SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制與遠程調(diào)度相結合的自動化系統(tǒng)，已廣泛應用于天然氣集輸、石油化工、供水及水處理、電力系統(tǒng)等諸多領域。SCADA系統(tǒng)可實現(xiàn)實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對工業(yè)現(xiàn)場進行本地或遠程的自動控制，對工藝流程進行全面、實時的監(jiān)視，并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)等多方面功能。 天然氣長輸管道覆蓋的地理空間跨度大，生產(chǎn)時效性很強，要求連續(xù)運行，確保安全至關重要，而且強調(diào)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分工與協(xié)作，同時追求整個系統(tǒng)的有效運轉，因此要求集中統(tǒng)一管理。SCADA系統(tǒng)作為控制管理核心，除負責氣量的調(diào)配和人員的協(xié)調(diào)，還能夠進行設備運行狀況的實時監(jiān)測、遠程操作和生產(chǎn)狀況的動態(tài)分析，可有效提高管理者對突發(fā)事件快速準確地處理能力。通過SCADA系統(tǒng)，建立功能完善的調(diào)度管理體系，保證長輸管網(wǎng)安全可靠運行，確保企業(yè)效益的最大化已經(jīng)成為提升管理水平的必經(jīng)之路。 1、天然氣長輸管道的特點 長輸管道是天然氣長距離連續(xù)運輸所依附的系統(tǒng)，其不需要常規(guī)的運輸工具和設備，即可迅速、有效、大規(guī)模的將天然氣運輸?shù)侥康牡?，天然氣長輸管道輸配系統(tǒng)已由單氣源、單管不加壓的輸送方式演變?yōu)槎鄽庠础⒍喙?、多個加壓站輸送，生產(chǎn)運行工藝更加復雜。天然氣的產(chǎn)供銷是由采氣、凈化、輸氣和供氣等環(huán)節(jié)組成的，長輸管道作為這個系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，必須協(xié)調(diào)好上下游的關系，因此操作管理更為復雜，而且擔負一城市或地區(qū)的供氣任務，涉及國計民生和千家萬戶，一旦發(fā)生事故將造成很大的經(jīng)濟損失和社會影響，因此必須保證其安全平穩(wěn)、連續(xù)可靠運行。 以天然氣管道輸送系統(tǒng)及管理的特點考慮，工藝參數(shù)的實時監(jiān)視與控制非常必要，借助SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控功能，建立起功能完善的調(diào)度管理體系。全線設置監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)），將管線沿途各PLC場站的重要數(shù)據(jù)通過通訊系統(tǒng)實時傳至調(diào)度控制中心，以便調(diào)度人員根據(jù)這些信息來監(jiān)視和控制管道系統(tǒng)的運行，進行設備運行狀況的實時監(jiān)測、大型設施的遠程操作和生產(chǎn)狀況的動態(tài)分析。伴隨管網(wǎng)的復雜化和壓縮機等大型能耗設施的增多，通過模擬軟件，模擬管道運行工況，實現(xiàn)優(yōu)化管網(wǎng)輸送方案，使企業(yè)效益最大化。 2、系統(tǒng)總體結構 天然氣長輸氣管線SCADA系統(tǒng)一般由截斷閥室、分輸站站控系統(tǒng)、調(diào)度中心組成，各站站控系統(tǒng)通過通訊系統(tǒng)與調(diào)度中心相連，構成生產(chǎn)過程本地站控系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度中心遠程監(jiān)控相結合的雙層網(wǎng)絡系統(tǒng)。 站控系統(tǒng)可采用安控科技的E40/E50 RTU作為數(shù)據(jù)采集、本地控制及遠程數(shù)據(jù)通訊單元，和PLC控制器相比，RTU控制單元具有通訊距離較長,數(shù)據(jù)傳輸數(shù)度快，準確性高，具有強大的通訊接口,適用于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場等特點；截斷閥室可采用SUPER32一體化RTU作為測控終端；天然氣計量采用安控研發(fā)的ECHO5802天然氣流量計算機；上位機操作界面可采用安控科技組態(tài)軟件ESPIDER為平臺，能夠顯示所有工藝流程、過程參數(shù)、趨勢圖、監(jiān)控主要設備運行狀態(tài)和輸氣過程，完成報警和各種管理報表的打印以及數(shù)據(jù)的存儲的功能。 調(diào)度中心由服務器、操作員站、工程師站以及網(wǎng)絡設備構成。服務器實時讀取各輸氣站中RTU控制單元內(nèi)的數(shù)據(jù)，并通過組態(tài)軟件平臺，顯示各站的所有工藝流程、過程參數(shù)、趨勢圖，監(jiān)控各站主要設備運行狀態(tài)，打印各種管理報表以及存儲各站主要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 3、系統(tǒng)各部分主要功能及實現(xiàn) 3.1 輸氣站站控系統(tǒng)部分功能與特點 （1）計量功能 對于孔板天然氣流量的監(jiān)測，采用安控研發(fā)的ECHO5802天然氣流量計算機，ECHO5802天然氣流量計算機在國內(nèi)首家通過GB/T21446-2008《用標準孔板流量計測量天然氣流量》的要求，完全能夠滿足天然氣計量需要，參數(shù)設置簡單、透明，保證了計量的公平、公正、公開。