燃气SCADA技术方案完整版.docx
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燃气SCADA技术方案完整版
燃气SCADA技术方案
2015年1月
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第1章建设目标
建立SCADA系统的主要目的有2个：
一方面是用于管理，包括生产的管理，设备的管理；另一方面,SCADA系统可以作为调度中心，通过对历史数据及实时数据的分析及模型计算，为生产管理者提供决策。
SCADA系统的主要功能是用于对大围的远程场站、管网监测点、工商用户和居民用户进行监控，包括对各站点相关数据的实时采集、各种设备状态的实时监测以及对远端设备的调节和控制等。
除此之外，SCADA系统还包括以下功能：
1）利用预置的报警值，可以实时地对监测设备及监控到的数据产生报警；
2）能够根据保存的历史数据进行统计分析，并绘制历史趋势图；利用实时数据绘制实时趋势图；
3）根据系统保存的历史数据、人工输入数据以及其它相关系统的数据，编制统计报表、绘制统计曲线等；
4）为其它提供实时数据和历史数据。
SCADA系统最终目标是为实现对燃气系统的进气、计量、输配、调压全过程的监控、管理和调度，能实现生产信息、管网状况的自动化收集、分类、传送、整理、分析、和存储，为管网输配的优化调度、故障分析、辅助决策提供科学的手段。
第2章规标准及选型
2.1系统架构标准
一般来说，标准的SCADA系统主要包括三部分组成：
主站端，通讯系统和远程终端单元。
◆主站一般采用先进的计算机，有着良好的图形支持，现在采用PC计算机和WINDOWS系统居多，在历史上，曾经有很多系统采用UNIX系统和XWINDOWS图形界面。
一个主站可能的分站数量从几十到几百、几千个不等。
◆通讯系统可以多种方式，有线的包括音频电缆、载波电缆、光纤、电力载波等，无线的包括电台、卫星、微波等。
◆远程终端单元（RTU/PLC）的品种也很多，大的系统由很多机柜组成，小的系统可能就是一个小设备盒。
2.2方案软件选型标准
2.2.1主要软件组成
1）组态软件
在系统构架中，组态软件是整个SCADA系统的核心软件。
该软件运行于WINDOWS操作平台上，提供ODBC或JDBC数据接口，并支持双机冗余热备及各类标准通讯协议的功能。
HMI工作站在数据采集的基础上进行相关的系统组态，并根据通讯状况切换数据采集路径，实现整个燃气管网的总体监控和管理，同时可以根据需要将用户感兴趣的监控画面发布在WEB上，实现基于Internet的综合管网信息监控和远程信息的综合诊断功能；采集的实时现场数据进入实时数据库进行有效存储和管理。
2）数据库软件
SCADA系统中的关系数据库是支持网络高可靠性、安全性的数据库软件。
实时数据服务器通过访问标准的数据接口如ODBC（或OLEDB），将数据存储在历史数据服务器中。
在历史数据库服务器上，系统通过运行部触发器、存储过程等多种方式，将实时数据按照用户的要求存储为历史数据。
3）通讯前置机
在一般中大型的SCADA站控系统中，数据通讯都有专用的通讯前置机，实现本地站控和调度控制中心的交互，从而实现更高效、更稳定的数据传输。
4）服务器/客户端操作系统
服务器采用WINDOWSSERVER中文版操作系统。
工程师站、操作员站、图形工作站操作系统均采用Windows桌面中文版操作系统。
5）防毒软件
为保障通讯网络的安全性和运行的可靠性，选用企业版防毒软件。
该方案能够保护工作站和服务器免受当今所有种类的网络威胁，清除电子中的病毒，保护所有网络资源的可用性和信息安全。
2.2.2组态软件标准
系统监控组态软件本身及相关文档均为中文版本。
应该具有全图形化界面、全集成、面向对象的开发方式，使得系统开发人员使用方便、简单易学。
功能覆盖广，软件组合灵活，高效性、在结构和机制的先进性应确保用户可快速开发出实用而有效的自动化监控系统。
