SCADA系统培训教材

SCADA系统培训教材基础部分第一章 SCADA系统概述 (5)一、SCADA系统基本概念 (5)二、长输管道使用SCADA系统的目的和必要性 (5)三、SCADA系统基本组成 (6)1.生产经营管理级 (7)2.中心监控级 (7)3. 站控级 (7)4.就地控制级 (8)四、SCADA系统的发展历程 (8)五、SCADA系统在我国长输管道的应用情况 (9)第二章长输管道SCADA系统功能 (10)一、调控中心主计算机系统的功能 (10)二、站控系统功能 (12)第三章 SCADA系统硬件配置 (13)一、调控中心主计算机系统 (13)1、系统功能 (14)2、一般的硬件配置 (14)二站控系统 (16)1.站控系统的结构 (17)2.站控系统的功能 (17)3.一般硬件配置 (17)三、远控阀室 (18)四、通信系统 (19)第四章 SCADA系统软件配置 (20)一、计算机操作软件 (20)二、 SCADA系统软件 (20)三、应用软件 (23)第五章 SCADA系统控制逻辑 (25)一、几种常见控制方式 (25)1.顺序控制 (25)2.联锁保护控制 (25)3、简单PID单回路控制 (25)4.复杂回路控制。

(27)二、典型泵站的控制逻辑 (28)1.阀门的控制 (28)2.机泵的启停控制 (28)3. 收、发球控制 (29)4.下载控制 (30)5. 站启、停控制 (30)6.全线自动启、停控制 (30)7.联锁保护 (31)四.水击及控制 (31)第六章 SCADA系统的安全性要求 (32)一、对油气管道SCADA系统的要求 (33)1.安全性 (33)2. 先进性 (33)3.可靠性好 (33)4. 冗余性 (34)5.开放性 (35)6.模块化 (35)7.扩展性 (35)8.可操作性、可维护性好 (35)二、SCADA系统的其他安全性要求 (36)1.电源系统 (36)2.环境要求 (36)3.信号安全要求 (37)4.软件的设计要求 (37)5.实现管道的三级控制 (37)6. 硬件及网络安全方面 (38)第七章 SCADA系统的实施过程 (39)一、SCADA系统实施应注意的几个问题 (39)二、系统培训 (40)1.操作人员培训 (40)2.维护人员培训 (40)3.管理人员培训 (41)第八章SCADA系统组态 (42)一、SCADA系统网络的建立 (42)二、站控系统组态 (42)1.I/O点的建立以及通道的分配 (42)2.与现场设备通讯 (42)3.PLC控制逻辑组态 (44)4.站控上位机的组态 (46)三、调控中心控制系统的组态 (47)1.画面的组态 (47)2.上位机数据库的组态 (48)3.逻辑功能的组态 (49)第九章 SCADA系统测试 (49)一、测试的几个阶段 (49)1.工厂验收测试 (49)2.现场调试 (49)3.现场验收测试 (50)二、测试依据 (50)三、测试内容 (50)1.硬件及系统软件检查. (50)2.系统功能测试 (50)3.应用功能测试 (51)第十章 SCADA系统维护 (52)一、维护人员应具备的知识 (52)二、日常的维护 (52)三、组态修改 (54)四、故障处理 (54)1. 常见故障 (54)2. 故障处理的一般程序 (56)3、故障处理应注意的问题 (56)五、大修 (56)1.大修准备 (56)2.大修内容 (57)参考文献： (58)第一章 SCADA系统概述一、SCADA系统基本概念SCADA系统是英文Supervisory Control and Data Acquisition的缩写，即数据采集与监视控制系统。

SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电网、水网、输油气管网、智能建筑等领域。

它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。

它能收集远处现场的操作信息，并通过通讯线路将远方信息传送到调控中心进行显示和报告，控制中心的操作员监视这些信息，并能向远方的设备发布命令，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

二、长输管道使用SCADA系统的目的和必要性1.目的长输管道SCADA系统是利用各种检测仪表、执行器、显示仪表、调节仪表、控制装置或电子计算机、通信技术等自动化技术，对管道输送生产过程进行自动检测、监视、控制和管理。

其目的是保证安全的情况下，以对供需双方最少地限制，用最经济地方式、最快的手段将产品从供方输送到用户手中。

此外，使用SCADA系统还能改善劳动条件，节省人力和提高环保水平。

2.必要性早期的长输干线管道大部分是点对点的形式，即一个首站，相继几个中间升压站，一个接收/分配末站，原油从一个站的油罐用泵输送到下一站的油罐。

这是一种非密闭的输送方式或称开式输送方式，其特点是每两个站之间的管线都可当作一个独立的热力、压力和管理系统，对站内自动控制和全线自动化控制及管理要求不高，每个站有人值守即可。

长输管道距离长，范围广，生产指挥难度大，尤其是采用了密闭输送工艺管道全线构成了统一的水力系统，管道任意点的扰动都将迅速波及全线，为了保证管道的安全平稳运行，相关设备必须及时作出正确反映。

