摘要：随着信息化的发展，SCADA系统广泛应用于油气管道的数据采集和监视控制，使油气管道实现调度自动化和生产控制数字化，并且利用通讯、网络等快速传输信息，使管理者实时掌握管道系统的监控信息，从而保证油气输送的安全、高效、节能。本文对SCADA系统在石油天然气管道上的运用进行分析探讨。
关键词：SCADA系统；管道；运用
1 SCADA系统概述
1.1 SCADA系统概念与特点
SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系统即数据采集与监视控制系统，是以计算机、自动化信息采集等配套设备为硬件基础、控制系统为软件基础的DCS电力自动化生产调度信息监视系统，包括远程终端单元（RTU）、数据处理中心和网络传输系统，能够对大型运输系统和生产设备实现设备参数、数据采集、信号预警等功能，广泛应用于各种工业生产领域。
SCADA系统应用范围比较广泛，能够对油气输管道进行信息采集，并且对每个油气泵站站点的数据采集量较小，可以满足一般的实用效率。系统的终端单元（RTU）运行灵活、价格低廉，能够适用于极端天气和恶劣的地理条件，例如高海拔地区的低温、缺氧，西部地区的较大昼夜温差等。SCADA的传输系统利用闭路线、电话线、光缆或无线网络作为信息传输媒介，传输速度快，具有较高的实时性。此外，SCADA还能实现自动化运行，实现野外无人看护运转等。
1.2 SCADA系统的历史与发展
SCADA系统形成于上世纪60年代中期，70年代，随着计算机应用以及计算机软件的开发技术的发展，促使SCADA系统的软件、硬件水平的提高。但是由于当时计算机的价格较贵，计算机用量少，所以SCADA系统常采用集中控制，同时由于系统不具备开放性，系统的升级维护、设备改造、信息的交换都十分的困难。90年代，随着数据库技术、网络技术的发展，SCADA系统管理部分结合数据库技术、通信部分基于网络技术，系统开始采用单片机，多系统之间可以互联，数据实现共享。此时系统维护费用降低，易于升级改造，系统能够不间断长时间运行。进入21世纪，科学技术的不断进步，SCADA系统向着标准化、开放性方向深入的发展。通过VPN（虚拟私人网络）或者Internet，操作员随时随地的对SCADA系统进行访问。同时SCADA系统可以灵活地与GIS（地理信息系统）、MIS（管理信息系统）进行开发与集成，促使SCADA系统的二次开发的技术的提高。
1.3 SCADA系统功能
SCADA系统功能包括：①完善各站库的监控系统；②数据上传调度中心；③实现系统可扩展性功能；④报警功能；⑤报警功能；⑥报表功能；⑦远程系统维护功能；⑧Web发布功能等。SCADA通过OPTO自控系统能够实现管道的油气泵站、电动阀的远程控制和本地操作，通过系统预设程序建立数据交互系统，建立水击保护、可燃气体报警、GPS定位泄漏等系统保护程序。预设软件程序通过对油气管道工作数据的分析，为操作人员提供管道运转数据。系统通过对设定范围内数据的实施扫描，及时发现管道运作的故障或火情警报，扫描数据一旦超过预设警戒线，系统就会发出尖锐的声光报警，警示油气站管理人员进行硬件维护或采取相对应措施。系统通过VBA技术实现数据的汇总和报表，决策者通过数据的日报表或周报表可以制定相应的调度方案，实现系统的远程维护控制。管理人员还可以利用个人权限登录SCADA系统的网络平台，掌握和管理一线生产情况的直观数据。
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2 SCADA系统在石油天然气管道上的运用
