第一篇:天然氣管線SCADA系統(tǒng)應用
特點: 流量計量、氣體組份分析、可燃氣體監(jiān)測、站場設備的監(jiān)視和控制、數據上傳等 原天然氣管道建設工程設站控系統(tǒng)對長嶺首站、松原分輸站、電廠末站進行監(jiān)控。儀表自控專業(yè)的設計內容為長嶺首站、松原分輸站天然氣外輸裝置的檢測儀表及監(jiān)控系統(tǒng),包括流量計量、氣體組份分析、可燃氣體監(jiān)測、站場設備的監(jiān)視和控制、數據上傳等,都是通過GE PACSystems RX3i加以實現的。
長嶺—松原天然氣管道建設工程采用站控系統(tǒng),對長嶺首站和松原分輸站、電廠支線末站、大化肥末站的工藝設施進行監(jiān)控,站控系統(tǒng)與已建的銷售公司調度中心進行數據通訊,本工程的自控水平將達到調度中心遠程監(jiān)視、站控系統(tǒng)本地監(jiān)控的水平。
長松管線SCADA系統(tǒng)由GE的PLC、操作員工作站、打印機、路由器、交換機和不間斷電源(UPS)等設備組成,主要完成站場內數據采集、監(jiān)視、控制和流量計算等功能,并向調度中心傳送實時數據,接受調度中心下達的任務。
操作員工作站采用性能穩(wěn)定的DELL計算機,站場安裝的MMI軟件采用的是中油龍慧公司研發(fā)的Epipeview2.0軟件,PLC系統(tǒng)采用GE公司的產品,路由器采用Cisco-2821路由器.操作員工作站、PLC、路由器、打印機通過交換機連接成局域網。操作員工作站也通過PLC交換數據。
系統(tǒng)解決方案和實施
1.系統(tǒng)結構
本工程控制系統(tǒng)采用三級監(jiān)控結構:
一級為銷售公司調度中心:銷售公司調度中心以通訊方式對首站和分輸站進行監(jiān)視;
二級為站控系統(tǒng):在正常情況下,由站控制系統(tǒng)完成對現場設備的自動監(jiān)控;
三級為現場操作:當站控系統(tǒng)出現故障或檢修時在現場進行設備操作。
2.站控系統(tǒng)
站控系統(tǒng)主要由控制站、操作員工作站、數據通信接口等構成。過程控制單元采用可靠性高的遠程終端單元(RTU),作為人機接口的操作員工作站采用微型計算機。通訊方面,配置與現場智能設備相連的通訊接口單元,采用標準的ModBus RTU協議,RS-485接口,通訊速率9600bps。設置以太網通訊接口模塊,通過光纖將數據上傳至調度中心。同時站場還設有獨立的流量計算機,流量計算機與站控系統(tǒng)通訊,獲取天然氣組份值,流量計算機根據差壓、壓力、溫度和天然氣組份計算標況流量、天然氣密度、熱值等數據,并將計算數據上傳給站控系統(tǒng),對分輸流量進行計算、歸檔存儲,該系統(tǒng)采用單總線方式,使用LD語言應用程序實現編程要求,掃描時間可以達到30ms左右。
在該項目中,上位機與下位機(PLC)之間通訊是標準的Modbus TCPIP協議,現場設備狀態(tài)和數據分倆種方式上傳到PLC.一種是通過硬線的方式直接上傳到PLC模塊,中間通過信號防雷擊端子、電源防雷擊端子等進行保護;另一種,像流量計算機、氣體組分分析裝置的數據采集,工程統(tǒng)一定義通訊接口為RS485,使用GE IC695CMM004型號的通訊模塊,把現場串口設備轉換為以太網,上傳到通信模塊,通過上位機直接采集數據。
用途: 天然氣管線SCADA系統(tǒng)
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第二篇:無線通信SCADA系統(tǒng)的實現與應用論文
SCADA系統(tǒng)的特點
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系統(tǒng)即監(jiān)視控制與數據采集系統(tǒng),是以計算機為基礎的監(jiān)測控制與調度管理自動化系統(tǒng),能實現遠程數據采集、設備控制、測量、參數調節(jié)以及信號報警等各項功能,可廣泛應用于電力、水利、石油、化工、環(huán)保和市政等眾多領域,電子通信論文《無線通信SCADA系統(tǒng)的實現與應用》。
