SCADA系統在長輸油氣管道系統中的應用

摘要：介紹了西氣東輸二線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、ControlNet網的網絡組成，討論了控制系統的組成及實現的功能。
關鍵詞：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，負責監視全線管道站場和閥室設備運行情況，是一項重要的綜合自動化系統。因此，要確保安全、經濟合理高效。
SCADA系統通過聲光報警來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，控制系統能夠自動根據邏輯關閉場站及相關大型設備，整個場站可以在預定的極短的時間內恢復到安全狀態。

1 系統解決方案和實施
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和閥室進行監控；
二級站控系統：在正常情況下，由站控制系統完成對現場設備的實時監控；
三級就地操作：當站控系統出現故障或檢修維護時，在現場進行設備操縱。
1．2 控制系統總體方案介紹
西二線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時數據，接受調度中心下達的任務。

1．3 上位機(HMI)監控系統
西二線上位機系統選用了Honevwell公司的HS系統，每個場站配置的2臺通訊服務器和1臺客戶端，客戶端與冗余服務器之間通過光纖連接，保證其通訊的穩定性。2臺通信服務器互為冗余熱備配置，當2個服務器均正常工作、或任何1個服務器正常工作的條件下，操作員站都可以對過程控制PLC系統、ESD系統、第三方通訊設備的所有數據實施監控，同時主備調控中心也可以實現對站場的監控。
冗余的通信服務器中的任何一個失敗以后，另一個一直“熱備”的通信服務器立即取代它的所有功能。
在第三方通訊設備方面，西二線采用MOXA公司的串口服務器來實現對數據的采集。該串口服務器上配置以太網口和16個RS485接口，每個RS485接口只連接到現場的1個串行控制器；串口服務器采用冗余配置，2個串口服務器各采用1個以太網口連接到冗余的A、B網絡上。
1．4 PLC監控系統
西二線PLC監控系統選用了RockwellAutomation(羅克韋爾自動化公司)的ABControlLogix控制器及相關控制系統。該產品是該制造商目前在技術和性能上最高檔次的產品，也是行業內公認最為強大的控制器產品之一。
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、關鍵性系統應用的理想產品。
因此以ControlLogix構建的系統，可以作為通用PLC控制系統，應用于油氣管線中的站場控制系統SCS系統。