SCADA系统通信网论文

城市天然气输配管网SCADA系统是保障燃气企业安全生产和可靠供气的有效技术手段，通过SCADA系统实现对燃气输气管网的全线远程监控，可以提高使企业在确保安全生产基础上获得更大经济效益。SCADA系统即数据采集与监控系统，是为了实现自动化管理和现场监控的生产调度和过程自动化控制系统。下面是小编为大家整理的《SCADA系统通信网论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

SCADA系统通信网论文 篇1：

浅谈IP技术在铁路SCADA系统中的运用

【摘要】 随着IP技术的迅速发展，电气化铁路牵引供电SCADA系统面临着新的机遇与挑战，本文通过对IP技术应用在远动控制中心和现场RTU之间的一些关键技术进行分析，指出SCADA系统中应积极推广和普及IP技术。

【关键词】 SCADA 系统 IP 应用 MSTP

前言：牵引供电系统是铁路运输的重要基础设施，SCADA系统（Supervisory…Control…And…Data…Acquisition）简称远动系统，是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，主要监控修建在铁路沿线的各变电所、分区所、开闭所、AT所设备的运行状态，实现数据采集、数据测量、设备控制、参数调节以及各类信号报警等功能。高速铁路的快速发展，对远动控制的质量、安全性、可靠性提出了更高的要求。通信技术尤其IP技术的迅速普及，为IP技术应用于SCADA系统提供了可能。

一、IP技术应用于铁路SCADA系统的可行性和必要性

计算机网络技术推陈出新，各种通信协议、网管系统、开发工具、管理工具的不断成熟和完善，为IP技术应用于铁路SCADA系统提供了完善的技术基础；铁路沿线所有站点均有光纤到達，完善的铁路内网系统，为IP技术应用于铁路SCADA系统提供了匹配的硬件设施；《铁路供电调度系统通信组网技术方案指导意见》（运电通信函[2012]428号）及铁总…《关于供电PSCADA系统接入数据通信网方案及所需IP地址分配方案的通知》对IP技术应用于铁路SCADA系统提出了明确要求。……

二、IP技术应用于铁路SCADA系统结构和接入方案

2.1 SCADA系统结构

目前铁路数据网设备仅安装到县级及以上较大站点，因此，从铁路局调度所至各大站采用数据网结构；从大站至区间各变电所、分区所、开闭所、AT所等SCADA接入采用点对点以太网专线（EPL）方式。为了提高SCADA系统信息传送的安全性、可靠性，SCADA系统组网采取以下两点措施：

组建A、B…双网，且A网、B网业务分布在不同的以太网业务处理板和接口板上。

SCADA接入点的A网、B网业务从相邻大站汇聚接入。

SCADA系统拓扑结构如图1所示。

2.2 电化SCADA系统接入方案

目前铁路数据网设备仅安装到县级及以上较大站点，因此，从路局调度所至各个大站采用数据网结构，从大站至区间各变电所、分区所、AT所、开闭所等SCADA接入采用点对点以太网专线（EPL）方式。因电化SCADA接入点距离通信机房的距离远近不同，故依据SCADA接入点远近而采用不同的接口。当SCADA接入点距离通信机房≤100米时，接入点与通信机房一般位于同一栋建筑物内，采用FE（E）接口，由MSTP设备在不同以太网板为SCADA系统提供两个FE（E）接口，中间传输采用超五类数据线；当SCADA接入点距离通信机房≥100米时，由MSTP设备不同的以太网单板为SCADA系统提供两个FE（O）接口，中间传输采用短段室外光缆。

三、SCADA系统IP配置

为提高系统的稳定性和可靠性，每一SCADA接入点分别从不同方向相邻的两个站汇聚接入，IP地址也分为A网IP地址和B网IP地址，分属于不同的IP地址段和网关，电化SCADA系统的A网、B網分别接入路由器的不同端口。下表为某客运专线的IP配置表。

三、结束语

IP技术运用于铁路SCADA系统，将从根本上改变传统远动传输模式。使多个调度主站可以同时对一个被控端RTU进行实时监控，实现资源共享。IP技术在我国建成的铁路客运专线SCADA系统中均已应用，随着我国铁路事业和通信承载网络技术的不断发展，IP技术将在铁路SCADA系统应用中得到更进一步的普及和推广，为确保SCADA系统的安全性、可靠性提供有力保障。

参 考 文 献

[1]刘清瑞，成海彦.采用因特网进行电力实时数据通信的实验研究[J].电力系统自动化.

[2]邓可.基于SDH的IP城域网传输技术研究与应用[D].电子科技大学，2011.