SCADA系統(tǒng)一般采用分散式測控、集中式管理的方式,整個系統(tǒng)由監(jiān)控中心、若干個分散的遠程測控終端RTU(Remote Terminal Unit)和通信介質三部分組成。監(jiān)控中心又稱主站,是SCADA系統(tǒng)的核心,負責控制管理整個系統(tǒng)的運行;RTU又稱外圍站點,是采用微處理器或DSP的可獨立運行的智能測控模塊,完成各種遠端現場數據的采集與處理、現場執(zhí)行機構的控制以及與遠程控制中心的通信,具有易擴展性和易維護性特點;通信介質根據實際需求和應用對象的不同多種實現方式,下面稍作分析。通信介質的選取
數據傳輸介質分為有線和無線兩類。有線傳輸方式如:電力線載波、RS-485現場總線和PSTN公用電話網等。無線傳輸方式如:VHF/UHF無線電臺、ISM擴頻電臺、GSM移動電話網以及衛(wèi)星通信網等。每種方法各種其特點。
電力線載波利用現有的供電線路不需另鋪專用通信線路,但電力線固有干擾較大,且載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域內傳送,通信跟蹤較短;RS-485現場總線具有通信效率高、可靠性好等優(yōu)點,但用于大容量系統(tǒng)時鋪設專用線路工程造價太高。PSTN公用電話網和GSM移動電話網的初期投入費用少,無盲區(qū)覆蓋,但日積月累的運營費用極高;ISM(工業(yè)科學醫(yī)療用途)頻段的擴頻電臺(2.4GHz)及微波(4GHz以上)可用于遠距離、高性能傳輸,但價格昂貴。
第三篇:供水調度SCADA系統(tǒng)
供水調度SCADA系統(tǒng)概述
SCADA是英文Supervisory Control and Data Acquistion的縮寫,意即“監(jiān)視控制和數據采集系統(tǒng)”,該系統(tǒng)被廣泛應用于供水、供電、燃氣、油田等行業(yè),主要功能是完成數據的采集控制和遠程傳輸。本公司在1994年建立了供水調度SCADA系統(tǒng),多年來在保障安全可靠供水、協調合理調度、保證公司利益等多方面發(fā)揮了重要的作用。
目前SCADA系統(tǒng)中采用的數據通信可簡單分為有線和無線兩大類,其中有線通信主要包括架設光纜、電纜或租用電信電話線、X.25、DDN、ADSL等,而無線則包括超短波通信、擴頻通信、衛(wèi)星通信、GSM 短信/GPRS通信等。在供水行業(yè),由于各管網監(jiān)控點分布范圍廣、數量多、距離遠、個別點還地處偏僻,因此架設光纜、鋪設電纜難度大、不切合實際,向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線,而且有些監(jiān)控點線路難以到達,況且采用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程,速度慢,運營成本較高,總之SCADA系統(tǒng)采用有線通信方式建設周期長、工作難度大、運行費用高,不便于大規(guī)模使用;與之相比,無線通信方式則顯得非常靈活,它具有投資較少、建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優(yōu)點。在SCADA系統(tǒng)中,無線通信方式主要包括:超短波(230MHZ)無線數傳、擴頻(2.4G、5.8G)、衛(wèi)星通信、GSM數字蜂窩通信系統(tǒng)等,其中衛(wèi)星通信由于通信費用昂貴,只在一些特殊的領域下使用,未得以普及;而擴頻通信技術雖然速率高,但只能在視距范圍內傳輸,應用也受到限制。因此目前國內SCADA系統(tǒng)較普遍采用 230MHZ頻段的數傳電臺作為傳輸信道。
