中國石油獨(dú)山子石化動(dòng)力公司

獨(dú)山子供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)

孟慶超中國石油獨(dú)山子石化動(dòng)力公司

獨(dú)山子供水SCADA系統(tǒng)采用Espider6.5軟件監(jiān)控作為中心監(jiān)控系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)分析等工作；采用Super32—L205作為現(xiàn)場監(jiān)控RTU，通過專用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊功能?？赏瑫r(shí)在調(diào)度中心完成對各個(gè)水源站（水源井）、水庫、壓力流量監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測和控制工作。此系統(tǒng)可分為現(xiàn)場監(jiān)測控制、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控三大部分，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同的現(xiàn)場需求衍生出不同的控制方案?；赟CADA系統(tǒng)的供水調(diào)度系統(tǒng)使區(qū)域供水系統(tǒng)管理工作向科學(xué)化、現(xiàn)代化邁進(jìn)了一大步，大大提高了工作效率并提高了調(diào)度水平，增加了供水管網(wǎng)運(yùn)行的安全性，并使供水企業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用下降。

供水系統(tǒng)；SCADA系統(tǒng)；RTU控制；調(diào)度中心

隨著油氣田物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的逐步推廣，其解決分散測點(diǎn)集中控制的優(yōu)勢得到越來越多的業(yè)界認(rèn)可。針對獨(dú)山子供水系統(tǒng)分散、復(fù)雜，以及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)、可智能優(yōu)化的生產(chǎn)要求，并參考借鑒油氣田行業(yè)的成功建設(shè)案例，建設(shè)一套供水SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)，即供水?dāng)?shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)是不可或缺的。

獨(dú)山子供水SCADA系統(tǒng)采用Espider6.5軟件監(jiān)控作為中心監(jiān)控系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)分析等工作；采用Super32—L205作為現(xiàn)場監(jiān)控RTU，通過專用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊功能?？赏瑫r(shí)在調(diào)度中心完成對各個(gè)水源站（水源井）、水庫、壓力流量監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測和控制工作。此系統(tǒng)可分為現(xiàn)場監(jiān)測控制、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控三大部分，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同的現(xiàn)場需求衍生出不同的控制方案。

1 現(xiàn)場RTU控制

在整個(gè)供水系統(tǒng)中，現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)可分為壓力流量監(jiān)測點(diǎn)、水庫監(jiān)控點(diǎn)和水源井監(jiān)控點(diǎn)等不同的監(jiān)控站點(diǎn)，本文以有代表性的調(diào)節(jié)水庫監(jiān)控點(diǎn)來闡述其應(yīng)用過程，其他監(jiān)控點(diǎn)方式與之相仿就不再重述。

調(diào)節(jié)水庫現(xiàn)場RTU控制需要采集水庫水位、水流量、各個(gè)閥門開度狀態(tài)、水位報(bào)警、量程報(bào)警等信息并支持以太網(wǎng)通訊。以西水庫為例，共8個(gè)AI模擬量輸入點(diǎn)需要監(jiān)測，并有1#、2#兩個(gè)進(jìn)口閥門需要調(diào)節(jié)控制開度，共2個(gè)AO模擬量輸出點(diǎn)。

按照現(xiàn)場控制RTU的需求，要求工作人員在現(xiàn)場可以控制閥門開度，并可將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至調(diào)度中心。

現(xiàn)場采用Super32—L205作為控制終端RTU，采用人機(jī)界面與之通訊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制。在現(xiàn)場操作過程中，要求能靈活的配置各個(gè)檢測點(diǎn)的通道和量程報(bào)警等參數(shù)，并能在人機(jī)界面上控制各個(gè)可控閥門的開度。

需根據(jù)設(shè)定量程實(shí)現(xiàn)量程轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)場RTU使用Super32—L20532位控制RTU，支持ST語言編程，并支持MODBUSRTU格式尋址，AI通道采用標(biāo)準(zhǔn)4～20mA直流電流信號，對應(yīng)控制器內(nèi)部數(shù)據(jù)為10000～50000，故可以使用如下公式進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換