作者：蒋超

SCADA系统通信网论文 篇2：

城市燃气输配系统中SCADA系统的设计与应用

城市天然气输配管网SCADA系统是保障燃气企业安全生产和可靠供气的有效技术手段，通过SCADA系统实现对燃气输气管网的全线远程监控，可以提高使企业在确保安全生产基础上获得更大经济效益。

SCADA系统即数据采集与监控系统，是为了实现自动化管理和现场监控的生产调度和过程自动化控制系统。它将测量技术、自动控制技术、传感器技术、通信技术、数据库技术等多种技术融合在一起，以完成系统中现场数据的采集、设备的控制、参数的调节以及各类信号的报警、数据的查询、报表制作等。

SCADA系统简介

监控系统。SCADA系统主要对管网的运行工况进行监视，当监控参数超出设定值时及时发出报警，并能对场站阀门开关发出控制信号，实现远程操控。监控系统一般由三级控制，场站控制级、中心控制级以及就地控制级。场站控制级是在场站站控室通过现场仪表数据的远传对设备的压力、温度、流量及运行状态等进行监控，并对相应的阀门进行控制，对数据进行分析汇总后，向调度中心汇报并接受调度的控制指令；中心控制级是由调度中心直接下达命令，可以远程控制各场站及管道的生产参数；就地控制级要对工艺设备进行手/自动就地独立操作。

通信系统。通信系统的任务是完成信息的远距离传输，可采用卫星通信、微波通信、光缆通信和公用通信网等，一般采用主备双通道以提高系统的可靠性。

数据采集系统。数据采集/控制终端站（英译为RTU/PLC），是安装于远程站的设备，收集所有现场仪表传感器的信号，以某种通信协议形式传送至SCADA系统中心站。数据采集系统可实现对远程设备的就地控制和数据采集，通过与通信系统相连，实现设备的远程控制和数据的远距离传输。临汾燃气公司SCADA系统的数据采集系统主要由压力变送器及RTU等设备组成。

系统设计

通讯系统的规划。燃气SCADA系统的调度中心侧和站控侧之间的通讯方式选择，需要依据当地通信系统条件、系统规模、系统特点以及地理环境，经过全面的技术性以及经济性比较后进行确定。目前，相对来讲切实可行的是利用成熟的城市公共数据通信网络来搭建SCADA系統的数据传输通道，可选用网通/电信SDH或ADSL，GPRS/CDMA与4G网络等来实现，临汾燃气公司采用中国移动GSM卡通过GPRS网络通信。

报表界面设计。报表界面中需要绘制组合框让用户选择要生成报表的时间，绘制按钮来完成报表生成、浏览、打印的功能的选择，并添加了一个浏览器控件用于显示报表，然后在界面后台脚本中就可以编写VBA程序完成数据库连接、数据查询、Excel表格数据写入等操作。利用iFIX的VBA后台脚本编写程序，使用ADO可以比较容易的连接到iFIX的历史数据库，方便的获取历史数据。

监控终端站。天然气利用工程SCADA系统监控终端站包括站控系统以及若干个监测点，监控站采用分布式结构完成对管网与站场的工艺过程、控制设备的数据采集、控制、天然气流量计算等多个方面。RTU和现场的仪表及控制设备相连，实时采集所需要的各工艺参数，例如燃气的压力、流量、温度以及阀门状态等，监控数据由站控系统通过DTU发出，经过RTU的逻辑运算处理，进入数据库和工作站软件展现给中心生产的调度人员，完成现场的实时控制，并做好各种记录。调度中心通过通信系统实现和各站控系统、监测点的远程数据进行交换，建立统一的数据采集及集中监控，完成遥测、遥控、遥信与遥调功能。

SCADA系统中超声波流量计数据的监控及应用。燃气输配系统中采用丹尼尔超声波流量计分别对各出口单位进行计量，采用丹尼尔色谱分析仪对管道内天然气进行实时组分分析，现场流量计与色谱分析仪需要通过通信电缆将流量信号及压力温度补偿数据传输到门站监控室内的流量计算机机柜中，通过流量计算机的实时运算和分析，将瞬时标况流量、历史累计流量、日累计流量、气态组分等信息传输到PLC机柜中，通过PLC传输到上位机和数据库中进行监控与储存工作。