采用超短波數傳電臺作為傳輸信道的是組網靈活、擴展容易、維修方便、運行費用低等優(yōu)點,但由于系統(tǒng)工作于230MHZ且多采用普通間接調制的數傳電臺,這就造成系統(tǒng)易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數據傳送量不大、信號覆蓋范圍小等先天不足,這在本公司第二水廠生產數據上傳到公司調度室時得到驗證,目前已改為DDN專線傳輸方式。隨著城市現代化、工業(yè)化進程的發(fā)展,傳統(tǒng)的超短波通信方式正面臨著越來越大的挑戰(zhàn),而GSM網絡經過移動通信部門的多年建設,覆蓋范圍不斷擴大,已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網絡,特別是近年來推出的短消息(SMS)、GPRS等新業(yè)務,這使得SCADA系統(tǒng)采用GSM網絡來進行數據傳輸成為可能。GPRS技術的應用及分析
應用GSM網絡進行數據傳輸從理論分析和實際應用都是切實可行的。就目前移動通信部
門提供的服務而言,可分為兩種方式:①短消息(SMS),通過撥打終端號碼而獲取數據資料短消息;②GPRS技術,核心是通過IP轉換技術進行數據傳輸。相比較下,采用GPRS技術更具優(yōu)點和前瞻性,符合未來的通信發(fā)展方向。下面就以GPRS技術為例作說明:
2.1 GPRS原理及技術特點
GPRS是通用分組無線業(yè)務general packet radio service的英文簡稱,是在現有GSM系統(tǒng)基礎上發(fā)展出來的一種新的網絡業(yè)務。GPRS采用分組交換技術,每個用戶可同時占用多個無線信道,同一個無線信道又可以由多個用戶共享,實現資源有效的利用,從而實現高速率數據傳輸。GPRS支持基于標準數據通信協議的應用,可以實現與IP網、X.25網互聯互通。GPRS具有全雙工運作,間隙收發(fā),永遠在線,只有在收發(fā)數據才占用系統(tǒng)資源,計費方式以數據傳輸量為準等特點,由于GPRS的核心層采用IP技術,底層可使用多種傳輸技術,這使得它較易實現端到端的、廣域的無線IP連接,以實現某種特定功能。
具備GPRS功能的移動電話或終端通過無線方式與GSM基站進行通信,隨即登陸上GSM網絡,但與電路交換式數據呼叫不同,GPRS分組是從基站發(fā)送到GPRS服務支持節(jié)點(SGSN),而不是通過移動交換中心(MSC)連接到語音網絡上。SGSN與GPRS網關支持節(jié)點(GGSN)進行通信;GGSN對分組數據進行相應的處理,再發(fā)送到目的網絡,如因特網或X.25網絡。
來自因特網標識有移動電話或終端地址的IP包,由GGSN接收,再轉發(fā)到SGSN,繼而傳送到指定的移動電話或終端上。
2.2 利用GPRS來實現數據傳輸
基于GPRS技術的SCADA系統(tǒng)是以GSM為網絡平臺,充分利用了GPRS的技術特點和優(yōu)勢,實現高速、永遠在線、透明數據傳輸的數據通信網絡系統(tǒng)。
2.2.1基本工作原理:
在GPRS模塊上實現TCP/IP協議,在應用程序端安裝數據中心軟件,數據中心擁有固定的IP地址(或域名),GPRS模塊登陸上GSM網絡后,自動連接到數據中心,向數據中心報告其IP地址,并保持和維護鏈路的連接,GPRS模塊監(jiān)測鏈路的連接情況,一旦發(fā)生異常,GPRS模塊自動重新建立鏈路,數據中心和GPRS模塊之間就可以通過IP地址用TCP/IP協議進行雙向通信,實現透明的、可靠的數據傳輸。
2.2.2數據通信過程如下:
1)現場監(jiān)控點通過數據采集模塊將數據存儲到內存,當接收到命令數據時,通過接口電路,將帶時間標簽的數據發(fā)送到已登陸網絡并具有IP地址的GPRS模塊,后通過數據編碼并有指向地
發(fā)送到GSM網絡。
