四化建设示范区SCADA系统应用与维护

数字化培训部陈宪德目录二、SCADA系统硬件三、SCADA系统软件一、SCADA系统组成四、四化建设之SCADA系统五、史—127生产指挥系统（一）SCACA系统定义一、SCADA系统组成井场集输注水注汽输油作业钻井管理区生产指挥中心生产监控生产动态生产管理应急处置报警预警调度运行厂级生产指挥中心生产监控生产动态生产管理应急处置报警预警调度运行报警预警石油工程调度运行应急处置公用工程生产监控油田生产指挥中心生产动态生产管理社区服务三级生产指挥平台SCADA系统（一）SCACA系统定义一、SCADA系统组成井场集输注水注汽输油作业钻井管理区生产指挥中心生产监控生产动态生产管理应急处置报警预警调度运行厂级生产指挥中心生产监控生产动态生产管理应急处置报警预警调度运行报警预警石油工程调度运行应急处置公用工程生产监控油田生产指挥中心生产动态生产管理社区服务三级生产指挥平台SCADA系统一、SCADA系统组成监督控制与数据采集系统（SupervisoryControlAndDataAcquisition）。遥测、遥控、遥调、遥信四遥：遥测、遥控、遥调、遥信、五遥：（一）SCACA系统定义简称：SCADA遥视SCADA系统是一个功能强大的计算机远程监督控制与数据采集系统，它综合利用了计算机技术、控制技术、通信与网络技术，完成了对测控点分散的各种生产过程或现场设备的实时数据采集，本地或远程的自动控制与调节，以及生产过程的全面实时监控，为安全生产、调度、管理、优化和故障诊断提供必要和完整的数据及技术手段一、SCADA系统组成（二）SCACA系统组成现场仪表（变送器）WEB共享磁盘整列双网冗余SCADA1SCADA2视频矩阵心跳TCP/IPTCP/IPI/O485总线I/O485总线主控器双机热备DB1DB2路由器操作员站操作员站工程师站工程师站视频处理站集输站注水站加热炉站污水处理站带一对热备接口模块PLC从站IntranetPLC主站监控服务器热备架构第一部分：现场分布式数据采集系统，又称下位机硬件一、SCADA系统组成（二）SCACA系统组成现场仪表（变送器）WEB共享磁盘整列双网冗余SCADA1SCADA2视频矩阵心跳TCP/IPTCP/IPI/O485总线I/O485总线主控器双机热备DB1DB2路由器操作员站操作员站工程师站工程师站视频处理站集输站注水站加热炉站污水处理站带一对热备接口模块PLC从站IntranetPLC主站监控服务器热备第二部分：过程监控与管理系统，又称上位机一、SCADA系统组成（二）SCACA系统组成现场仪表（变送器）WEB共享磁盘整列双网冗余SCADA1SCADA2视频矩阵心跳TCP/IPTCP/IPI/O485总线I/O485总线主控器双机热备DB1DB2路由器操作员站操作员站工程师站工程师站视频处理站集输站注水站加热炉站污水处理站带一对热备接口模块PLC从站IntranetPLC主站监控服务器热备上位机网络系统，采用以太网第三部分：数据通信网络一、SCADA系统组成（二）SCACA系统组成现场仪表（变送器）WEB共享磁盘整列双网冗余SCADA1SCADA2视频矩阵心跳TCP/IPTCP/IPI/O485总线I/O485总线主控器双机热备DB1DB2路由器操作员站操作员站工程师站工程师站视频处理站集输站注水站加热炉站污水处理站带一对热备接口模块PLC从站IntranetPLC主站监控服务器热备第三部分：数据通信网络下位机网络系统，采用以太网、RS-485、ZigBee一、SCADA系统组成（二）SCACA系统组成现场仪表（变送器）WEB共享磁盘整列双网冗余SCADA1SCADA2视频矩阵心跳TCP/IPTCP/IPI/O485总线I/O485总线主控器双机热备DB1DB2路由器操作员站操作员站工程师站工程师站视频处理站集输站注水站加热炉站污水处理站带一对热备接口模块PLC从站IntranetPLC主站监控服务器热备第三部分：数据通信网络连接上位机与下位机的通信网络系统,采用光缆、无线网桥一、SCADA系统组成（二）SCACA系统组成现场仪表（变送器）WEB共享磁盘整列双网冗余SCADA1SCADA2视频矩阵心跳TCP/IPTCP/IPI/O485总线I/O485总线主控器双机热备DB1DB2路由器操作员站操作员站工程师站工程师站视频处理站集输站注水站加热炉站污水处理站带一对热备接口模块PLC从站IntranetPLC主站监控服务器热备SCADA系统广泛采用“管理集中，控制分散”的集散控制思想，因此，即使上、下位机通信中断，现场的测控装置仍能正常工作，确保系统的安全和可靠运行。（三）SCADA系统构架一、SCADA系统组成目前SCADA系统已经发展到第三个阶段：网络化SCADA系统。系统以各种网络技术为基础，控制结构更加分散化，信息管理更集中。系统普遍采用客户机／服务器（C／S）和浏览器／服务器结构（B／S）两种体系构架，大多数SCADA系统结构上包含这两者体系构架，但以C／S结构为主，B／S结构主要是为了支持Internet应用，以满足远程监控的需要。1、客户机／服务器（C／S）构架C／S构架中客户机和服务器之间的通信以“请求－响应”的方式进行。客户机先向服务器发出请求，服务器再响应这个请求。服务器客户机请求响应C／S结构最重要的特征是：它不是一个主从环境，而是一个平等的环境，即C／S系统中各计算机在不同的场合既可能是客户机，也可能是服务器。