信在網絡設備間的連接是透明的,供氣調度室通過擴頻電臺接入漕寶路儲配站系統的局域網,使中心調度室與漕寶路儲配站系統同處一個局域網的相同網段中,從而實現了SCADA系統在控制層面上的連接。
該系統實現了開放的、可擴展網絡平臺,系統的資源可以得到更合理的應用,系統的信息和功能可在網絡上的設備間進行合理的分配,系統任何部分的內容增減和功能改變、不會對系統帶來全局性的影響和結構上的變化,系統中任何單臺設備的失效,不會使系統的信息流程控制產生崩潰。系統在結構上將能適合各種調度模式下進行監控的要求,包括通過遠程城域網完成全局性樣板壓力控制的遠期目標,系統改造的增值效果非常明顯。
6.2 揚高路儲配站
揚高路儲配站與漕寶路儲配站的主要區別在于揚高路儲配站系統是通過X.25城域網與供氣調度室進行虛電路聯接的,揚高路儲配站系統與供氣調度室分屬不同局域網,然而,通過路由器的路由作用,同樣可在邏輯上達到不同局域網異網段間的透明連接。
由于揚高路儲配站有4座氣柜,相應有4套氣柜測高儀,需增加一個串口的通信,為此,在揚高路儲配站系統改造中增加了1個1路串口的網關。其余有關改造的內容均相同于漕寶路儲配站系統。
6.3 徐涇儲配站
徐涇儲配站與揚高路儲配站的情況基本一致,主要的區別在于由于徐涇儲配站系統所在地X.25不能直接到達,所以,采用Mobitex直接經衛星與供氣調度室進行通信聯接。
6.4 燃氣公正站
燃氣公正站是制、售雙方的結算環節,盡管公正站都有本地局域網絡,并且具備了提供遠程連接的條件,公正站所有數據送入燃氣處,調度中心從燃氣處獲得公正站的數據。各燃氣公正站的結構示意如圖二十四所示。
6.5 天然氣揚家渡流量站和焦化廠流量站
天然氣揚家渡流量站和焦化廠流量站目前已經設有PLC,原來的系統是由PLC串口接MODEM,遠程計算機通過電話定時撥號連接現場PLC,獲得存儲在PLC內的數據。為滿足SCACDA系統的數據要求和通信模式,方案采用在流量站原有設備的基礎上,增加以太網的接口,調度中心與流量站間通過X.25方式進行數據通信,其中焦化廠流量站X.25需經過DDN的擴接。天然氣揚家渡流量站和焦化廠流量站的改造示意如圖二十五所示。
6.6蘇州河橋管流量站/調壓站/測壓點/大用戶計量站
所有的監測站點均通過Mobitex網絡與供氣調度室進行通信,站點設備統一采用羅克韋爾自動化公司的CompactLogix系列的PLC產品(其中有2個調壓站例外),CompactLogix提供了一個可配置、可擴展的系統,可以根據用戶的需要對I/O的數量、內存的大小和通信網絡進行選擇配置。CompactLogix處理器可以使用64K或者256K的用戶內存。在本系統中,使用64K的處理器即可以在遠程站本地存儲大于40天的數據(以每站采集10個數據、每15分鐘記錄一次的密度計算)。
管網測壓點站點的結構組成如圖二十六所示。
6.7 通訊故障監測及報警
本系統對管網工況數據的監測通過三種不同的通信方式:Mobitex通信、DataLinc無線擴頻通信和x.25公共數據交換網通信。而對公司本部、市燃氣處及公司輸配部則采用幀中繼方式。本系統的技術關鍵點以及確保本系統準確、可靠運行的關鍵點,無疑是系統的通訊網絡,為了確保系統通訊的可靠運行,本系統除了在內核程序上做了一系列的保護措施和自動恢復措施,同時,對系統通信狀態進行實時監測,一旦通信發生故障,系統立即發出報警,通知調度員進行處理,同時,將通信故障事件記錄到數據庫中。
鑒于Mobitex網絡承擔了大部分的網絡通信任務,為了確保通信的安全,本系統對Mobitex設置了備用的電話熱線,一旦Mobitex通信發生故障,通過電話線可以從Mobitex主站直接獲取已經中轉到主站的管網實時工況數據。
七、結束語
“上海大眾燃氣SCADA系統”是一個比較大型的遠程實時監控網絡,目前,系統所采用的設備架構和功能分層模式,無疑均處于比較先進和實用的水平,系統特別在遠程通信方面提供了多種通信方式,體現了本系統的最大特色。
文章來源:上海遠動科技有限公司 陳宗梁、胡介民