2)數據經GSM網絡空中接口功能模塊同時對數據進行解碼處理,轉換成在公網數據傳送的格式,最終傳送到公網中用戶服務器IP地址。
3)服務器接受到數據后,通過公司內部網將數據傳送到SCADA系統(tǒng),后通過系統(tǒng)軟件對數據進行還原顯示,同時將數據存儲到數據庫中。
2.3系統(tǒng)應用GPRS技術的優(yōu)勢
1)信號覆蓋范圍廣
GSM網絡經過多年的建設,目前網絡信號可說是無孔不入,基本不存在盲區(qū),理論上只要有信號的地方,就可以實現SCADA監(jiān)控,與之相比的超短波則只有方圓三十多公里(具體視乎當地環(huán)境)。
2)數據傳送速率高
GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2Kbps,實際應用時可能會偏低些,而目前一般的超短波數傳電臺傳送速率多為2.4Kbps或更低。
3)通信質量可靠,誤碼率低
利用GSM成熟網絡,數據傳送的可靠性和穩(wěn)定性得到有力的保證,同時隨著其業(yè)務的發(fā)展,相信其在質量上會做得更好。
4)建設周期短
利用現有GSM網絡,我們只需安裝好設備就可以,不用考慮其它因素,采用超短波通訊時要充分考慮現場和附近環(huán)境,同時其附屬設備要跟得上。
5)安裝調試簡單方便
利用現有成熟GSM網絡,系統(tǒng)投入運行時基本不需要調試(只要技術可行,網絡暢通),而且安裝簡捷。采用超短波通訊時安裝調試工作量大,要有選擇地選址,測試現場信號,架設天線鐵架,調試天線角度方向等諸多工作。
2.4 系統(tǒng)應用GPRS技術的不足
1)對移動通信部門有依賴性
因為系統(tǒng)建設運行需借助GSM網絡,這就造成我們SCADA系統(tǒng)的數據通信受到移動通信部門的制約,須說目前GSM網絡發(fā)展的比較成熟,但有時亦存在網絡繁忙堵塞或意想不到的事情發(fā)生,這會對系統(tǒng)數據造成中斷,影響系統(tǒng)的數據分析處理。而采用超短波通訊組建自身網絡系統(tǒng),當系統(tǒng)發(fā)生故障時,可利用自身技術力量對網絡進行修復而不需借助第三方,在工作中處于
主動。
2)運行成本相對較高
鑒于目前資費標準,該系統(tǒng)的運營成本在端站數量較少時略微偏高。
2.5 系統(tǒng)運營成本分析
構成系統(tǒng)運行成本主要有兩方面(參考本地資費):①系統(tǒng)服務器端的靜態(tài)IP地址租用費。該項目目前資費較高,約占總運行成本的95%;②系統(tǒng)數據流量費用。收費標準目前有包月制和按數據量兩種收費方式,按流量計算0.03元/kBytes,而包月制20元/月有1024 kBytes流量,該費用取決于流量的多少。相信隨著技術的升級,業(yè)務應用的普及,其資費標準會逐步降低。
3結束語
該系統(tǒng)目前已投入運行階段,運行效果良好,數據發(fā)送接受穩(wěn)定快速可靠,完全能滿足實際工作要求,是SCADA系統(tǒng)較理想的組網選擇,相信隨著時代的發(fā)展,科技的進步,數據通信業(yè)務的高速發(fā)展,無線IP通信技術業(yè)務變得越漸成熟,會越顯優(yōu)勢,會得到廣泛的普及和應用。
摘自《中國水星》
第四篇:油田SCADA系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)方案設計
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油 田名
艾尼
摘要 全 性、、一
八 系統(tǒng) 無 線通 信 系 統(tǒng) 方 案 設計
琳依 余
系統(tǒng) 安 , 新疆 石 油 管理 局 勘察 設 計 院
應用 于這類地 區(qū)油 田 系 統(tǒng) 的通 信 系 統(tǒng) 和 設
通 信 系統(tǒng) 作 為
高效 運 行 的 基 礎 支 撐平臺
可 幸性 將 是影 響。