（三）SCADA系统构架一、SCADA系统组成2、浏览器／服务器（B／S）构架用户可以通过浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息，这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的，而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中。这种结构的最大优点是：客户机统一采用浏览器，这不仅让用户使用方便，而且使得客户端不存在维护的问题。如在SCADA系统中，当SCADA服务器向PLC或RTU请求数据时，它是客户机，而当其他操作站向SCADA服务器请求服务时，它就是服务器。Web服务器客户机(浏览器)HTTP请求HTTP响应数据库服务器查询目录二、SCADA系统硬件三、SCADA系统软件一、SCADA系统组成架构四、四化建设之SCADA系统五、史—127生产指挥系统（一）上位机系统硬件二、SCADA系统硬件在四化建设示范区，下位机系统硬件就是安装在各个井场、计量站、注水站、注汽站、联合站上的各种测控仪表、传感器/变送器、执行器等。在四化建设示范区，上微机系统就是管理区生产指挥中心，其硬件主要有：SCADA服务器、数据服务器、Web服务器、网络服务器、工程师站、操作员站、视频服务器、视频存储器等。根据安全性能要求上微机系统应具备系统冗余功能，即配置两台SCADA服务器，当一台出现故障时，系统自动切换到另一台工作。（二）下位机系统硬件测控仪表PLC、油田专用RTU、智能电参仪、高速球机传感器/变送器（无线）温度变送器、（无线）压力变送器、无线载荷传感器执行器电磁阀、变频器、补光灯，高速球机（三）网络通信硬件路由器、无线网桥、光通信设备、ZigBee通信模块。目录二、SCADA系统硬件三、SCADA系统软件一、SCADA系统组成架构四、四化建设之SCADA系统五、史—127生产指挥系统三、SCADA系统软件计算机操作系统、SCADA系统软件与实时数据库软件（买断力控组态软件永久使用权）、PLC程序目录二、SCADA系统硬件三、SCADA系统软件一、SCADA系统组成架构四、四化建设之SCADA系统五、史—127生产指挥系统四、四化建设之SCADA系统（二）SCACA系统组成油田生产系统一般组成油井油井油井...汇流井场油井油井油井...汇流井场增压站计量间汇流...油井油井油井...汇流井场油井油井油井...汇流井场增压站计量间汇流...接转站......注水站注水站注水站注水井注水井注水井注水井水源井水源井......注水站注水站注水站注水井注水井注水井注水井水源井水源井......联合站油井油井...汇流增压站计量间增压站计量间接转站油井油井...汇流二次水（二）SCACA系统组成四化建设之SCADA整体架构功能性架构前段采集设备|数据网络通道|采集服务|数据库存储|控制指挥系统四、四化建设之SCADA系统目录二、SCADA系统硬件三、SCADA系统软件一、SCADA系统组成架构四、四化建设之SCADA系统五、史—127生产指挥系统五、史—127生产指挥系统现河采油厂管理中心（5队）无线汇聚基站（10队）无线汇聚基站（29队）87个井场、11个计量站、2个注水站史127示范区网络结构图井场计量站注水站井场计量站注水站加热炉分气包分水器设备成撬抽油机变压器区监控通信杆单井井场占地：40m×50m2井式井场占地：46m×60m五、史—127生产指挥系统现河采油厂管理中心（5队）无线汇聚基站（10队）无线汇聚基站（29队）87个井场、11个计量站、2个注水站史127示范区网络结构图井场计量站注水站井场计量站注水站五、史—127生产指挥系统现河采油厂管理中心（5队）无线汇聚基站（10队）无线汇聚基站（29队）87个井场、11个计量站、2个注水站井场计量站注水站井场计量站注水站2020/5/2424在注水站厂区、注水泵房设置监控点，实现整个站场的视频监控和自控数据上传。注水罐（100m3)水处理系统来水注水井注水泵M配水阀组M喂水泵史127示范区网络结构图五、史—127生产指挥系统井场数据采集图视频监控、油井示功图参数采集设备、电参数采集模块、加热炉远控、井场RTU视频监控抽油机智能控制柜示功图采集进口温、压变送器数据传输五、史—127生产指挥系统（下位机）数据通信图视频监控抽油机智能控制柜示功图采集进口温、压变送器网络交换机RJ45ZigBeeZigBeeRJ45无线网桥RJ45五、史—127生产指挥系统数据采集原理图抽油机智能控制柜示功图采集进口温、压变送器ZigBeeZigBee四、史—127生产指挥系统四、史—127生产指挥系统配水间数据采集图无线网桥母管压力…RTUAI阀表一体控制器流量压力调节器4-20mA阀表一体控制器流量压力调节器4-20mALANRS-485接口阀表一体单元阀表一体单元注水井1注水井n……配水母管四、史—127生产指挥系统注水站数据采集图液位1流量n压力n压力1液位n流量1PLCDIDO多功能电表1多功能电表NRS-485-1变频器1变频器NRS-485-2过滤控制系统......………RS-485交换机工控机显示器远程网四、史—127生产指挥系统联合站数据采集图三相分离器油罐污水罐外输泵交换机液位、压力、流量液位、油水界面液位压力、流量PLCPLCPLCPLC无线网桥光纤收发器