SCADA系统的安全监控及应用。在系统中，安全监控主要是由燃气超压报警、燃气泄漏报警器、手动紧急报警器、燃气加臭异常报警以及视频监控等组成。现场设备比如燃气泄漏报警器与燃气加臭机等情形时，将信号传输到门站监控室中的PLC设备中，而SCADA系统能够直接从PLC中读取相关的报警信息，准确识别现场报警位置以及报警级别，同时利用现场视频实时对现场情况进行监控、录像，调度中心能够对各监控点的数据进行实时采集、处理、存储，对现场工艺变量，全线工艺设备运行状态与报警事件进行管理以及监视。

针对我市燃气输配特点设计开发的SCADA系统，在软硬件成功选型和安装实施的基础上，通过高速、稳定的传输网络，实现对各站点实时监控和综合调度，较大地提升企业信息化水平和生产管理水平，促进企业发展。

（作者单位：太原煤炭气化（集团）临汾燃气有限公司）

作者：任志敏

SCADA系统通信网论文 篇3：

长输油气场站SCADA系统的分析与应用

摘 要 目前，随着石油气工业快速发展，国民生产生活对天然气需求比重逐渐增大，而在天然气长输油气场站中，对提高生产效率、安全性、时效性等方面都提出了更高的要求。SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统是目前生产运输企业最常用的管理手段之一，该系统主要借助计算机为平台对企业的天然气生产和运输过程进行运行调度、工艺现场监控和现场设备状态检测等工作。在全国范围内许多企业已经开始使用SCADA系统对长输油气管道及场站进行全天候、全范围的监控。本文概括描述并探讨了该项技术在长输油气场站中的应用，对该SCADA系统进行了分析，旨在提高企业生产质量。 

关键词 SCADA系统 长输油气场站 自动控制

1 SCADA系统的结构

SCADA系统常被用于工业生产环节中进行数据采集和监控，是遥感和数据采集功能的集合，也是一种以计算机为基础的自动化系统。该系统包含有采集、传输和监控三个部分，在工艺现场安装的传感器采集工艺现场的设备及环境的信号，并通过专用线路传输回指挥中心。值班的工作人员在指挥中心计算机工作站对采集的数据进行必要的分析计算，再将各种状态信息通过HMI界面显示给值班人员。通过该SCADA系统能够提高工业生产的安全性和生产效率。

2 SCADA系统的应用

SCADA系统以其功能全面、兼容性强、智能稳定、全天候监控和可视化管理、可记录、可追溯等诸多优点被逐渐应用到工业生产的各个领域中[1]，尤其在电网传输和铁路运输领域最为普遍。SCADA系统计算机软件对工艺现场进行操作和管理，能充分发挥其控制能力，对于值班的工作人员来说操作更加便捷。同时，SCADA系统以计算机为基础，更方便各类数据的储存和必要时后期查证。

3 长输油气场站SCADA的设计

3.1 系统功能

结合长输油气场站送配气的实际和生产需求，长输油气场站SCADA系统实现自动化监视与控制应具有以下几个功能：

1.数据采集。在工艺现场的各类传感器和仪表实时采集各个提前预设的监控点数据，其中包括了输气场管道流量、管道压强、环境温度、环境湿度、各阀门的工作状态、各类气体的浓度等。

2.数据储存。将采集到的各类数据储存在数据库服务器内，以用作程序数据处理和留档，以便于实时或事后调用查证。

3.浏览查看。值班的工作人员通过系统授权认证后，可以在电脑或移动终端上通过网页浏览器或者软件客户端登录，通过本地局域网或者异地浏览SCADA系统中的各项数据。并可以将SCADA系统拓展延伸至GIS（Geographic Information System，地理信息系统）和CIS（Consumer Information System，用户信息系统）等第三方系统中，从而实现GIS、CIS和SCADA多系统的一体化应用。

4.异地控制。已经通过系统授权的值班工作人员在处理系统事件时无需到达现场，能随时登录系统异地控制工作现场的设备，从而缩短系统出现事件的响应时间。同时，在系统检测到发生紧急事件时能进行设备紧急停机和安全保护。

5.界面显示。在监控中心的大屏幕上以简单且直观的HMI人机界面，生成较为形象的图形、数据图表、状态报表、开关阀门状态等多种形式内容，实时显示现场仪表检测到的设备和管道的不同工作状态。

6.事件报警。通过HMI人机界面弹出报警信息或发出报警蜂鸣声等多种方式提示值班的工作人员处理事件。其中包括了设备故障、参数异常、通信中断、管道泄漏、参数过阈值等。