其穩(wěn) 定
備 , 必 須 具 備 卓越 的 溫 度 性 能 和 良好 的 穩(wěn) 定 性 和 可 , , 系統(tǒng) 至 關 重
靠性
要 的 因素
紹 了油 田
根據 油 田
系統(tǒng) 總 體 設 , 其次 , 我 國大陸很 多 油 田 往 往 處 于 丘 陵地 區(qū) , , 計 技 術要 求 及 油 田 現 場 環(huán) 境 實 際 情 況 和方案選型 , 介
地 勢 變化 盡 管 不 算 陡 峭的 可視 通 信
但并 不 能 完 全 實 現 點 對 點
口
系統(tǒng) 通 信 方 案 設 計 要 點 剖 析 無 線 通 信 系統(tǒng) 方 案 設 計
。而且油 田井
分散 , , 最遠 的可 達 , 公 里 以上
全、。
所 以在 通 信 系統(tǒng) 方 案設計上
確保。
應充 分考
系統(tǒng)安
過程 及 系 統(tǒng) 結 構 組 成實踐 證 明 , 油 田
慮 到系 統(tǒng) 信 道 能 否 真 正 暢 通 高效 運 行
另外 , 系統(tǒng) 通 信 系 統(tǒng) 建 設 并 不 是 某 一 種
扶術 的單純應 用 , 而 應 根據 具體 情 況 , , 進
從 通 信 系統(tǒng) 建設 投 入 和 周 期 上 , , 應充分 , 行必要 的 技 術 組 合 主題 詞
以。
建設一 個 完善 的
考 慮 到 油 田 工 業(yè) 快 速 發(fā) 展 和 投 人 回 報 的需 要 兼 顧適 當 投 入 和 快 速 建 設 的 前 提 下
應在
系統(tǒng) 運 行平臺
確保通 信 系統(tǒng)
無線通信 數 據 傳輸
組網
建設與 油 田 整 體 建 設 相 適 應
格比
。, 實 現 真正 的 高 性 能 價
系統(tǒng)安全運、擴頻 系 統(tǒng) 作 為 工 業(yè) 生 產 過 程 自動 化 控 制
管 理 的完 整解 決 方 案 力、采用數傳 電臺網、, 在確保、行的同時 點 , , 具有 投人小、見效快 , 應 用 簡單 等優(yōu) , , 廣 泛 應用 于 油 田、、化工。、電
數 據帶寬 經 濟。
適宜 , 是 油 田 通 信 系統(tǒng) 的 首選
盡管投人小
。、冶金 ,、水處理、、市 政供 熱 等 行 業(yè) 和 領 域
通信
解決方 案
見效快 穩(wěn)定 , 采用
有線組網 , 系統(tǒng) 作 為
平臺、系 統(tǒng)安 全。
高效 運 行 的 基 礎 支 撐
系統(tǒng)至、, 技術 簡單 , 但受通信距離 的局 限
其穩(wěn)定性
可 靠 性將 是 影 響、數 據 網 和 郎將 投 人 使 用 的應用方便
技術成熟 , , 信道
但必
關 重 要 的 因素
通 信 系 統(tǒng)設 計 應 包 括 良好 的 網 絡 規(guī)
也 不 失 為 一 種 良好 的 選 擇
。, 劃
合理 的 系統(tǒng) 結 構設 計、足夠 的信息帶寬 估計、須 考 慮 現 場 電信 基 礎 設 施 建 設 情 況 域 網 適 合 于 寬 帶 數據 傳輸 , , 比較 適 用 于 城
安 全 經 濟 的 信道 冗 余 多方面工作。
設 備選 型
通 信軟 件設計等
市 周 邊 地 區(qū) 具 備 電 信基 礎 條件 的油 田 現 場
無線局
最 高帶 寬 可 達
是近幾年 在 , 協議基礎上 發(fā) 展
對 于大型油 田
如 中控 室 與 企 系統(tǒng) 和、選擇合理、經 濟 的通 信 方 案 , 起 來 的無 線 通 信 解 決 方 案 系統(tǒng) , 能 很 好 地 實 現 幾 個 數 據 中心
根 據 油 田 工 業(yè) 生 產 具體 應 用 需 求
為 了選擇合 在 充 分考 慮
業(yè) 等
系統(tǒng)、中控 室 與 中控 室 ,。
中控 室 與 計 量 站
理、經濟 的 通信 方 案 , , 必須 因地制宜 , , 之 何 的 大 容量 數據 傳 輸
