淺析關(guān)于城市燃?xì)馄髽I(yè)SCADA系統(tǒng)功能分布

李兵

摘 要 在信息技術(shù)水平不斷提升的背景下，配氣站、燃?xì)夤芫W(wǎng)作為重要的下載點(diǎn)，必須建立完善的SCADA系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制壓力閥、溫度和流量，并自動(dòng)采集相關(guān)參數(shù)并針對性的分析，同時(shí)還系統(tǒng)還具有報(bào)警功能，能有效城市燃?xì)夤┙o的安全性。基于此，為了讓更多的人了解該系統(tǒng)，順利發(fā)揮該系統(tǒng)的優(yōu)勢和作用，本文全面探討城市燃?xì)馄髽I(yè)SCADA系統(tǒng)功能。

關(guān)鍵詞 城市燃?xì)?燃?xì)馄髽I(yè);SCADA系統(tǒng)

城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)需要將信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)緊密結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)控氣源輸送管網(wǎng)。但現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)還存在許多的問題有待解決，具體表現(xiàn)于硬軟件缺乏多元化的功能，不能具備安全性、方便性多種特征;集中化的服務(wù)功能，導(dǎo)致不能均勻分布功能任務(wù)，因此，功能分布城市燃?xì)馄髽I(yè)SCADA系統(tǒng)非常有必要。

1SCADA系統(tǒng)功能分布結(jié)構(gòu)

①支撐服務(wù)層。SCADA系統(tǒng)包括硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)內(nèi)核等不同的組成，RISC /A lpha、Sun是其硬件平臺(tái)，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、安全可靠的特征。POSIX /Unix操作系統(tǒng);語言 以C、C++、VC、VB等 C語言為主。②設(shè)計(jì)目標(biāo)。以城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)全面保障燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全性，確保其穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)燃?xì)馄髽I(yè)經(jīng)營經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。

2數(shù)據(jù)庫管理

①數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)特點(diǎn)。多元化是數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的主要特征;系統(tǒng)程序穩(wěn)定、獨(dú)立，可拓性較強(qiáng);服務(wù)器數(shù)量充足，并且所有服務(wù)器保持一致[1]。②分布式客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)用的服務(wù)器各自具有備份服務(wù)器，備份服務(wù)器并不是專屬的，應(yīng)用服務(wù)器都具有使用權(quán)限，可共同擁有。SCADA系統(tǒng)可分布式訪問，以方便訪問相關(guān)資源，提高實(shí)時(shí)庫管理系統(tǒng)服務(wù)管理水平，減少客戶節(jié)點(diǎn)壓力。③實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的分布。系統(tǒng)平臺(tái)支持不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)為保證數(shù)據(jù)安全會(huì)做好備份?？蛻魴C(jī)可以對各應(yīng)用的主服務(wù)器提供指導(dǎo)作用。④數(shù)據(jù)庫一致性。在本系統(tǒng)中會(huì)配置雙服務(wù)器，對系統(tǒng)描述庫、歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行全面管理，并永久保存相關(guān)數(shù)據(jù)，追憶快照庫和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)備份庫。

3分布式運(yùn)行環(huán)境

（1）網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)功能。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是分布式系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫包含的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)與分布式實(shí)時(shí)庫的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相同，支持各種流行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

（2）網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)支持。目前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都包含在支撐平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中，以順利實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的全部功能，所支持的先進(jìn)技術(shù)主要包括以下幾方面：①虛擬子網(wǎng)。在整個(gè)系統(tǒng)中可以劃分成多種虛網(wǎng)，如采集網(wǎng)、實(shí)時(shí)處理網(wǎng)等，都是經(jīng)劃分后所形成的網(wǎng)絡(luò)。②單雙網(wǎng)混合構(gòu)架。如果部分節(jié)點(diǎn)屬于單網(wǎng)，可混合連接雙亢余的主網(wǎng)，并自動(dòng)切換亢余網(wǎng)絡(luò)。③局域、廣域路由節(jié)點(diǎn)。在接入設(shè)備時(shí)需要運(yùn)用客戶節(jié)點(diǎn)，在路由器的支持下順利與設(shè)備相連接，以保持系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。④三層交換。能為第三層、第四層網(wǎng)絡(luò)切換的過程中提供穩(wěn)定的支持，或者在切換時(shí)能直接利用高層交換功能，對網(wǎng)關(guān)機(jī)增設(shè)專用程序沒有任何的依賴，有效解決以往多網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)需要使用昂貴路由器的問題。