对于SCADA系统在石油天然气管道上的应用来说，首先应该分析这种系统的内容，该系统主要就是由实时数据模块、历史数据模块、软件开发平台等方面组成，在这其中，实时数据模块及历史数据模块安装在SCADA系统的末站以及调度中心的主机上，调度中心中的实时数据模块可以对3个远程控制内容进行终端控制与完善，将各项数据进行统一规划，对本地的可编程度内容、第三方智能数据设备进行数据内容的展现，在实时数据模块的运用过程中还能够将出现的数据尽心整合与更新，在这种前提下，将数据进行最大化的运用。历史数据模块就是将SCADA系统的定期数据访问类型进行历史数据的读取，这种读取的过程可以将历史数据进行全面性的归纳与总结。软件开发平台可以将SCADA系统进行人机接口相互转换的功能完善，这种功能的完善与实时数据模块和历史数据模块都进行数据的通信，将实时的数据类型以及历史的数据状态逐步显示在屏幕上，将软件开发平台也进行进一步结合，可以让整个SCADA系统在操作的过程中正常的结构操作人员的指令情况。
首先，站控系统主要实现的功能应用：（1）实时监控记录。对现场仪表所传输的各种数据进行采集、整理及计算，诸如如温度、压力及流量等，然后进行记录，并将主要参数传送至调度中心。对压力、计量参数等重要数据进行实时监控。（2）报警管理。包括重要阀门开闭动作报警、压力上下限报警、场站可燃气体报警、通信系统故障报警等，报警采用声光结合方式，并在操作界面以文字方式显示报警时间、原因及位置。（3）历史数据查询。可查询历史数据进行对比分析。（4）趋势图显示。可提供压力、温度、瞬时流量等重要参数的趋势曲线图。（5）紧急停车。在紧急事故发生时，通过操作界面对现场ESD系统进行操作。除此之外，站控系统还包含了工艺流程图显示、报警值设定、内部参数设定等其它功能。
其次，调度中心实现的主要功能应用：（1）数据采集和处理；（2）全线输气系统及各站的启动和停输；（3）数据的显示。包括工艺流程的动态显示，趋势图显示；（4）报警显示、管理以及事件的查询、打印；（5）SCADA系统诊断和维护；（6）通信通道故障时主备信道的自动切换；（7）将数据传送到历史数据库中；（8）为其他管理系统如模拟仿真系统提供平台接口，进行数据交换。
SCADA系统由实时数据服务器、操作员站、工程师站、投影仪、打印机、等组成。为了提高系统的可靠性，系统设置实时数据服务器为双机热备份的工作模式。SCADA系统结构利用远程通讯从而形成的一个广域网，其在具体构成上主要包括数据处理中心及若干站点控制系统。从硬件上来分析，其操作终端主要有打印机、操作员站及PLC数据通讯终端等组成。而对于SCADA系统来讲，操作员具有相应的操作权限，针对操作员在身份及级别不同，其可通过不同级别状况开展同等的系统操作，操作员对SCADA系统实施登陆，并通过在线的方式对数据进行处理和操作，系统此时也会对操作员的操作行为进行记录。
计算机一体化的SCADA系统能够实现管道的全线全天候自动化数据监控操作，方便操作员的远程遥控，强大的数据采集和计算能力、较快的网络传输能力和丰富的应用软件大大提高了对油气运输中的参数的连续监测和状态监控效率，确保整个系统广域网的平稳安全运行。
3 结语
SCADA系统作为一种具有自动化的控制系统，虽然其在油气管道系统应用才刚开始，但是其所存在优势已经凸显，不仅具有很好的可靠性及安全性，而且还十分高效，具有很好的应用价值。
参考文献：
[1]数据采集SCADA系统的研发与应用[J].杨嘉琦.中国管理信息化.2018（03）
[2]油田SCADA系统预警报警功能优化[J].鲁晓斌，王迪，刘宇闲，李哲.云南化工.2018（03）
[3]基于层次分析法的SCADA系统安全评价[J].姜莹莹，曹谢东，白琳，谢晨，徐恒娇.物联网技术.2013（12）
论文作者:罗来学
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
标签：系统论文; 数据论文; 管道论文; 油气论文; 操作员论文; 历史数据论文; 功能论文; 《基层建设》2018年第27期论文;