滿足 , 資金 投 人 可 能性 的前 提 下
境 和 氣候 條 件
要 因素。
高 度重視 油 田 所處 的環(huán)
系統(tǒng) 對 數 據 共 享 的 需 要
而單純采用有線 網
這 將是影 響 通 信 系統(tǒng)設 計 選 型 的重
或
須 在 線路
相對復雜 大 , , 衛(wèi) 星通 信 網、, 不僅 建設周期 長 , 而且必
設 備上 投入 大量 的 資金
另 外 系統(tǒng) 技 術。
‘
首先 , 目前 我 國大 陸 骨 干 油 田 大 部 分 處 在 高 緯 , 對 使用 過 程 中 的 維 護 要求 和 投 人 相 對 加
系 統(tǒng)應 用 , , 度地 區(qū)
至零下 , 地 理環(huán) 境 和氣 候 條 件 十 分惡 劣 , 以新 疆地
不 太適 合油 田
區(qū) 油 田 現 場 為例
℃ , 冬 天 寒冷 風大 , , 環(huán)境 溫 度 最 低可
。實踐 證 明
油田 , 系統(tǒng)通 信 系統(tǒng)建 設 并
而應根據具體情況 , 夏天 干燥炎 熱
℃以上 , 油 井 現 場 設 備 內部
不是某 一種技 術 的 單 純 應 用 進 行 必 要 的技 術 組 合請 訪 問網 站
溫度 可 高達
而且晝夜溫差很 大
卷第期
所以 , 以 建設一個 完善 的油 氣 田 地 面工 程 第機建 電信
查詢信息
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第五篇:沙特地鐵SCADA系統(tǒng)介紹
沙特輕軌SCADA系統(tǒng)介紹
張彬(中鐵第一勘察設計院集團有限公司通號處)
摘要:隨著我國鐵路技術的發(fā)展,施工技術逐漸成熟,涉外的鐵路工程也逐漸增多。沙特地鐵就是一條由中國鐵建參與施工的一條涉外鐵路項目。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)是數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的簡稱。本文介紹沙特地鐵SCADA系統(tǒng)的組成方案,從系統(tǒng)的功能結構方面論述了地鐵SCADA的作用,為國內地鐵SCADA的建設提出了一些建議。
關鍵字:沙特輕軌;SCADA系統(tǒng);
Abstract: This paper introduces the Saudi subway SCADA system composition.From the system function structure, discusses the subway SCADA for domestic subway SCADA and puts forward some suggestion.Key words: Saudi subway;SCADA system;Suggestion 1、項目介紹
麥加輕軌鐵路位于沙特阿拉伯王國麥加市。麥加是世界伊斯蘭教的圣地,每年有來自全世界的大約幾百萬穆斯林來此進行朝覲活動。麥加輕軌工程全長18.25公里,它是一條用于緩解每年數百萬穆斯林在麥加朝覲期間交通壓力的軌道交通工程。線路的兩個端點為麥加禁寺和阿拉法特山,途經米納、穆茨達里法。、沙特地鐵SCADA系統(tǒng)組成介紹
沙特輕軌的SCADA系統(tǒng)構成由兩部分組成,一部分是電源監(jiān)控系統(tǒng)、一部分是車站設備監(jiān)控。
電源系統(tǒng)的作用是通過SCADA顯示實時現場信息狀態(tài),以確保主要設備的安全。具有報警處理和監(jiān)控、設備控制、配置和管理、管理報告等功能。電源系統(tǒng)主要由高壓電壓、牽引電源、應急切斷、低壓電源等分系統(tǒng)組成。
