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SCADA系统方案阀室自控系统阀井自控站机房控制SCADA系统目录冗余控制双环网网络结构SCADA系统计算机中心SCADA系统调度中心与管网现场SCADA系统SCADA建设内容•本次SCADA系统建设内容如下：数据采集与监控系统、调度指挥中心、10座阀室站、30座阀井站、1座机房控制站。SCADA系统SCADA主要功能数据采集报警与事件处理报表图形用户界面－GUI趋势分析SCADA系统中心系统SCADA软件windowsserver2008平台Oracle数据库win7工程师站与操作员工作站SCADA系统UnitPLCControllerUnitPLC防止交换机故障影响整个系统设备接入双网，提高冗余性和稳定性双环网网络结构•灵活可自愈的环形拓扑结构.双环网网络结构•灵活可自愈的环形拓扑结构双环网网络结构RingMasterTurboRing设置简单网络自愈时间20ms单环下双环网网络结构双环网络骨干层接入层双环网网络结构接入层采用总线型组网的方式，各个阀井RTU通过交换机将数据通过节点光端机送到阀室交换机和阀室RTU处，再由阀室交换机连接到中心控制室或通过阀室RTU上送到调度中心。骨干传输网采用的是双环网的组网方式，在每个阀室设置两台光纤路由器，阀室RTU通过这两台交换机分别接入到骨干环网中，网络通过双环网的组网方式保证网络的可靠性。阀室自控系统蓝图阀室自控关键设备处理器模块PLC网络接口输入/输出模块由于阀室长期无人值守且工作环境恶劣故推荐采用冗余控制系统阀室自控系统安全防范系统•在重要工业现场以及关键设备中，高可靠性已成为考核系统和设备的重要指标。这种情况下，容错技术成为了满足连续性生产要求，提高控制系统的可靠性和可用性的关键也是首选手段•冗余就是容错技术常见也是现行的最稳定可靠的方式•冗余系统（redundantsystem）是指为增加系统的可靠性，而采取两套或两套以上相同、相对独立配置的设计连接组成的系统。通过提供系统运行所需的所有关键组件的冗余的方法，达到容错能力的系统或者系统的结构，当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。冗余控制系统的可用性指标可以用两个参数进行简单的描述，一个是平均无故障时间（MTBF），另一个是平均修复时间（MTBR）。系统可用性＝MTBF/(MTBF+MTBR)冗余系统提高了整个用户系统的平均无故障时间（MTBF），缩短了平均故障修复时间（MTTR），因此，应用在重要场合的控制系统，冗余是非常必要的。二个部件组成的并联系统（互为冗余）与单部件相比，平均无故障时间是原来的1.5倍。冗余控制冗余控制系统的优点为什么选择冗余配置、安装、使用简单，无需额外的培训、设计等；使用冗余系统，理论上来讲，系统的故障率可以接近为零。冗余控制冗余系统的功能：系统的核对统一性检查系统的切换功能运行模式的变更热备传送功能在线程序写入的冗余跟踪功能从控制系统向待机系统的存储复制功能在线更换模块冗余控制原理：•冗余控制一般采用硬件冗余或者软件冗余。其中，硬件冗余是指通过热设备或者冷设备实现冗余所需的数据同步和主从切换；软件冗余是指通过程序实现数据同步和主从切换冗余控制信息同步技术故障检测技术故障仲裁及切换技术热拔插技术故障隔离技术冗余控制系统关键技术冗余控制为了保证系统在出现故障时及时将冗余部分投入工作，必须有高精确的在线故障检测技术，实现故障发现、故障定位、故障隔离和故障报警。故障检测包括电源、微处理器、数据通讯链路、数据总线及I/O状态等。其中故障诊断包括故障自诊断和故障互检（工作、备用卡件之间的相互检查）故障检测技术冗余控制它是工作、备用部件之间实现无扰动（Bumpless）切换技术的前提，只有按控制实时性要求进行高速有效的信息同步，保证工作、备用部件步调一致地工作，才能实现冗余部件之间的无扰动切换。在热备用工作方式下，其中一块处于工作状态（工作卡），实现系统的数据采集、运算、控制输出、网络通讯等功能；而另一块处于备用状态（备用卡），它实时跟踪工作卡的内部控制状态（即状态同步）。