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石油/天然气管道SCADA方案

发布日期:2017年08月05日    浏览次数:396

石油/天然气管道SCADA方案

背景

随着IT技术的发展,工业现场总线越来越成熟、采用数字化技术的现场设备越来越普遍。因此,对自动化系统的数字化水平、综合集成性能、可靠性、直观性、信息化程度及维护简便性均提出了更高的要求。

在石油\天然气管道行业,包括原油、成品油和天然气管道,传统的自控SCADA方案,仍然采用电信号的方式,通过PLC的IO卡件来连接压力表、温度表、电动阀门、流量计、泵等的信号和控制,只有少量的专用子系统才采用串行通信的方式接入站控的PLC系统中。这种传统方案,造成了需要采用大量的连接电缆和PLC的IO卡件、过长的施工周期和复杂的施工难度,以至在设计时即时刻需要考虑次要信息的取舍,从而使运营维护变得困难,对于设备或系统的升级也存在施工复杂的障碍。

因此,如何使石油\天然气管道SCADA系统更简化、更可靠、更高效、信息量更大和自动化水平更高、使用更简单、维护更方便,根本在于整个SCADA系统的设计方案。

上海蓝昱电子凭借业内经验丰富的SCADA专家团队、产品研发团队,致力于开发未来智能化的SCADA系统产品。结合当前上海蓝昱电子的全冗余型阀门环网通信控制器、全冗余型通用现场总线协议网关、全冗余型多协议SCADA广域通信单元和安全数据隔离模块等产品,以及当前的成熟的工业网络通信技术和基于UNIX或WINDOWS的大区域SCADA软件系统,设计智能、简洁、高效及安全可靠的SCADA系统。

 

站控SCADA系统方案

系统硬件全部采用高可靠性的冗余硬件构成,控制网络也采用冗余结构,现场总线采用分段环网结构,系统软件也采用双机冗余架构,充分保证系统的高可靠性和高实时性。系统结构图如下。

现场采用带Hart协议或Modbus协议的压力表和温度表等,通过现场总线环网由冗余型XGW网关接入PLC系统;现场采用Hart协议或Modbus协议或Profibus协议的流量计、调节阀、密度计和色谱分析仪等,也通过现场总线环网由冗余型XGW网关接入PLC系统;现场大量的电动阀门,则通过专门的阀门环网通信控制器接入PLC系统;现场采用Modbus协议的液位计通过现场总线环网由冗余型XGW网关接入PLC系统;现场泵组的RTD、震动等信号,则通过安装在现地的冗余型XPU单元接入PLC系统;现场采用Modbus协议的可燃气体探测器也通过现场总线环网由冗余型XGW网关接入PLC系统;现场剩余的少量IO,则由PLC系统所带的IO卡件接入。


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通过分区域、分协议的现场总线环网,高速高可靠的把现场设备、仪表、传感器等接入PLC系统,极大的减少了站控系统所占用的空间、机柜和IO卡件,极大的减少了现场设备、仪表、传感器到PLC机柜的连接电缆,使控制间极为简洁,现场走线简单明了。

在系统功能上,由于采用了数字化通信技术,除了传统获取的单点仪表信号外,还能够获取仪表、设备的状态,以及能行远程进行诊断、设置修改等,极大的丰富了信息量,满足远程维护、诊断和恢复的运营维护需求;采用全冗余的硬件和现场总线环网通信结构,则极大的满足了SCADA系统对高可靠性和故障快速恢复的要求。

该SCADA方案的类似方案在国外也有提出,但由于缺少采用现场总线环网通信结构的高可靠性全冗余硬件,很难满足系统对高可靠性高实时性的要求,而很少采用该方案实施,有个别案例的实施,也存在复杂的系统结构设计、功能不足,而没有真正做到简化系统的目的。

 

大区域/总部调度中心SCADA系统方案

作为管道行业,属于国家或地区城市的基础设施,无论是原油、成品油、天然气还是水利、自来水、污水处理等等,都是大范围、大区域的运营管理,需要一个或多个调度中心来进行生产调度。

蓝昱公司作为一个专业的SCADA方案和服务供应商,拥有一个专业的SCADA系统团队,团队成员均为在管道、水利、电力等行业具有十多年的实际工程经验,成功实施多个中石化、中石油、国家级水利项目的大型大区域SCADA系统。主要管理人员具有美国PMP项目管理证书。

作为大型调度中心SCADA系统,具体的方案均需要具体的项目需求,进行量身定制,以保证系统的可靠、安全、高效、经济、维护简便等。以下针对当前大型调度中心SCADA系统中最大的缺点-缺少能够满足冗余要求的站场协议通信单元,通过采用蓝昱公司最新开发的多协议站场协议通信单元,来实现高效高可靠性的SCADA系统方案。

该协议通信单元采用工业级宽温器件,CPU、电源、网络等全部采用硬件冗余设计,实时操作系统、通信协议采用软件冗余设计,支持包括IEC104、IEC61850、DNP3.0等国际通用SCADA协议,并能支持多调度中心、多链路冗余通信。是目前为止全球价格最低廉的可靠、高效、通用SCADA协议通信单元。


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