一、概述
對一個燃氣站來說，連續的液位、壓(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)等(deng)監(jian)控(kong)點(dian)的(de)監(jian)測(ce)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。操(cao)作(zuo)員(yuan)需(xu)保(bao)證(zheng)從(cong)中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)室(shi)綜(zong)合(he)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)，保(bao)護(hu)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)處(chu)在(zai)較(jiao)高(gao)的(de)安(an)全(quan)水(shui)平(ping)上(shang)。當(dang)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)偏(pian)離(li)正(zheng)常(chang)範(fan)圍(wei)時(shi)，係(xi)統(tong)發(fa)送(song)信(xin)號(hao)通(tong)知(zhi)操(cao)作(zuo)員(yuan)采(cai)取(qu)糾(jiu)正(zheng)措(cuo)施(shi)。本(ben)係(xi)統(tong)完(wan)成(cheng)了(le)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju)的(de)采(cai)集(ji)和(he)處(chu)理(li)，在(zai)CCR（中央控製室）shixianxianchanggejiankongdianyunxingzhuangtaideshishijiankong，tongguowangluonengduixitongdejinxingyuanchengjiankong。lianwangshixianfenbuzaiquanguogedifensanranqizhandiandejizhongjiankong，keyizaixianshishizhunquedezhangwogeranqizhandeyunxingxianzhuang（包括燃氣流量、儲罐液位等監控參數），完成緊急情況下的報警，實現對燃氣站進行整體集中的管理，便於資源的優化配置，為全麵實現企業信息化奠定基礎。
二、係統的總體結構方案
依據業主（華桑燃氣公司）委托，並根據儀表及工藝專業所提供的資料與要求製定了適用於華桑燃氣站工程自動化係統。係統的整體結構方案如圖1所示，這種以標準的工業計算機軟、硬件平台及網絡所構成的集成係統取代傳統的封閉式係統，使得係統具有適應性強、開放性好、易於擴展、經濟、開發周期短等鮮明優點。係統可劃分為現場控製層、監控層、遠程監控與管理層三個層次結構。
現場控製層可由現場控製器PLC控製，實現對現場的設備進行數據采集、報警、控製、聯鎖等功能。
監控層采用組態軟件，若設備層采用的是儀表控製，則現場數據和狀態的采集通過PCI板卡完成（如本係統的武清子站），采cai集ji到dao的de數shu據ju送song入ru組zu態tai軟ruan件jian的de實shi時shi數shu據ju庫ku，經jing過guo適shi當dang數shu據ju處chu理li，完wan成cheng合he適shi的de畫hua麵mian和he組zu態tai設she置zhi。監jian控kong層ceng對dui下xia連lian接jie控kong製zhi層ceng，對dui上shang連lian接jie管guan理li層ceng，實shi現xian對dui現xian場chang的de實shi時shi監jian測ce與yu控kong製zhi，在zai自zi動dong控kong製zhi係xi統tong中zhong完wan成cheng上shang傳chuan下xia達da、組態開發的作用。
zaiyuanchengjiankongheguanliceng，liyongshujucaijixitongdedaodeshengchanshujuzhijiecanyuhesuan，xiaochulefansuoderengongjisuanguochenghegongzuoqiangdu，tigaoleguanlishuiping。tongguobanzuhesuanzhi，bashijishengchanzhongdeyouguancanshucongshujukuzhongtiquchulai，ranhouanqiyequedingdehesuangongshijinxingjisuan，congerdedaobanzuyidingshijianneidejingjixiaoyijigegangweidefeiyongzhichu，yonghukeyigenjuxuyaodingshidayinbanzuhesuanbiao，bingliyongshujukubaxiangguancanshubaocunqilai，yekeyitongguoWEB服務器上傳，實現遠程監控與管理功能。
三、係統的功能及實現
1、係統的功能
