SCADA系統(tǒng)構(gòu)成原理

　　SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控與采集系統(tǒng)。它綜合利用了計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)及測控儀表技術(shù)，對測控點分散的各種過程或設(shè)備實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、顯示、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等功能，為安全生產(chǎn)、調(diào)度、管理、優(yōu)化和故障診斷提供必要和完整的數(shù)據(jù)及技術(shù)手段。

　　化工倉儲SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

　　系統(tǒng)主要是對液體及氣體介質(zhì)的化工品儲運進行遠程監(jiān)控及管理，是為了加強對庫區(qū)重要裝置或運行設(shè)備(儲罐、泵組、閥門、管道、現(xiàn)場儀表等)的狀態(tài)遠程實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)、報表等管理，提高庫區(qū)自動化運營水平，保障設(shè)備運行的可靠性，改善操作人員的工作條件，降低勞動強度和運營成本、確保庫區(qū)牛產(chǎn)安全，最終提高庫區(qū)的運行管理水平和經(jīng)濟效益。

　　化工倉儲SCADA系統(tǒng)按功能分為罐區(qū)液位監(jiān)控系統(tǒng)、碼頭裝卸監(jiān)控系統(tǒng)、火車或汽車裝卸管理系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、周界系統(tǒng)、門禁一卡通等子系統(tǒng)。

　　化工倉儲SCADA系統(tǒng)按層級分為：一體化管理平臺儲運系統(tǒng)、核心監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表系統(tǒng)，其包含的范圍及系統(tǒng)層級結(jié)構(gòu)圖如下：

　　SCADA系統(tǒng)的組成單元配置簡述

　　一、一體化管理平臺儲運系統(tǒng)(MES系統(tǒng))

　　針對化工倉儲的特點，定制開發(fā)的MES軟件，在危化品儲運管理中有非常好的實用性。

　　二、上位機系統(tǒng)的配置及功能

　　上位機系統(tǒng)由計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、打印機、操作臺、大屏幕顯示以及UPS系統(tǒng)等組成。服務(wù)器計算機安裝大型數(shù)據(jù)庫軟件、工業(yè)組態(tài)軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久存儲以及為其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)。操作員站用于軟件開發(fā)、操作、監(jiān)控以及WEB發(fā)布功能等。UPS有效提高使用電源的安全性與可靠性，為用戶最重要的設(shè)備提供安全無憂的電力保障。

　　上位機系統(tǒng)的功能

　　2.1畫面顯示功能

　　畫面組成：總貌畫面、索引畫面、分罐組畫面、單罐畫面、流程圖畫面、控制分組畫面、回路參數(shù)畫面、趨勢圖曲線顯示畫面、報警匯總畫面

　　2.2報警功能

　　報警類型：工藝過程報警、故障報警、連鎖動作報警、緊急停車報警、其他自定義的報警;

　　2.3數(shù)據(jù)存儲和處理功能

　　存儲現(xiàn)場儀表測量以及狀態(tài)數(shù)據(jù)、操作記錄數(shù)據(jù)，為其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。

　　2.4聯(lián)鎖及過程啟?？刂乒δ?/strong>

　　實現(xiàn)液位開關(guān)、氣體泄漏、超壓、超溫與切斷閥、泵等設(shè)備的聯(lián)鎖控制功能。

　　2.5報表生成及打印功能

　　實現(xiàn)即時報表、定期報表、報警匯總報表、操作記錄報表的輸出打印功能

　　2.6 操作安全

　　根據(jù)企業(yè)的管理級別設(shè)置不同級別操作權(quán)限。

　　2.7 WEB發(fā)布功能

　　通過互聯(lián)網(wǎng)及WEB軟件，管理人員可以實時掌握生產(chǎn)情況。

　　2.8大屏幕實時顯示功能

　　通過全彩高清的大屏幕為客戶展現(xiàn)實時的生產(chǎn)情況及工藝參數(shù)。

　　三、PLC或SIS核心控制器單元部分

　　PLC核心控制單元控制器常用品牌為SIEMENS，GE，AB等，對于倉儲系統(tǒng)規(guī)模比較大的項目，PLC一般要求采用中大型的設(shè)備，PLC主控設(shè)備采用硬冗余的雙機熱備結(jié)構(gòu)，CPU模塊、電源模塊、以太網(wǎng)模塊、網(wǎng)絡(luò)都采用冗余配置，任何一個主控設(shè)備故障，不能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，冗余的切換完全實現(xiàn)無擾動切換。