7.打印和导出报表。值班的工作人员能够在监控中心随时或者定时导出和打印各项数据报表、历史操作记录、故障事件记录和报警记录等关键信息。

8.权限设置。SCADA系统能够给不同的值班人员设置不同的访问权限，值班人员根据不同的账号登录系统后拥有相对应的访问和操作权限，以实现系统多级高效的人员管理。

3.2 系统结构

在长输油气场站中，SCADA系统总体结构以分层式、分布式的思路进行设计，由数据采集系统、网络通信系统、站控执行系统和数据储存系统等多部分组成。SCADA系统的总体结构如图1所示。

1.近端监控中心。SCADA系统在近端的监控中心内对系统进行实时监控和管理调度，系统中采集到的各类数据信息均汇集到监控中心的工作站内。组建的专用网络是在B/S（浏览器/服务器）的结构下进行设计的。高速的以太网络搭建的系统内部的局域网用于各项数据之间的通信。SCADA系统中的各类服务器、计算机工作站、网络设备和打印机设备均设置在近端监控中心内。其主要的作用是接收数据信息，并在将其储存到对应的数据库的同时，于HMI人机界面上显示出来。

2.中间数据传输。该部分是系统中负责进行中间数据传输的，主要是以通信网络组成。通过高速网络组建，以起到将RTU远程测控终端与近端监控中心连接起来的作用。场站内的管道压力、管道流量、环境温度和开关阀门的工作状态等重要数据均借助该高速网络进行传输。其传输的方式主要有三种，分别是以太网传输、光纤传输和无线传输。目前，各生产企业通常使用的是光纤传输，原因是其优势明显，主要表现在传输速度快、抗干扰性能强、带宽大和传输距离远等方面。此外，SCADA系统将搭建VPN专用网络，在保障了系统数据高速传输速率的前提下，提高了网络的安全性。以实现工作人员不在场站现场也可使用外网进入到系统内网中控制现场设备和查看系统数据。

3.远端现场采集。作为SCADA系统的最底层，远端现场采集过程主要集中在天然气的工艺现场，各类管道、开关阀门设备、工业传感器和智能仪表大部分都集中在该处。通过RTU远程测控终端对现场的各种数据和设备运行状态的进行监测，再通过数据传输单元DTU上传至监控中心。相反，当需要现场设备完成监控中心发来的远程操作指令时，通过DTU数据传输单元下发指令到RTU远程测控终端以实现该过程。另外，在设计系统的远端现场采集部分时，还需要充分考虑日后使用过程中设备扩展的问題，为SCADA系统预留一定余量[2]。

3.3 运行流程

长输油气场站SCADA系统的运行流程主要由三个阶段构成，流程是先进行远端现场采集，再通过中间数据网络进行传输，在近端监控中心进行调度和管理，SCADA系统的具体运行流程如图2所示。

1.在远端现场安装有各类的工业传感器和智能仪表，其主要任务是采集SCADA系统中所需要的各项数据，经过汇总分析后上传至系统服务器进行分析。如天然气管道压力、管道温度、环境湿度、天然气流量、气体浓度和开关阀门的状态等信息。

2.各类现场数据需要被上传到SCADA系统对应的服务器当中，经分析筛选后再存储到对应的数据库中，并且提供储存的数据库设计时要充分考虑适当冗余，该部分主要是以互联网和VPN专用虚拟网络的方式通讯。

3.长输气场站SCADA系统的数据汇聚中心为近端监控中心，发挥管理和调度的功能。现场值班的工作人员能通过HMI人机界面查看工艺现场的情况，实时监测运行情况，经系统分析现场数据后，根据企业管理和调度的要求，发送控制指令到现场的PLC等执行机构处进行远程控制，从而实现集中管理目的，如打开关闭阀门、调节温度和控制流量等功能。

4 结语

本文首先针对SCADA系统的组成结构和应用情况展开介绍，再者通过系统的功能、结构和运行流畅几个方面对SCADA系统如何在长输气场站中的应用进行了阐述。最后，以近端监控中心、中间传输网络和远端现场采集三个部分组成了能对长输油气场站进行全天候监控和管理的SCADA系统。长输油气场站的SCADA系统将通信技术、控制技术和现代计算机技术相结合，在远端进行数据采集，中间利用VPN专用虚拟网络进行传输，近端设置了监控中心进行管理调度，进而实现了天然气企业生产和运输环节智能高效和安全稳定的目的。

参考文献：

[1] 刘朋.天然气长输管道国产SCADA软件发展现状及展望[J].石油化工自动化，2016，52（02）：7-10.

[2] 陈曦，周峰，郝鑫，等.我国SCADA系统发展现状、挑战与建议[J].工业技术创新，2015（02）：103-104.

作者：冼智锦