係統底層設備的控製、xianchangshujudecaijihechulikeyouxiaweijiwancheng，yeketongguobankawanchengshujudecaiji。xitongjuyouliuchengjishishishujuzhakangongneng，meigezizhanjunyougezideliuchengtu，bingzaixiangyingweizhixianshiyali、溫度、流量等參數。總部有各子站流程圖及分布控製圖，在相應位置顯示各監控點參數，且還包括全站模擬量一覽表。總覽圖和流程總貌如圖2和3所示。
圖2.組態畫麵總覽圖
圖3.流程總貌圖
數據采集頻率從毫秒級到任意可調，以滿足不同通訊級別的要求。實現對每個參數的低低報警、低報警、高報警、高高報警的設置。以不同顏色形式，把當前報警、已確認報警和已恢複報警區分開來，每個報警量可以顯示它的節點名、位號、描述、報警產生時間、報警消除時間、狀態、當前值等信息。從上位機可以查看報警，並且可以對所有的報警進行打印。同時，從上位機可以查看事件記錄，例如：某操作員於什麼時間進行登錄，什麼時間退出登錄等。並可以進行打印。
guzhangzidongyingbianchuli，jiangfashengguzhangqingkuangxia，genjushijiyunxingqingkuangyuxitonganquanyunxingtiaojianyaoqiudeluojigongnengjinxingzidongpanduanjichuli，bingtongguoyuanchengkongzhidanyuanduimeigediandejiankongjishizaizhujishangfanyingchuguzhangyuanyinbingxianshizidongchulihouxitongyunxingzhuangtai。
趨勢顯示是帶有時間標誌的一個數據圖表，顯示為時間函數的趨勢曲線。一個趨勢顯示能夠顯示數條不同顏色的趨勢曲線。曆史（歸檔或存儲）數據趨勢顯示亦能提供。MMI能提供曆史趨勢和實時趨勢的顯示、打(da)印(yin)功(gong)能(neng)。曆(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)和(he)實(shi)時(shi)趨(qu)勢(shi)畫(hua)麵(mian)中(zhong)顯(xian)示(shi)的(de)檢(jian)測(ce)變(bian)量(liang)，可(ke)由(you)操(cao)作(zuo)員(yuan)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)。趨(qu)勢(shi)圖(tu)可(ke)采(cai)用(yong)帶(dai)有(you)時(shi)間(jian)坐(zuo)標(biao)的(de)線(xian)狀(zhuang)圖(tu)顯(xian)示(shi)曆(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)和(he)實(shi)時(shi)趨(qu)勢(shi)，時(shi)間(jian)坐(zuo)標(biao)和(he)輸(shu)入(ru)範(fan)圍(wei)是(shi)可(ke)調(tiao)的(de)，至(zhi)多(duo)有(you)8個參數的趨勢可顯示在同一畫麵上，數據的采集頻率也是可調的，還可設置單獨的實時趨勢畫麵，顯示當前時刻30分鍾內的實時數據。曆史趨勢可保存至少半年的數據.
可以查看壓力、溫度、流量等參數的實時和曆史趨勢圖。一幅趨勢圖中最多有8個參數的趨勢曲線，以不同的顏色來區分。
在(zai)上(shang)位(wei)機(ji)可(ke)以(yi)查(zha)看(kan)實(shi)時(shi)報(bao)表(biao)，實(shi)時(shi)報(bao)表(biao)中(zhong)包(bao)含(han)全(quan)線(xian)所(suo)有(you)參(can)數(shu)的(de)當(dang)前(qian)值(zhi)。可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)打(da)印(yin)實(shi)時(shi)報(bao)表(biao)，也(ye)可(ke)以(yi)定(ding)時(shi)打(da)印(yin)。對(dui)於(yu)生(sheng)產(chan)日(ri)報(bao)表(biao)，顯(xian)示(shi)了(le)每(mei)個(ge)參(can)數(shu)全(quan)天(tian)24小時整點的值，可以進行定時打印。同時可以公布物資設備台帳、出勤記錄等方麵的報表
shishishujukuyongyuchucunzuixincaijidelaizixianchangkongzhizhan，yijitongguotongxunkongzhiwangluocaijideqitaxitongdegezhongguochengbianliang，zhexieshujukeyongyuxianshidedongtailianjiehuoshishibaobiao。
通過PID運算，實現對各調節閥的控製。可以人為設定調壓值，使之對管線進行自動調壓，如圖四示。
通過TCP/IP方式實現現場各監控點數據及畫麵的遠程監視。網絡通信方式有多種包括：TCP/IP網絡通信、MODEM撥號通信和串口（RS232/422/485）通信等。