高壓電壓:監(jiān)控和數據采集系統(tǒng)監(jiān)視和控制高壓(HV)電源,包括高壓專用網絡(13,8kV或20kV)、來自沙特電力公司的高壓變電所110kV/13,8kV或110kV/20kV、高壓/低壓變電所13,8Kv/380V/220V或20kV/380V/220V 60Hz等。
牽引電源:交通管理部門通過牽引電源向架空線路供電(接觸網)。
電源應急切斷:電源應急切斷(ECO)功能設置在CCR、車站控制室、牽引變電所以及司爐臺。這一功能在可視操作面板上看到。SCADA顯示有效ECO的詳細定位信息。
低壓電源:低壓電源設備包括E&M系統(tǒng)(升降機、自動扶梯、鐵絲網門和入口門),消防系統(tǒng)、HVAC、收費設備、語言檢查系統(tǒng)、車站照明、車站電源、入口門、閉路電視系統(tǒng)、揚聲器和模擬顯示屏、電話和內部通信。由OCC(運行控制中心)通過SCADA來監(jiān)控低壓電源網絡的狀態(tài)。
車站可編程邏輯控制器(PLC):PLC可以和車站的固定設備通信。車站PLC同時向運行控制中心的SCADA和車站SCADA同時發(fā)送設備狀態(tài)。
電源監(jiān)控系統(tǒng)功能結構如下:
圖1:電源系統(tǒng)功能結
車站設備監(jiān)控大致由機電設備、采暖、通風、空調、照明、門禁、自動收費、通信系統(tǒng)、閉路電視、時鐘、消防系統(tǒng)等分系統(tǒng)組成。
機電設備、采暖、通風、空調和照明:由運行控制中心的SCADA來監(jiān)控所有機電設備、采暖、通風與空調設備。每一車站的PLC被連接到物理設備以便在發(fā)送到OCC(運行控制中心)之前來閱讀其狀態(tài)數據。SCADA可以處理故障的時序,并將其傳送到數據庫。門禁:通過進入控制系統(tǒng)服務器將報警發(fā)送到車站控制室的SCADA,并通過多功能服務網(MSN)絡發(fā)送到OCC的SCADA。要打開一個特殊的門,須經運行控制中心或車站相關人員的批準。SCADA可以遙控打開入口門。
自動收費:車站的每一層都有售票機、票價控制室和車站中央單元。中間層必須有售票機、便攜式查票機和SCADA。為了管理緊急情況,SCADA監(jiān)督和控制所有車站收費系統(tǒng),并且能夠獲得所有自動售檢票設備的完整狀態(tài)記錄。此外,SCADA還連接自動售檢票系統(tǒng)和閉路電視,這樣操作員就能夠掌握系統(tǒng)的全局情況。
電話、內部通信、公共廣播及無線通信:SCADA監(jiān)控所有電話、公共場合的內部通信、公共廣播和無線電設備,并檢查其狀態(tài)。緊急呼叫在呼叫地產生一個報警和與最近攝像機的自動交換,這樣就能夠對事故進行較好的評定。
閉路電視:SCADA監(jiān)控所有閉路電視設備,并檢查它們的狀態(tài)(硬盤上的可用空間、相機狀態(tài)和編碼器的狀態(tài)等)。它還應該能夠使運行控制中心操作員遠程控制沿線路和車站的閉路電視攝像機,并且能夠使車站控制室的操作員看到出現的問題以便確保交通的監(jiān)控和協助控制圣地朝拜者、車輛和設備的安全。
時鐘系統(tǒng):SCADA可以檢測到運行控制中心的主時鐘和車站及區(qū)段中的輔助時鐘之間的故障。SCADA周期性地使其時間與主時間同步,然后將此時間廣播給沒有與主時鐘直接同步的所有設備。
消防系統(tǒng):SCADA與車站控制室、運行控制中心和區(qū)段的保密室進行連接。及時發(fā)送火警報警信息保護控制室、運行中心級區(qū)段的安全。
運行控制中心子系統(tǒng)和線路系統(tǒng)直接的接口和運行控制中心子系統(tǒng)間的內部接口如下圖:
圖2:接口布局
3、分析與總結
國內地鐵SCADA主要是指PSCADA系統(tǒng),也就是電力監(jiān)控。而設備監(jiān)控,國內稱為綜合監(jiān)視系統(tǒng)(ISCS)。而國內PSCADA和ICSC有的設計是集成的關系,有的設計是互聯關系。以重慶地鐵六號線設計為例,ISCS與PSCADA分界為:ISCS負責到變電所控制信號盤對通信接口的光/電纜(含接頭)購置、安裝和敷設。PSCADA為ICSC提供獨立的兩路100M以太網借口,并配合變電所控制信號盤側的電纜(含接頭)敷設和安裝。雙方均負責聯調聯試。這就是把PSCADA集成到ICSC中。