4圖形人機(jī)界面

圖形系統(tǒng)具有多元化的技術(shù)特點(diǎn)：所提供的圖形平臺(tái)可跨應(yīng)用;在節(jié)點(diǎn)位置所提供的跨應(yīng)用訪問數(shù)據(jù)可直接顯示，有效保證了訪問的透明性;開放性處理機(jī)制主要面向燃?xì)鈱ο?不同系統(tǒng)的界面風(fēng)格存在一定的差異性;三維圖形OpenGL的畫面可通過直觀性的方式，展示圖形跨平臺(tái)解決方案;共享全網(wǎng)畫面，采取一致的方式維護(hù)圖形;針對自身需要，可對三維圖形畫面進(jìn)行縮放、變焦初拉力，也可將三維圖形畫面分層;多顯示器、多窗口均能為其提供支持;彩虹顏色多元，有多個(gè)選擇;客戶化圖片可自主定義，以形象化的方式現(xiàn)實(shí);通過網(wǎng)絡(luò)客戶化動(dòng)畫可以自動(dòng)生成;無論在數(shù)據(jù)庫哪一個(gè)區(qū)域都能顯示全部畫面;屬性客戶化通過圖元現(xiàn)實(shí);繪圖模板具有快速、簡潔的特征;可在數(shù)據(jù)庫中錄入圖形;支持多種圖像格式。

5數(shù)據(jù)采集

SCADA系統(tǒng)與燃?xì)庀到y(tǒng)的直接接口就是數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。其在采集管網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息時(shí)，需要充分運(yùn)用遠(yuǎn)程RTU，為數(shù)據(jù)庫提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并以應(yīng)用所下達(dá)的指令為依據(jù)，調(diào)控遠(yuǎn)方站。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)源中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)占據(jù)重要的位置，特別是在大量應(yīng)用無人值守配氣站的情況下，對信息處理能力提出了更加嚴(yán)格的要求，其必須具有極強(qiáng)的可靠性，快速處理信息。①標(biāo)準(zhǔn)化商用化開放基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)化商用化開放基礎(chǔ)，包括多元化的基礎(chǔ)措施：需要促進(jìn)采集節(jié)點(diǎn)機(jī)型檔次的提高，以更好地滿足實(shí)際，使數(shù)采集點(diǎn)可以在不同的平臺(tái)中使用，具有較高的性價(jià)比。數(shù)采通信部件是目前最為先進(jìn)的 OEM集成策略，避免整體系統(tǒng)受到限制。目前燃?xì)庀到y(tǒng)更加完善，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)功能，標(biāo)準(zhǔn)商運(yùn)用目前最先進(jìn)的軟件，在構(gòu)架上實(shí)現(xiàn) lindens平臺(tái)。②終端服務(wù)器采集。當(dāng)今，終端服務(wù)的廣域網(wǎng)通信協(xié)議更加豐富，并在廣域網(wǎng)通信中廣泛應(yīng)用，也被稱為通訊服務(wù)器。在終端服務(wù)器串口程序訪問的過程中，網(wǎng)絡(luò)具有透明性，這就是說用來采集標(biāo)準(zhǔn)商用串口卡的程序，在采集過程中不需要進(jìn)行任何的修改。同一臺(tái)終端服務(wù)器的不同串口無論在哪一主機(jī)都可被使用。③標(biāo)準(zhǔn)串口網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議支持。針對訪問終端服務(wù)器串口的程序來說，網(wǎng)絡(luò)具有透明性，這也就是說標(biāo)準(zhǔn)商在采集數(shù)據(jù)時(shí)，不需要修改任何的程序，就能對集中端服務(wù)器串口進(jìn)行采集。盡管網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是終端服務(wù)器，但其串口通信對網(wǎng)絡(luò)廣播并沒有過大的依賴，無法為監(jiān)聽功能提供支持。其在共享網(wǎng)絡(luò)的過程中，需要在同一臺(tái)終端服務(wù)器的不同串口分別使用。

6報(bào)表打印平臺(tái)軟件

SCADA系統(tǒng)在應(yīng)用過程中可使用專門的軟件制作報(bào)表。目前，在Windows環(huán)境中包子系統(tǒng)打印服務(wù)功能及調(diào)度管理功能，而不論客戶整體系統(tǒng)平臺(tái)怎樣選擇，都能通過Web方式為燃?xì)馄髽I(yè)提供針對性的服務(wù)。未在EMS系統(tǒng)內(nèi)的廣大燃?xì)馄髽I(yè)客戶機(jī)，能在不同的環(huán)境中存在。Web在一次性維護(hù)報(bào)表時(shí)，并不需要定制Web格式解釋器，有效保證了軟件的使用安全，從根本上規(guī)避了安全隱患的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 嵇其鵬，周婷，劉哲緯. 城市燃?xì)馄髽I(yè)SCADA系統(tǒng)功能分布初探[J]. 自動(dòng)化儀表，2019，1（2）：132-135，139.