流量計算機具有強大的通信接口，能夠通過通信接口將差壓、壓力、溫度、流速、累計流量等重要計量參數(shù)傳輸?shù)缴衔粰C，并在上位機操作界面中顯示，便于值班人員對計量過程的監(jiān)控，并與SCADA系統(tǒng)進行無縫連接。 （2）人性化生產(chǎn)操作界面 根據(jù)輸氣站站場實際情況設計的操作界面具有簡明、直觀和便于操作的特點，要求實時顯示現(xiàn)場計量參數(shù)、進出站壓力、進出站溫度、電動閥狀態(tài)等一系列重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)，值班人員通過查看計算機操作界面便可全面了解現(xiàn)場生產(chǎn)情況。另外，通過操作界面可以對現(xiàn)場電動閥進行控制，特別是在緊急事故發(fā)生時，值班人員在控制室里能夠快速完成閥的開關工作，提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)。 （3）強大的報警功能 系統(tǒng)中采用聲光結合的報警方式，并加以文字在操作界面的報警窗口加以說明，確保在第一時間通知值班人員報警產(chǎn)生的原因和位置，確保安全平穩(wěn)生產(chǎn)。報警包括：站場可燃氣體超標報警；進出站壓力超標報警；計量支路差壓值超標報警；重要電動球閥開關動作報警；計量儀表連接狀態(tài)報警。 （4）豐富的歷史曲線 系統(tǒng)中提供了各計量支路中的壓力、差壓、溫度、瞬時流量計量參數(shù)和進出站壓力等參數(shù)的趨勢曲線，通過曲線可針對某時段具體分析天然氣計量參數(shù)變化趨勢，對分析輸差，調(diào)配氣量，檢測儀表提供重要的輔助作用。 （5）按時自動生成生產(chǎn)報表 根據(jù)生產(chǎn)需要，系統(tǒng)定時自動生成生產(chǎn)報表，報表內(nèi)容包括重要電動球閥狀態(tài)、各支路計量參數(shù)數(shù)值及進出站壓力值等參數(shù)。作為生產(chǎn)重要資料，報表可按照規(guī)定時間連續(xù)保存，并能夠根據(jù)實際需要調(diào)整保存時間。 （6）參數(shù)設定功能 由于天然氣組分的不定性，需要定時的根據(jù)天然氣氣體組分檢測報告修改流量計算機中的天然氣組分確保計量的準確，因此系統(tǒng)提供了天然氣組分設定界面，通過計算機通信接口與流量計算機進行通信，直接將操作界面設定的參數(shù)寫入流量計算儀，完成流量計算機中的天然氣組分設定。另外，系統(tǒng)還提供了壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器量程設定功能，實現(xiàn)根據(jù)變送器量程的改變重新設定系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)，來確保變送器顯示數(shù)值的正確性，滿足生產(chǎn)需要。 （7）可靠的安全性 系統(tǒng)采用權限操作方式，即不同操作權限的操作人員只能操作本權限內(nèi)的功能。系統(tǒng)中一般操作人員可以實現(xiàn)讀取工藝參數(shù)，讀取報表，查看趨勢曲線和報警的功能。通過登陸密碼登陸，獲取高級權限的操作人員，可以獲得生產(chǎn)參數(shù)的修改和電動球閥控制的功能。繼續(xù)登陸，獲得更高權限的操作人員則可以對系統(tǒng)進行修改和完善。通過這樣的權限設置，一方面，避免了誤操作對生產(chǎn)造成影響，另一方面，可以保證生產(chǎn)參數(shù)的安全性，確保正常生產(chǎn)。 3.2 調(diào)度中心的功能與特點 遠程實時監(jiān)控是SCADA系統(tǒng)一個典型特點，天然氣長輸氣管線SCADA系統(tǒng)中，調(diào)度中心的作用就是這一特點的充分體現(xiàn)。 典型應用 在調(diào)度中心的操作界面中可以讀取SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡范圍內(nèi)的所有站場的生產(chǎn)參數(shù)，并且可以通過點擊各站圖標，調(diào)出相應的操作界面進行監(jiān)控。通過調(diào)度中心操作系統(tǒng)，調(diào)度人員可以在第一時間，更加直觀的了解到SCADA系統(tǒng)內(nèi)任意輸氣站或閥室的運行情況。另外，調(diào)度中心配有大容量硬盤陣列，可以長期保存歷史數(shù)據(jù)。 安控公司的RTU以及組態(tài)軟件已經(jīng)成功應用在多項天然氣開采、處理以及長輸管線SCADA系統(tǒng)中，系統(tǒng)充分發(fā)揮自動化全天候監(jiān)測的手段，確保了安全生產(chǎn)、平穩(wěn)供氣。另外，ECHO SCADA系統(tǒng)具有豐富的擴展功能，新開發(fā)建設的分輸站或閥室可輕松接入本系統(tǒng)中。ECHO SCADA系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，操作簡便，優(yōu)質的產(chǎn)品質量和售后服務深受業(yè)主的好評。