　　PLC控制器在使用過程中的功能：

　　(1)邏輯控制功能

　　PLC系統(tǒng)控制站具備連續(xù)過程控制(主要有定值、比值、串級、分程、PID調(diào)節(jié)等)、批量控制、順序控制(執(zhí)行控制邏輯、聯(lián)鎖邏輯、安全保護等)、配方管理等功能，完全能滿足常規(guī)過程控制的功能和速度要求。

　　(2)數(shù)據(jù)采集功能

　　控制站和采集站將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集進系統(tǒng)，通過通訊網(wǎng)絡(luò)將實時數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)傳送到上位機，并存入數(shù)據(jù)庫和硬盤，供隨意調(diào)用。

　　(3)全面的過程I/O接口

　　全面的過程I/O接口模擬量輸入(4-20mA)、RTD輸入、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸出、RS232，RS485串行通訊接口、DP總線接口、TCP/IP接口等。

　　(4)豐富的通訊功能

　　豐富的通訊功能控制器配置有以太網(wǎng)通訊接口，可以通過以太網(wǎng)和上位機進行通訊。同時控制站通過現(xiàn)場總線從I/O站采集數(shù)據(jù)，并將控制信號發(fā)送到I/O模塊的輸出通道。

　　(5)掉電保護功能

　　控制器具有掉電自動保護數(shù)據(jù)和來電自動恢復(fù)數(shù)據(jù)等功能。當(dāng)系統(tǒng)斷電及故障情況下，可以有效的保護的數(shù)據(jù)保存。

　　(6)報警功能

　?、倌M輸入信號超出信號范圍

　　②模擬輸入信號超出高、低限值

　?、勰M輸入信號變化率超出限定范圍

　?、苣M輸出信號超出高、低幅值

　?、輸?shù)字輸入信號為報警狀態(tài)

　?、尥ㄓ嵵袛鄨缶拖到y(tǒng)本身故障

　　(7)PLC系統(tǒng)應(yīng)具備完整的自診斷系統(tǒng)，并且定時自動或人工啟動診斷系統(tǒng)，并在監(jiān)控站CR下上顯示自診斷狀態(tài)和詳細結(jié)果。

　　(8)PLC系統(tǒng)具備良好的冗錯能力，即當(dāng)某些模塊發(fā)生故障后，不影響整個系統(tǒng)的有效工作。

　　四、現(xiàn)場核心儀表

　　為了滿足液體危化品倉儲罐區(qū)的液位、溫度、壓力及數(shù)據(jù)監(jiān)控，并為了滿足整個液體危化品儲運系統(tǒng)的生產(chǎn)過程、安全控制的功能，現(xiàn)場核心儀表包括了液位、溫度、壓力、控制閥等設(shè)備。

　　(1)液位儀表

　　液位儀表是化工倉儲SCADA系統(tǒng)的最重要的儀表，它用于實現(xiàn)，儀表精度要求達到毫米級別，儀表與自控系統(tǒng)采用數(shù)字通訊(RS485或HART協(xié)議)。

　　罐容計算是利用相關(guān)數(shù)據(jù)及公式計算儲罐的體積、質(zhì)量，用于庫存及進出料管理，它通過測量的液位數(shù)據(jù)查表獲取體積數(shù)據(jù)，然后通過測量的溫度數(shù)據(jù)采用VCF公式計算液位密度數(shù)據(jù)，最后通過體積“密度計算出當(dāng)前儲罐的液體質(zhì)量。罐容計算完成后，數(shù)據(jù)可以永久儲存，可以形成各種報表，也可以以為ERP、MIS等系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。

　　典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下(供參考)