TCP/IP網絡協議提供了在不同硬件體係結構和操作係統的計算機組成的網絡上進行通信的能力。一台PC機通過TCP/IP網絡可以和多個遠程計算機進行通信。在一個支持TCP/IP協議的網絡中（不論是局域網或是廣域網，Intranet還是Internet），各網絡結點之間可以進行數據通信，工作模式為“客戶/服務器”。提供的網絡服務程序NetClient和NetServer，分別運行於客戶端和服務器端，完成網絡通信功能。
圖5.TCP/IP通信
MODEM撥號
圖6.撥號通信
網絡中的每台PC機安裝了組態軟件和MODEM，其中的TelClient和TelServer，分別完成客戶端和服務器端的MODEM通信功能。Web功能可使網絡中作為客戶的PC機直接通過瀏覽器直接瀏覽工程畫麵。
圖7.WEB瀏覽
2、係統功能的實現
各燃氣站采集係統可由ANCO係列雙機熱備PLC或通過PCI數據采集卡完成，中心監控係統由組態軟件ForceControl完成。
PLC控製係統采用ANCO GROUP的產品。它采用國際通用積木式結構組成，易安裝、易使用，係統可靠性、兼容性、擴充性強，具有熱插拔功能，遠傳通訊功能強大、組網靈活、獨立完成測控任務，可以嚴格保證本站設施的安全運行、正常生產。應用的ANCO PLC 的OPEN_PLC是32位元CPU，I/O點數從100點到8000點，采用國際標準IEC61131-3編程軟件，有4M編程空間；遠程模塊最大可連接32個站點，距離1200m；支持RS485和RS232以太網端口；
中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)是(shi)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)與(yu)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)的(de)專(zhuan)用(yong)軟(ruan)件(jian)，它(ta)處(chu)在(zai)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)監(jian)控(kong)層(ceng)一(yi)級(ji)的(de)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)和(he)開(kai)發(fa)環(huan)境(jing)，組(zu)態(tai)方(fang)式(shi)靈(ling)活(huo)多(duo)樣(yang)，可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)友(you)好(hao)的(de)用(yong)戶(hu)開(kai)發(fa)界(jie)麵(mian)和(he)簡(jian)捷(jie)的(de)使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)，利(li)用(yong)其(qi)預(yu)設(she)置(zhi)的(de)各(ge)種(zhong)軟(ruan)件(jian)模(mo)塊(kuai)能(neng)較(jiao)方(fang)便(bian)的(de)實(shi)現(xian)和(he)完(wan)成(cheng)監(jian)控(kong)層(ceng)的(de)各(ge)項(xiang)功(gong)能(neng)，並(bing)能(neng)同(tong)時(shi)支(zhi)持(chi)各(ge)種(zhong)硬(ying)件(jian)廠(chang)家(jia)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)I/O設備，與高可靠的工控計算機和網絡係統結合，可向控製層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行係統集成。
本係統采用的力控是運行在Windows98/NT/2000/XP操作係統上的一種組態軟件。其應用範圍廣泛，如石油、化工、半導體、汽車、電力、機械、冶金、交通、樓宇自動化、食品、醫藥、環保等多個行業和領域的工業自動化、過程控製、管理監測、工業現場監視、遠程監視/遠程診斷、企業管理/資源計劃等係統。
四、控製原則
為保證係統平穩、安全、可靠、高效的運行，最大限度減少事故造成的損失，控製原則如下設定：
分布式控製原則:監jian控kong係xi統tong采cai用yong分fen布bu式shi的de控kong製zhi原yuan則ze，一yi般ban的de過guo程cheng控kong製zhi和he設she備bei保bao護hu功gong能neng由you各ge現xian場chang站zhan點dian內nei的de底di層ceng控kong製zhi設she備bei自zi動dong執zhi行xing，同tong時shi將jiang執zhi行xing結jie果guo上shang傳chuan到dao中zhong控kong室shi。中zhong控kong室shi作zuo為wei運yun行xing監jian控kong的de決jue策ce機ji構gou，可ke以yi隻zhi是shi監jian視shi，不bu直zhi接jie介jie入ru各ge現xian場chang站zhan控kong係xi統tong內nei的de控kong製zhi，負fu責ze各ge站zhan點dian之zhi間jian的de協xie調tiao控kong製zhi，也ye可ke以yi直zhi接jie介jie入ru站zhan控kong係xi統tong進jin行xing控kong製zhi操cao作zuo處chu理li。
