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   隨著城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，舊有的管理手段和管理模式都已無(wú)法滿足“合理規(guī)劃，科學(xué)管理，安全供氣，優(yōu)質(zhì)服務(wù)，放心用氣”的要求。本文主要介紹了典型燃?xì)庹{(diào)度中心SCADA系統(tǒng)的架構(gòu)及力控軟件在該系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。

   1 概述

   燃?xì)庹{(diào)度中心SCADA系統(tǒng)涉及門站、工業(yè)用戶、加氣站、城區(qū)管網(wǎng)末端、調(diào)壓站等多種類型的監(jiān)控點(diǎn)。所有監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要傳送到燃?xì)庹{(diào)度中心，可供調(diào)度中心操作員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可呈現(xiàn)在集中監(jiān)控大屏幕上。

   燃?xì)庹{(diào)度中心SCADA系統(tǒng)可為管理層提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠、可信并及時(shí)的監(jiān)管系統(tǒng)，對(duì)全國(guó)各地方站庫(kù)的運(yùn)營(yíng)參數(shù)進(jìn)行采集、篩選、過(guò)濾、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算、應(yīng)用等，以科學(xué)的數(shù)據(jù)為依據(jù)，優(yōu)化并指導(dǎo)燃?xì)夤镜纳a(chǎn)運(yùn)營(yíng)。
  
                   
                                    圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

   2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

   可擴(kuò)展性——系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上一方面要全面滿足當(dāng)前環(huán)境下的需求及未來(lái)一段時(shí)間的應(yīng)用需求，另一方面要能方便的進(jìn)行功能擴(kuò)展，可靈活增添刪減功能模塊。

   可集成性——從技術(shù)發(fā)展角度和用戶需求來(lái)看，軟件結(jié)構(gòu)本身應(yīng)能與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成，做到信息共享和資源共享。

    互操作性——支持各種主流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)接口，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)接口(如ODBC、OLE DB)實(shí)現(xiàn)與ERP及其它MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。平臺(tái)的開(kāi)放性保證了今后可從生產(chǎn)管理系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)模塊中裁剪不同的功能，以滿足某個(gè)特定任務(wù)的需要，實(shí)現(xiàn)互操作。

    3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

    燃?xì)庹{(diào)度中心SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：

   （1）各站庫(kù)所有參數(shù)的采集與存儲(chǔ),并匯總到調(diào)度中心平臺(tái)；

    （2）各站庫(kù)主要參數(shù)，主要工藝畫(huà)面的監(jiān)視；

    （3）各站庫(kù)主要參數(shù)的統(tǒng)計(jì)及分析；

    （4）各站庫(kù)主要參數(shù)的趨勢(shì)圖、餅圖、棒圖展示；

    （5）各站庫(kù)主要參數(shù)的日?qǐng)?bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)展示；

    （6）設(shè)備支持遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程客戶可實(shí)時(shí)瀏覽現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息。
  
                      
                            圖2 軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖

   4 系統(tǒng)架構(gòu)

   整個(gè)系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性，伸縮性，使得后期新增站庫(kù)可以低成本無(wú)縫接入。整個(gè)系統(tǒng)的WEB發(fā)布功能，使得用戶可以在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)都可通過(guò)用戶認(rèn)證方式訪問(wèn)此系統(tǒng)。

   為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可用性，在中心系統(tǒng)的建設(shè)中，構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)提高底層通訊的穩(wěn)定性。構(gòu)建冗余的通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器提高系統(tǒng)的可靠性，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)防火墻和病毒防火墻提高系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)備份設(shè)備NAS，可大大降低意外事故帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失造成的損失。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)情況分析后，選用如下混合模式結(jié)構(gòu)，整體拓?fù)淙鐖D1所示。

   在系統(tǒng)的建設(shè)中，本著降低系統(tǒng)通訊費(fèi)用的原則，對(duì)已經(jīng)接入集團(tuán)專網(wǎng)的分公司，可考慮將分公司范圍內(nèi)各分站的數(shù)據(jù)通過(guò)集團(tuán)專網(wǎng)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)總部，這樣可減少申請(qǐng)多條ADSL鏈路所產(chǎn)生的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，但需要指出的是，如考慮使用集團(tuán)專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，需盡可能的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挕?br />      
                