系统应支持在各种语言版本的操作系统上运行，可在画面中同时使用汉字及其他多国文字和符号，具备全中文的开发和运行环境。
工程师／操作员站监控、组态必须的软件均基于Windows系列操作系统，且必须提供Windows下的在线帮助功能。
使用该系列软件开发出的工程应具备项目文件备份功能，并且应支持工程文件口令保护。
工程师站应可对整个系统设置安全管理。
支持使用用户，权限，优先级，安全区的方式为用户提供安全验证。
以下容是对监控组态软件的具体功能要求：
采集要求
数据采集方面，必须同时支持与多个厂家多种型号PLC的通讯，具有很强的兼容性，以方便项目硬件设备选型和以后硬件系统升级改造。
应支持同时采集各种PLC、仪表、变频器、板卡、RTU等设备的数据；应支持拨号、电台、GPRS、VPN等远程多种通讯方式。
在数据的采集技术上，必须支持数据缓冲和块传输。
数据采集站系统必须具备在通讯故障或者网络缓慢时，能够将数据进行存储缓冲处理，以缓解网络负荷，从而提高整个系统的性能。
系统数据的传输应采用高效的块传输机制，数据块作为通讯的最小单元，应可由用户自定义采集频率，合理进行打包处理，以提高采集效率。
在数据的采集技术上，应具备相位采集功能。
数据采集必须支持在线组态功能，能够在线添加、删除、编辑站点或者数据点。
必须支持在线监视和故障诊断。
当某个数据点或者站点发生数据传输故障时，能够产生报警，通知相应人员进行处理。
应支持多种冗余方式。
必须支持双链路冗余、双设备冗余、双机热备，应具备专用的冗余探测通道，冗余切换时间应小于1秒。
开发环境要求
大画面和无极缩放
a.开发系统应支持大画面的设计，支持大画面应达到30000*30000分辨率。
b.开发系统应支持在开发环境中进行画面的无极缩放，能够无限的放大或缩小可视空间并且缩放比例不失真，方便工程开发人员的画面开发组态。
画图工具和精灵图库
c.软件应提供方便的画图工具和丰富的动画连接。
d.软件应具有专门针对燃气行业的精灵图库（如阀门，温度、压力传感器，管道等）,精灵图必须嵌动画和逻辑控制，为工程开发提供强大的资源。
e.软件应支持用户对现有精灵图进行编辑、修改、保存，并且应支持用户自己开发精灵图。
工程管理
a.开发环境应该采用项目树，使程序生成灵活，程序组织清晰明了。
b.应支持多个工程同时进行开发组态，开发过程中可以在工程之间任意切换，工程应支持导入\导出功能。
应支持多工程之间资源共享（如画面拷贝、变量拷贝等）。
c.根据应用场景不同，工程应能够直接进行多语言切换。
d.开发环境生成的工程，应该支持口令保护。
应具有项目文件备份功能。
数据模型和图形模型
a.开发环境中应使用数据模型和图形模型的概念。
b.通过数据数据模型实现快速创建变量和逻辑计算处理。
c.通过图形模型实现快速组态已经制作好的带有动画和逻辑脚本的图形对象。
d.修改模型的属性应具备属性传播到实例化对象中的功能。
脚本语言和变量
a.软件应支持全中文的脚本开发语言。
b.开发环境应支持类C语言基础语言作为置编程语言，支持对象的脚本提示帮助功能，能够将对象的属性和方法列举出来方便选择。
脚本环境应能够便利的进行注释、缩进以及提供语法提亮功能。
c.系统应具有系统事件和自定义事件，为用户提供方便的开发平台。
d.开发环境应具有算术运算和逻辑运算函数。
e.开发环境应支持变量的快速搜索，并且为方便用户二次开发，组态软件必须支持全中文变量名和函数名及结构变量和引用变量。
应支持变量的批量生成、修改、合并、导入、导出等功能。
查找定位
a.软件应支持对变量、文本、资源等使用情况进行查找并快速定义到其使用位置。
b.软件应支持根据工程编译过程中出现的错误信息直接定位到故障所在位置。
运行环境要求
1）大画面和无极缩放
a.运行系统应支持大画面的设计，支持大画面应达到30000*30000分辨率。
