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(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與遠(yuǎn)程調(diào)度相結(jié)合的自動(dòng)化系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)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(lǐng)域。SCADA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制，對工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)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(shí)效性很強(qiáng)，要求連續(xù)運(yùn)行，確保安全至關(guān)重要，而且強(qiáng)調(diào)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分工與協(xié)作，同時(shí)追求整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，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(fù)責(zé)氣量的調(diào)配和人員的協(xié)調(diào)，還能夠進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程操作和生產(chǎn)狀況的動(dòng)態(tài)分析，可有效提高管理者對突發(fā)事件快速準(zhǔn)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(yùn)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(diǎn)
長輸管道是天然氣長距離連續(xù)運(yùn)輸所依附的系統(tǒng)，其不需要常規(guī)的運(yùn)輸工具和設(shè)備，即可迅速、有效、大規(guī)模的將天然氣運(yùn)輸?shù)侥康牡兀烊粴忾L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喙堋⒍鄠€(gè)加壓站輸送，生產(chǎn)運(yùn)行工藝更加復(fù)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(gè)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，必須協(xié)調(diào)好上下游的關(guān)系，因此操作管理更為復(fù)雜，而且擔(dān)負(fù)一城市或地區(qū)的供氣任務(wù)，涉及國計(jì)民生和千家萬戶，一旦發(fā)生事故將造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，因此必須保證其安全平穩(wěn)、連續(xù)可靠運(yùn)行。 以天然氣管道輸送系統(tǒng)及管理的特點(diǎn)考慮，工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制非常必要，借助SCADA系統(tǒng)實(shí)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(shè)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(shí)時(shí)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(yùn)行，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測、大型設(shè)施的遠(yuǎn)程操作和生產(chǎn)狀況的動(dòng)態(tài)分析。伴隨管網(wǎng)的復(fù)雜化和壓縮機(jī)等大型能耗設(shè)施的增多，通過模擬軟件，模擬管道運(yùn)行工況，實(shí)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(jié)構(gòu)
天然氣長輸氣管線SCADA系統(tǒng)一般由截?cái)嚅y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(gòu)成生產(chǎn)過程本地站控系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的雙層網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)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(zhǔn)確性高，具有強(qiáng)大的通訊接口,適用于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場等特點(diǎn)；截?cái)嚅y室可采用SUPER32一體化RTU作為測控終端；天然氣計(jì)量采用安控研發(fā)的ECHO5802天然氣流量計(jì)算機(jī)；上位機(jī)操作界面可采用安控科技組態(tài)軟件ESPIDER為平臺(tái)，能夠顯示所有工藝流程、過程參數(shù)、趨勢圖、監(jiān)控主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和輸氣過程，完成報(bào)警和各種管理報(bào)表的打印以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的功能。
調(diào)度中心由服務(wù)器、操作員站、工程師站以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。服務(wù)器實(shí)時(shí)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(tái)，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(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，打印各種管理報(bào)表以及存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)
3.1 輸氣站站控系統(tǒng)部分功能與特點(diǎn)
（1）計(jì)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(jì)算機(jī)，ECHO5802天然氣流量計(jì)算機(jī)在國內(nèi)首家通過GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測量天然氣流量》的要求，完全能夠滿足天然氣計(jì)量需要，參數(shù)設(shè)置簡單、透明，保證了計(jì)量的公平、公正、公開。流量計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)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(jì)流量等重要計(jì)量參數(shù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，并在上位機(jī)操作界面中顯示，便于值班人員對計(jì)量過程的監(jiān)控，并與SCADA系統(tǒng)進(jìn)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(shí)際情況設(shè)計(jì)的操作界面具有簡明、直觀和便于操作的特點(diǎn)，要求實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場計(jì)量參數(shù)、進(jìn)出站壓力、進(jìn)出站溫度、電動(dòng)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(jì)算機(jī)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(dòng)閥進(jìn)行控制，特別是在緊急事故發(fā)生時(shí)，值班人員在控制室里能夠快速完成閥的開關(guān)工作，提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)。
（3）強(qiáng)大的報(bào)警功能
系統(tǒng)中采用聲光結(jié)合的報(bào)警方式，并加以文字在操作界面的報(bào)警窗口加以說明，確保在第一時(shí)間通知值班人員報(bào)警產(chǎn)生的原因和位置，確保安全平穩(wěn)生產(chǎn)。報(bào)警包括：站場可燃?xì)怏w超標(biāo)報(bào)警；進(jìn)出站壓力超標(biāo)報(bào)警；計(jì)量支路差壓值超標(biāo)報(bào)警；重要電動(dòng)球閥開關(guān)動(dòng)作報(bào)警；計(jì)量儀表連接狀態(tài)報(bào)警。
（4）豐富的歷史曲線
系統(tǒng)中提供了各計(jì)量支路中的壓力、差壓、溫度、瞬時(shí)流量計(jì)量參數(shù)和進(jìn)出站壓力等參數(shù)的趨勢曲線，通過曲線可針對某時(shí)段具體分析天然氣計(jì)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(shí)自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表
根據(jù)生產(chǎn)需要，系統(tǒng)定時(shí)自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表，報(bào)表內(nèi)容包括重要電動(dòng)球閥狀態(tài)、各支路計(jì)量參數(shù)數(shù)值及進(jìn)出站壓力值等參數(shù)。作為生產(chǎn)重要資料，報(bào)表可按照規(guī)定時(shí)間連續(xù)保存，并能夠根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整保存時(shí)間。
（6）參數(shù)設(shè)定功能
由于天然氣組分的不定性，需要定時(shí)的根據(jù)天然氣氣體組分檢測報(bào)告修改流量計(jì)算機(jī)中的天然氣組分確保計(jì)量的準(zhǔn)確，因此系統(tǒng)提供了天然氣組分設(shè)定界面，通過計(jì)算機(jī)通信接口與流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，直接將操作界面設(shè)定的參數(shù)寫入流量計(jì)算儀，完成流量計(jì)算機(jī)中的天然氣組分設(shè)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(shè)定功能，實(shí)現(xiàn)根據(jù)變送器量程的改變重新設(shè)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(quán)限操作方式，即不同操作權(quán)限的操作人員只能操作本權(quán)限內(nèi)的功能。系統(tǒng)中一般操作人員可以實(shí)現(xiàn)讀取工藝參數(shù)，讀取報(bào)表，查看趨勢曲線和報(bào)警的功能。通過登陸密碼登陸，獲取高級權(quán)限的操作人員，可以獲得生產(chǎn)參數(shù)的修改和電動(dòng)球閥控制的功能。繼續(xù)登陸，獲得更高權(quán)限的操作人員則可以對系統(tǒng)進(jìn)行修改和完善。通過這樣的權(quán)限設(shè)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(diǎn)
遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控是SCADA系統(tǒng)一個(gè)典型特點(diǎn)，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(diǎn)的充分體現(xiàn)。
典型應(yīng)用


在調(diào)度中心的操作界面中可以讀取SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的所有站場的生產(chǎn)參數(shù)，并且可以通過點(diǎn)擊各站圖標(biāo)，調(diào)出相應(yīng)的操作界面進(jìn)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(shí)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(yùn)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(yīng)用在多項(xiàng)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(dòng)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(kuò)展功能，新開發(fā)建設(shè)的分輸站或閥室可輕松接入本系統(tǒng)中。ECHO SCADA系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡便，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)深受業(yè)主的好評。