獨立性原則:現場各控製係統之間在設計上應保持相對獨立，不能因其中一個出現故障而影響其它控製係統的運行。
容錯性原則:SCADA係xi統tong的de軟ruan硬ying件jian各ge個ge部bu分fen或huo全quan部bu的de故gu障zhang不bu能neng影ying響xiang各ge現xian場chang站zhan點dian的de控kong製zhi和he運yun行xing。係xi統tong對dui各ge種zhong控kong製zhi操cao作zuo應ying有you基ji本ben的de診zhen斷duan和he防fang錯cuo功gong能neng，以yi阻zu止zhi錯cuo誤wu操cao作zuo、誤(wu)操(cao)作(zuo)或(huo)結(jie)果(guo)相(xiang)互(hu)衝(chong)突(tu)的(de)操(cao)作(zuo)。為(wei)防(fang)止(zhi)不(bu)同(tong)操(cao)作(zuo)員(yuan)對(dui)統(tong)一(yi)監(jian)控(kong)點(dian)下(xia)達(da)不(bu)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)指(zhi)令(ling)，造(zao)成(cheng)係(xi)統(tong)異(yi)常(chang)動(dong)作(zuo)，應(ying)有(you)控(kong)製(zhi)優(you)先(xian)權(quan)處(chu)理(li)程(cheng)序(xu)來(lai)處(chu)理(li)此(ci)類(lei)指(zhi)令(ling)。
安全管理原則:係統應有嚴格的安全和權限級別限製，不得隨意越權操作。
自動處理原則:一yi般ban在zai門men站zhan或huo調tiao壓ya站zhan等deng站zhan內nei的de事shi故gu和he故gu障zhang，在zai沒mei有you及ji時shi得de到dao中zhong控kong室shi的de響xiang應ying時shi，應ying有you現xian場chang站zhan點dian的de控kong製zhi設she備bei自zi動dong作zuo應ying急ji處chu理li操cao作zuo，同tong時shi向xiang控kong製zhi中zhong心xin報bao警jing和he報bao告gao處chu理li結jie果guo。故gu障zhang或huo事shi故gu範fan圍wei較jiao大da，超chao出chu現xian場chang站zhan的de控kong製zhi範fan圍wei時shi，由you中zhong控kong室shi協xie調tiao處chu理li，並bing做zuo出chu相xiang應ying的de控kong製zhi操cao作zuo。
結論
本ben係xi統tong保bao護hu了le整zheng個ge燃ran氣qi站zhan處chu在zai較jiao高gao的de運yun行xing安an全quan水shui平ping上shang，實shi現xian在zai中zhong控kong室shi或huo在zai其qi它ta任ren何he聯lian網wang的de計ji算suan機ji上shang實shi時shi的de綜zong合he監jian控kong係xi統tong的de運yun行xing狀zhuang態tai，可ke以yi在zai線xian實shi時shi準zhun確que的de掌zhang握wo各ge燃ran氣qi站zhan的de運yun行xing現xian狀zhuang（包括燃氣流量、儲罐液位等監控參數），完(wan)成(cheng)緊(jin)急(ji)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)報(bao)警(jing)，實(shi)現(xian)對(dui)燃(ran)氣(qi)站(zhan)進(jin)行(xing)整(zheng)體(ti)集(ji)中(zhong)的(de)管(guan)理(li)，同(tong)時(shi)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)和(he)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)提(ti)高(gao)了(le)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)，實(shi)現(xian)優(you)化(hua)物(wu)料(liao)平(ping)衡(heng)，減(jian)少(shao)庫(ku)存(cun)和(he)中(zhong)間(jian)儲(chu)存(cun)，也(ye)實(shi)現(xian)了(le)企(qi)業(ye)實(shi)時(shi)、準確、全麵係統化的信息係統，為高層領導決策提供支持，提高了企業的綜合自動化水平。
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