计量站远程监测SCADA系统的设计分析

　　前 言

　　别古庄工区是我厂的主力区块，承担着全厂近一半的产量，为了满足油井精细分析、快速反应的需要，同时为了减轻员工劳动强度，缓解新区投产造成的人员紧张局面，我厂于2001年开始在别古庄工区分期实施了自动计量工程。实现集中控制21座计量站油井的油、气、水计量工作，21座计量站注水井的水量、压力的监测，以及计量站汇管压力、温度、可燃气体浓度等相关参数的集中监控。

　　1 别古庄自动计量系统组成

　　1.1 系统硬件

　　整个硬件系统分三层，见图1：采集设备层，包括RTU、电动三(两)通球阀及阀门电动装置、压力变送器、温度变送器、旋进旋涡智能气体流量计、磁浮子液位计、可燃气体报警器、含水分析仪等自动化仪器仪表;远程控制层，包括两台远程控制监控服务器，即SCADA服务器;数据分析层包括一台数据服务器和一台客户机。它们之间的通信是通过局域网，符合TCP/IP协议。

　　(图1)

　　1.2 系统软件

　　系统软件体系分为采集子系统、监控子系统(SCADA)、数据分析子系统(DMS)，具体结构见图2。采集子系统负责通过各种数据量(数字、模拟、脉冲)的采集模块与现场表联系，将数据采集上来。监控子系统负责将采集上来的数据显示在人机界面上，让操作人员能随时掌握现场情况和并控制采集子系统的运作。数据分析子系统负责存储数据库，并对数据进行分析汇总，绘制曲线图形，以便技术人员分析产量，迅速发现生产不正常的油井。

　　(图2)

　　2 以SCADA为核心，实现自动计量的原理和过程

　　从以上的结构图可以看出，实现别古庄自动计量的核心是监控子系统，即SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统。系统的组成，见图3： SCADA主要由人机交互程序、过程数据库(PDB)、扫描、报警和控制程序(SAC)、驱动器映像表(DIT)、I/O驱动等组成。

　　(图3)

　　数据显示过程：RTU采集的数据存放在数据寄存器，I/O设备轮询读数据后输出到DIT(Driver Image Table)驱动器映像表，SAC扫描DIT并写入PDB 的AI或DI等数据块，此时SAC会比较数值报警设定值，超过或低于报警设定值的进行报警，图形界面上显示的每个点都与PDB的每个标签名对应，标签名对应的数值将显示在用户界面上，同时，PDB中设定的SQL数据(SQD)、 SQL触发(SQT)将数据写入数据服务器。

　　硬件控制过程：

　　SCADA发布命令，写入PDB(过程数据库)AO或DO数据块，SAC扫描PDB并写入驱动映像表DIT，通过I/O驱动器、无线通信设备写入RTU，下位机指令驱动硬件动作。