                               圖3 實(shí)時(shí)畫(huà)面展示—地理信息  

   由于已有的各分公司監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)各不相同，為了方便數(shù)據(jù)通信格式的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)安全，在各個(gè)分公司系統(tǒng)中安裝配置一臺(tái)力控科技工業(yè)數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm和一臺(tái)力控科技工業(yè)安全防護(hù)隔離設(shè)備pSafetyLink。其中數(shù)據(jù)可通過(guò)多種總線方式將各個(gè)分站的數(shù)據(jù)采集到通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm，然后再通過(guò)自身的另外一個(gè)網(wǎng)口將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送到安全防護(hù)隔離設(shè)備pSafetyLink。該設(shè)備收到數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，剝離TCP/IP協(xié)議，將原始數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)皆撛O(shè)備的另外一側(cè)，力控科技pSafetyLink設(shè)備對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)進(jìn)行加密壓縮，并通過(guò)Internet將加密壓縮后的數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端調(diào)度中心的服務(wù)器。利用該設(shè)備的雙系統(tǒng)，單向隔離傳輸功能，將病毒及網(wǎng)絡(luò)黑客行為徹底隔離在外網(wǎng)，最大限度的保護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行。

   4.1 軟件系統(tǒng)架構(gòu)

    燃?xì)庹{(diào)度中心使用力控科技企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace平臺(tái)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔存儲(chǔ)和二次處理。HHHHHpSpace平臺(tái)針對(duì)生產(chǎn)企業(yè)具有一套成熟，先進(jìn)的生產(chǎn)管理解決方案。該軟件平臺(tái)完全按照層次化、模塊化的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合生產(chǎn)型企業(yè)的特點(diǎn)和需求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行抽象及提煉，以數(shù)據(jù)為主線進(jìn)行設(shè)計(jì)與擴(kuò)展，底層以各種驅(qū)動(dòng)來(lái)提取生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)，構(gòu)架企業(yè)生產(chǎn)信息建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。并以行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)為模型結(jié)合強(qiáng)大的計(jì)算引擎建立應(yīng)用功能模塊，到最頂層以統(tǒng)一的展現(xiàn)方式為企業(yè)服務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)可以總結(jié)如下：分布式數(shù)據(jù)采集、集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分布式模塊化應(yīng)用和統(tǒng)一信息展示。

   5 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)述
    
                   
                        圖4 實(shí)時(shí)畫(huà)面展示—生產(chǎn)數(shù)據(jù)  

   5.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面展示

   通過(guò)力控科技ForceControl組態(tài)軟件的畫(huà)面組態(tài)工具，用戶可以快捷、方便地開(kāi)發(fā)定制圖形視圖應(yīng)用。可實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)流程畫(huà)面，將溫度、壓力、流量、泄漏報(bào)警等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)呈現(xiàn)給燃?xì)庹{(diào)度中心相關(guān)人員。

   5.2 數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線分析功能燃?xì)庹{(diào)度中心SCADA系統(tǒng)可自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表及年報(bào)表，管理人員可通過(guò)趨勢(shì)、報(bào)表、歷史回放等手段了解管網(wǎng)過(guò)去的狀況、分析未來(lái)的趨勢(shì)。系統(tǒng)具備可生成分時(shí)等特殊報(bào)表的功能，任意組合用戶測(cè)量趨勢(shì)、測(cè)量參數(shù)累計(jì)、故障時(shí)段等趨勢(shì)記錄，并可通過(guò)打印輸出。

   5.3 報(bào)警事件、安全管理功能

   系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示并記錄就地流量測(cè)量系統(tǒng)的各種報(bào)警信息，如流量/壓力的超限、儀表工作電源不正常、閥門工作異常、通訊故障等報(bào)警信息。

   此外燃?xì)庹{(diào)度中心系統(tǒng)具備嚴(yán)格的權(quán)限管理功能及操作跟蹤功能，記錄所有用戶操作過(guò)程，對(duì)出現(xiàn)的系統(tǒng)安全問(wèn)題提供調(diào)查的依據(jù)和手段。為了保證系統(tǒng)采集、控制的安全可靠性，該方案采用SCADA操作員站雙機(jī)熱備、雙網(wǎng)冗余配置。

   5.4 企業(yè)信息門戶功能為了滿足現(xiàn)代企業(yè)信息化的要求，力控軟件平臺(tái)可以將企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程系統(tǒng)、數(shù)據(jù)瀏覽系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以WEB的方式提供出來(lái)。

   基于WEB的配置、運(yùn)行、管理方式，極大地減少了企業(yè)的管理維護(hù)成本。操作人員無(wú)需具備高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)能力，便可對(duì)pSpace WEB系統(tǒng)的頁(yè)面、功能進(jìn)行定制的修改。采用用戶名和密碼的驗(yàn)證訪問(wèn)方式，可保護(hù)系統(tǒng)的安全。

   6 結(jié)語(yǔ)

   燃?xì)庹{(diào)度中心的信息化建設(shè)，積極響應(yīng)了國(guó)家大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合，走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展戰(zhàn)略。整套系統(tǒng)結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)，可以提高工作效率、降低成本，為燃?xì)夤芫W(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度管理提供了有力保障。

   摘自《自動(dòng)化博覽》2012年第三期