按照以上公式編寫程序，可實(shí)現(xiàn)AI通道量程轉(zhuǎn)換設(shè)置，通過調(diào)度中心監(jiān)控系統(tǒng)或者現(xiàn)場RTU人工設(shè)置量程值可同步轉(zhuǎn)換為正確數(shù)值。完成重要部分之后，通過現(xiàn)場人機(jī)界面的程序編寫和權(quán)限設(shè)定，來完成對水庫各個(gè)參數(shù)的監(jiān)控工作。

2 SCADA調(diào)度中心與現(xiàn)場RTU通訊

在獨(dú)山子供水系統(tǒng)中，各個(gè)現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備與中控室之間采用工業(yè)以太網(wǎng)專網(wǎng)通訊，要求穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、便于擴(kuò)展和開發(fā)。在此系統(tǒng)中使用MODBUS RTU—TCP/IP協(xié)議，對每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行同步獨(dú)立監(jiān)控，中控室設(shè)有單一服務(wù)器，每臺監(jiān)控電腦均可以獨(dú)立完成所有的工作，即使任意一臺監(jiān)控主機(jī)出現(xiàn)故障都不會影響整個(gè)SCADA系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 SCADA調(diào)度中心監(jiān)控

監(jiān)控調(diào)度中心負(fù)責(zé)整個(gè)獨(dú)山子供水給水的監(jiān)控工作，承擔(dān)著繁重的數(shù)據(jù)監(jiān)測、控制、調(diào)度、供給、運(yùn)行和維護(hù)工作，在整個(gè)的SCADA系統(tǒng)中，對調(diào)度中心的軟件也有非?？量痰囊螅罕仨毮苓M(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)，監(jiān)測管網(wǎng)壓力等遠(yuǎn)程站的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)，形成公司生產(chǎn)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)庫；能運(yùn)行圖表，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)自動(dòng)生成歷史/實(shí)時(shí)運(yùn)行曲線，為生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行分析提供直觀的圖表；能本地/遠(yuǎn)程控制，控制各水站、水庫內(nèi)潛水泵、離心泵、閥門等設(shè)備運(yùn)行；能夠自動(dòng)巡檢，自動(dòng)巡檢各管網(wǎng)壓力等遠(yuǎn)程站生產(chǎn)設(shè)備工作情況；能自動(dòng)報(bào)警，對指定的監(jiān)測數(shù)據(jù)量上、下限報(bào)警，形成報(bào)警記錄并可打印；能進(jìn)行參數(shù)輸入及組態(tài)，輸入系統(tǒng)參數(shù)，如巡檢周期、控制參數(shù)、報(bào)警限、計(jì)算公式、系統(tǒng)時(shí)間等，并對這些參數(shù)進(jìn)行組態(tài)，以完成系統(tǒng)操作、控制、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印參數(shù)數(shù)據(jù)庫。整個(gè)系統(tǒng)以此數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)運(yùn)行；能進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對供水公司的總用水量、總供水量等數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)，生成報(bào)表；能遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)、升級，通過網(wǎng)絡(luò)，可以對監(jiān)控站點(diǎn)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)、升級；最重要的是必須穩(wěn)定。

整個(gè)系統(tǒng)采用Espider6.5軟件監(jiān)控系統(tǒng)，可以完成獨(dú)山子供水給水的監(jiān)控工作，并能協(xié)助工作人員完成各種日常工作。工程師的監(jiān)控界面列出了整套系統(tǒng)中最重要的相關(guān)參數(shù)，提供給生產(chǎn)運(yùn)行人員參照，對于水庫界面來說，可以點(diǎn)擊進(jìn)入不同的站點(diǎn)進(jìn)行查看。

4 結(jié)語

基于SCADA系統(tǒng)的供水調(diào)度系統(tǒng)使區(qū)域供水系統(tǒng)管理工作向科學(xué)化、現(xiàn)代化邁進(jìn)了一大步，大大提高了工作效率并提高了調(diào)度水平，增加了供水管網(wǎng)運(yùn)行的安全性，并使供水企業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用下降。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.044