特别是成品油管道，沿途可能有好多进油和下载点，还有好几种油品在管道中输送，要求操作者必须在规定的时刻对管道的几百个设备进行正确的操作；另一方面，随着管线的增加，越来越多的赊购年产方要通过管理输送产品，越来越多的用户要从管线得到产品，供需双方对产品质量和供需变化的要求也越来越苛刻；再者，管线终点越来越接近最终用户，怎样防止易燃易爆和有毒产品对雇员、设备和居民的伤害，保证安全显得更加重要。

最初是由中心调度人员通过电话来指挥管线的运作，传统的人工记录、逐级汇报的长输管线监控方式已不适应生产调度快速化和城市发展数字化、信息化战略的要求。

显然，这种调度支护方式过于缓慢，任务也太繁重，难以满足密闭输送协调运行、供需变化及安全经济运行的要求。

这些要求往往是非人力所能及的，因此需要借助现代化的自动控制系统管理输油管道。

输油管道自动化是管道安全、经济运行的重要保证，而使用SCADA系统可以确保输油管道的自动化，可以节省了大量人力，大大提高了生产调度速度，确保管线安全、平稳、经济的运行。

三、SCADA系统基本组成长输管道SCADA系统以4C（computer,control,communication,CRT）技术为基础，网络结构主要由调度控制中心网络（DCC），站控系统（SCS）,以及通信系统（COMM）三部分构成。

管道SCADA系统的配置由远程终端装置，控制中心计算机系统，数据传输及网络系统、应用软件组成。

现场仪表、设备现场仪表、设备远控阀室1站场1站场N远控阀室N生产管理网络结构示意图1.生产经营管理级1.1 基本功能它根据管道公司的经营策略，公司所属其他管道经营状况及市场信息等，并考虑本管道生产运行状况，由生产经营管理级计算机级计算机系统中有关管理软件作出决策，向本管道的SCADA系统下达生产计划、管理命令等。

其最佳目标通常是获取最大的经济效益。

该级还可以对SCADA系统进行监督、通过人机接口掌握生产状况，如系统或站的流程图及动态数据、历史数据与趋势、有关数据库并制作图等。

该级决策的特点是：目标宏观、决策周期长。

1.2 组成一般由一个性能较强的微型计算机系统组成，在离SCADA较远时，往往需要卫星、微波或光纤等远程通信设施。

由于该级不直接参与生产过程控制，因此对该级主机的可靠性要求不如SCADA高，通常不必采用冗余技术。

2.中心监控级2.1 基本功能该级负责整个管线的调度和监控，例如对供方和需方产品的监视和计算，产品输送过程，对各站下达控制命令，全线生产协调控制（水击控制、清管、越站等）。

如果SCADA还设有分控中心或称区域控制中心，则分控中心可以完成上述控制中心的某些任务。

2.2 组成控制中心的计算机一般为网络冗余结构，冗余方法有热备（自动切换）、冷备（人工切换）等。

当今，几乎所有管道控制中心都采用了热备技术。

除主机可热备用外，外部设备、关键部件也可以采用冗余技术。

控制中心的计算机软件一般有三类：计算机操作系统，由计算机生产厂家随机提供；SCADA系统软件，一般由SCADA系统厂家提供，也可由第三方提供；用户应用程序，可由用户编制，也可由SCADA供应商提供或第三方提供。

3. 站控级3.1基本功能站控系统的基本功能是对站内装置、辅助系统及生产过程进行监督和控制，站控系统具有下述基本的技术性能：①模拟量数据采集②模拟量定值设定控制③数字量的采集与报警信号采集④数字量控制。

3.2组成站控系统一般由工业控制计算机及相应的人机接口、卡件（AO,AI,DI,DO）及通信接口组成。

现在多用PLC充当RTU，大型的站控系统也可以采用DCS。

站控系统的软件包括计算机操作系统和用户应用软件，用户应用软件可在控制中心编制，下载到PLC。

4.就地控制级4.1基本功能站内大型设备，如泵机组等，往往配有自己的控制系统，这就是装置控制系统，它直接对生产设备进行控制。

这类控制系统往往由设备生产厂家配套提供。

在长输管道中，通常认为就地控制级是指站控级以下，通过各类设备的控制系统，现场手动动作设备。

4.2 组成在管道系统中，就地控制级主要各类的现场设备以及各智能设备的控制系统。

如上图，由于生产经营管理级和中心监控级具有接受外部管理及生产过程信息，并据此对整个生产和经营进行管理的功能，因此，将这两级合并起来成为管理信息系统，英文缩写为MIS。

中心监控级、站控级和就地控制级具有监视控制和数据采集的功能，通常我们将这三者合称为监视控制与数据采集系统，即SCADA系统。

一般来将，我们所说的SCADA 系统的三级控制主要是指中心控制、站控和就地控制。

四、SCADA系统的发展历程SCADA系统发展到今天已经经历了三代。

第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。

这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。

第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，操作系统一般是通用的UNIX操作系统。

在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。

第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。

90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。