SCADA系统在长输油气管道系统中的应用

摘要：介绍了西气东输二线的基本情况及其流程工艺，介绍了PLC、站控机、路由器、交换机等自控设备在该项目中的应用，并分析了以太网、ControlNet网的网络组成，讨论了控制系统的组成及实现的功能。
关键词：西气东输；SCADA系统；HMI；ESD；PLC；路由器；交换机

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)即数据采集与监视控制系统，负责监视全线管道站场和阀室设备运行情况，是一项重要的综合自动化系统。因此，要确保安全、经济合理高效。
SCADA系统通过声光报警来警示管道运行参数出现了异常情况。如果超出了安全警戒线，控制系统能够自动根据逻辑关闭场站及相关大型设备，整个场站可以在预定的极短的时间内恢复到安全状态。

1 系统解决方案和实施
1．1 系统结构
本工程控制系统采用三级监控结构：
一级调度中心：北京油气调控中心以通讯方式对所有站场和阀室进行监控；
二级站控系统：在正常情况下，由站控制系统完成对现场设备的实时监控；
三级就地操作：当站控系统出现故障或检修维护时，在现场进行设备操纵。
1．2 控制系统总体方案介绍
西二线SCADA系统由罗克韦尔公司的PLC系统、霍尼韦尔公司的ESD系统SaftyManager、冗余数据服务器、DELL操作员工作站和工程师工作站、HP打印机、赫斯曼交换机、思科路由器、Moxa串口服务器、UPS等设备组成，西段典型压气站(CSC)站控系统配置如图1所示。主要完成站内工艺数据采集、监视、控制等功能，并向调度中心传送实时数据，接受调度中心下达的任务。

1．3 上位机(HMI)监控系统
西二线上位机系统选用了Honevwell公司的HS系统，每个场站配置的2台通讯服务器和1台客户端，客户端与冗余服务器之间通过光纤连接，保证其通讯的稳定性。2台通信服务器互为冗余热备配置，当2个服务器均正常工作、或任何1个服务器正常工作的条件下，操作员站都可以对过程控制PLC系统、ESD系统、第三方通讯设备的所有数据实施监控，同时主备调控中心也可以实现对站场的监控。
冗余的通信服务器中的任何一个失败以后，另一个一直“热备”的通信服务器立即取代它的所有功能。
在第三方通讯设备方面，西二线采用MOXA公司的串口服务器来实现对数据的采集。该串口服务器上配置以太网口和16个RS485接口，每个RS485接口只连接到现场的1个串行控制器；串口服务器采用冗余配置，2个串口服务器各采用1个以太网口连接到冗余的A、B网络上。
1．4 PLC监控系统
西二线PLC监控系统选用了RockwellAutomation(罗克韦尔自动化公司)的ABControlLogix控制器及相关控制系统。该产品是该制造商目前在技术和性能上最高档次的产品，也是行业内公认最为强大的控制器产品之一。
以ControlLogix控制器为核心构建的控制系统，具有高度的可靠性和安全性，是面向大型、关键性系统应用的理想产品。
因此以ControlLogix构建的系统，可以作为通用PLC控制系统，应用于油气管线中的站场控制系统SCS系统。