b.运行系统应支持画面无极缩放，能够无限的扩大或缩小可视空间并且缩放比例不失真。
c.画面应该支持GDI+，支持真彩色显示各种图形对象，支持过滤色和透明色。
2）画面全集成
系统应支持全集成的画面展示，设备的视频信息、实时数据、历史数据和报警数据可以在同一画面上进行显示。
并且通过查找某一信息，即可得到与该信息相关联的其他信息。
3）图形模型
系统中相同设备的画面可以显示实时信息、历史信息，报警信息，这个画面应可以形成图形模型，当在系统上浏览其他与这个设备相类似的设备时，该图形模型可以自动对应到这个设备，从而方便系统的维护和升级。
4）冗余功能
a.软件应支持双机冗余功能。
当发生故障时应能快速在冗余机之间进行无扰切换，切换时间应小于1秒。
b.冗余机之间应具备专用的冗余探测通道（如专用的网卡或者串口等）。
5）趋势曲线
a.趋势曲线应支持实时曲线和历史曲线的在线切换。
b.趋势曲线应可以任意自由放大或缩小时间轴（如跨度可大于一年，也可是1秒）。
c.趋势曲线时间单位应支持毫秒精度。
d.趋势曲线应支持多纵轴多曲线展示，能为不同的曲线设置不同的纵轴，最多应可容纳64条曲线。
e.应支持多曲线同一时间的对比分析；支持单条、多条曲线的不同时间段的对比分析。
f.趋势曲线的游标应具有备注功能，能够根据不同的时间区间显示不同的注释容。
g.趋势曲线应能够具有良好的客制化功能，能够定制不同外观的趋势曲线，应支持曲线显示设置。
6）报警功能
a.系统应具有强大的报警系统，能够对实时、历史的报警和事件进行显示、存储、查询等操作，并能够及时通知操作人员，以进行故障监控和决策制定。
b.报警显示窗口应支持多种模式，包括实时报警窗口、历史报警窗口和查询窗口。
c.实时报警窗口显示最新的报警信息，报警信息消失条件应可设置。
d.历史报警窗口显示历史报警事件，包括以往的历史报警信息、报警确认信息和恢复信息，报警事件的来源是报警缓存区。
e.查询窗口能够查询报警库中的报警事件，报警事件来源是报警库。
应支持多种报警查询条件，对报警信息的查询，可以按报警时间查询、报警类型查询、按记录类型查询等等。
应支持完全基于SQL的标准化查询语句。
7）报表功能
a.系统应具有独立的报表，能够实现为工程设计复杂的工程报表。
b.应能自动生成各类日、月、年报表。
c.操作人员应可以在远程浏览查看全部的报表数据。
8）历史数据记录
a.系统应具有的性能稳定的历史数据库，而不是依赖于关系数据库存储历史数据。
b.应能够对数据进行压缩存储以节省磁盘空间，应能够避免因为系统异常而丢失数据的可能。
c.为保证数据的完整性，网络间历史数据的传输应采用数据流的形式。
9）分布式系统架构
系统应完全基于C\S模式，应支持分布式的历史数据库和分布式报警系统，使各个功能可以分配在网络上不同的节点上。
10）开放性接口
系统应支持ActiveX控件，支持OPC、DDE，应提供丰富的API接口，支持自动化接口、.NET接口、OLE接口，支持访问历史数据和报警、事件，支持访问权限。
KingScada是亚控科技多年来潜心研发的产品，其组态画面优美、色彩丰富、动画逼真。
具有曲线、表格、柱状图等多种数据表现形式，对数据监控可以做到“一览无余”。
独特的数据模型和图形模型功能大幅减轻了开发和维护的工作量。
由专业人员制作的图库容丰富，形象逼真，可以很好的体现出环保监控的专业性，让监管人员可以通过简单的操作就可以完全掌控现场设备的运行状况。
2.2.3主流组态软件选型标准
1．IFix：
（美国通用电气公司GE），版本号6.x
是国做得最成功的组态软件品牌。
连续多年销售额第一。
其主要优势在于以下几点：
1），品牌知名度高，已经在用户心中形成事实上的最好品牌；2）系统稳定，技术先进，支持VBA脚本，产品技术含量在所有组态软件中最高；3）产品结构合理，系统开放性强，包
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