國內地鐵中的ICSC的集成和互聯系統(tǒng)沒有固定模式,每條線路有每條線路的特點,目前也沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范。對比沙特SCADA系統(tǒng),將所有分系統(tǒng)均集成到SCADA系統(tǒng)中??紤]到接口問題,性價比因素,軟件,聯調聯試等因素,國內地鐵將一些系統(tǒng)分離出ISCS系統(tǒng)而與之形成互聯關系。同樣以重慶地鐵六號線的設計為例分析,ICSC集成互聯方式分為三類:集成系統(tǒng)、界面集成系統(tǒng)和互聯系統(tǒng)。集成系統(tǒng)分別為:環(huán)境與設備系統(tǒng)(BAS)、電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)、門禁系統(tǒng)(ACS)。界面集成系統(tǒng)分別為:閉路電視(CCTV)、廣播系統(tǒng)(PA)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、自動售檢票系統(tǒng)(AFC)和屏蔽門系統(tǒng)(PSD)。互聯系統(tǒng)包括:火災自動報警系統(tǒng)(FAS)、信號系統(tǒng)(SIG)、時鐘系統(tǒng)(CLK)以及通信告警系統(tǒng)(ALM)。從功能上來講,國內地鐵的PSCAD以及ICSC和沙特地鐵SCADA系統(tǒng)的功能基本是一致的。都是通過對設備環(huán)境等因素的監(jiān)控實現列車安全穩(wěn)定運行、機電設備良好運轉、完善旅客服務的功能。但是通過不同的集成和互聯的模式實現的。
把所有監(jiān)控單元集成起來好,還是將系統(tǒng)互聯起來好成為了探討的一個問題。我認為,既然目的性是一致的那么我們完全可以淡化集成和互聯。接口和功能才是系統(tǒng)實施的重要組成??傮w上講,監(jiān)控系統(tǒng)是個大信息網,我們應該從設計上更加關注如何將系統(tǒng)功能更好地納入到信息網中,從而改善運營作業(yè)。因為不管構建系統(tǒng)是如何的先進,操作和維護人員實際實用才是唯一檢驗的標準。從目前工程實際實施情況來看,我們要更關注的內容不是哪些系統(tǒng)集成,哪些系統(tǒng)互聯,而是怎樣利于實施,更加容易管理,更加適應地鐵復雜的接口條件和建設環(huán)境。目前中國沒有統(tǒng)一的規(guī)范而導致各個集成商設備連接產生了一定的問題。所以如果盡快出臺一些相應的規(guī)范,統(tǒng)一各系統(tǒng)的借口,讓集成商提供的產品可以無縫連接與運行,我相信能使中國地鐵在數據采集及監(jiān)控方面做得更加出色。、結束語
在信息快速發(fā)展的今天,SCADA系統(tǒng)作為保證地鐵正常運行的管理系統(tǒng)具有非常重要的作用,在SCADA系統(tǒng)還不完善的今天需要進一步加強,另外需要進一步提高標準化程度,解決不同廠家設備的互通問題。相信經過不斷完善和發(fā)展,SCADA系統(tǒng)會更好的保障地鐵運行的安全性、可靠性和響應性。
[1] 陳輝.也談地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的幾點爭議 成都地鐵有限責任公司2010 [2] 魏曉東 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設的關鍵問題分析 自動化博覽2009 [3] 《城市軌道交通技術規(guī)范》(GB 50490-2009)