工作/备用卡件之间的正/负逻辑是互斥的，即一个为工作卡，另一个必定是备用卡；而且它们之间有冗余控制电路（又称工作/备用控制电路）和信息通讯电路，以协调两块卡件同时而且有序地运行，保证对外输入输出特性的同一性，即对于用户使用而言，可以认为只有一个部件。一般在设计中，工作、备用部件之间通过高速的冗余通讯通道（串行或并行）实现运行状态互检和控制状态的同步（如组态信息、输出阀位、控制参数等）。信息同步技术冗余控制•精确及时地发现故障后，还需要及时确定故障的部位、分析故障的严重性，依赖前文提到的冗余控制电路，对工作、备用故障状态进行分析、比较和仲裁，以判定是否需要进行工作/备用之间的状态切换。控制权切换到冗余备用部件还必须保证快速、安全、无扰动。当处于工作状态的部件出现故障（断电、复位、软件故障、硬件故障等）或者工作部件的故障较备用部件严重时，备用部件必须快速地无扰动地接替工作部件的所有控制任务，对现场控制不造成任何影响。同时要求切换时间应为毫秒级，甚至是微秒级，这样就不会因为该部件的故障而造成外部控制对象的失控或检测信息失效等等。另外，还需要尽快通过网络通讯或就地LED显示进行报警，通知用户出现故障的部件和故障情况，以便进行及时维护。故障仲裁及切换技术冗余控制为了保证容错系统具有高可靠性，必须尽量减少系统的平均修复时间MTBR。要做到这一点，在设计上应努力提高单元的独立性、可修复性、故障可维护性。实现故障部件的在线维护和更换也是冗余技术的重要组成部分，它是实现控制系统故障部件快速修复技术的关键。部件的热插拔功能可以在不中断系统正常控制功能的情况下增加或更换组件，使系统平稳地运行。热拔插技术冗余控制冗余设计时，必须考虑工作、备用部件之间的故障应该做到尽可能互不影响或影响的概率相当小（0.01%），即可认为故障是隔离的。这样可以保证：处于备用状态的部件发生故障时，不会影响冗余工作部件或其他关联部件的正常运行，保证冗余的有效性。故障隔离技术冗余控制冗余系统处理器冗余网络系统冗余电源系统冗余冗余控制两个完全相同的plc，内部装有相同的系统，相同组态软件相同组态信息。并且两个plc之间通过光纤等方式保持通信主控器热备处理器冗余冗余控制系统运行过程中两个CPU同时启动和运行，但是在正常运行时只有主CPU发出控制命令，而备用CPU检测主CPU状态和记录主CPU发出的命令，当主CPU发生故障时能够延续当时的实际状态接替主CPU发出执行命令。与主CPU通信模块处于激活状态时主CPU能访问I／0模块。当系统发生特定故障时，系统可以实现主备切换，备站接替主站继续运行。处理器冗余冗余控制双处理器在冗余系统的切换冗余控制处理器冗余电源是整个控制系统得以正常工作的动力源泉，一旦电源单元发生故障，往往会使整个控制系统的工作中断，造成严重后果。要使控制系统能够安全、可靠、长期、稳定地运行，首先稳定的供电必须得到保证。可热插拔的冗余电源，正常工作时，两台电源各输出一半功率，从而使每一台电源都工作在轻负载状态，有利于电源稳定工作。当其中一台发生故障，短时由另一台接替其工作，并报警。设计为可热插拔的冗余电源，这样系统维护时可以在不影响系统正常运行的情况下更换故障的电源。冗余控制电源系统冗余•采用冗余网卡和冗余网络接口。正常工作时，冗余的两条数据高速通路同时并行运行，自动分摊网络流量，并考虑了负载均衡的冗余设计，使系统网络通信带宽提高。当其中一路故障（网卡损坏或出现线路故障）时，另一路自动地承担全部通信负载，保证通信的正常进行冗余控制网络系统冗余阀井控制器•1）处理速度快，指令执行速度≤0.06ms/K指令，动态内存分配；•2）采用机架结构，所有模块均支持带电热插拔方便维护；•3）具备多任务处理能力，且可以任意设置任务为定时任务或事件任务。支持多优先级的任务设置；•4）CPU自带USB编程口，高可靠性的CPU间数据传输和互锁•5）实时监测与数据备份并带有本地存储作数据保护，当通讯中断时数据存储于本地通讯恢复时自动将数据上传。•*6)阀井控制器RTU电池供电功耗低工作时间长，•*7）阀井控制器RTU防爆防湿•8）网络接口高速而齐全并支持主流协议同时可由上位机实时监控•9）编程环境友好且适用范围广阀井自控站机房控制器除具备阀井控制器的功能外还具有•1）以太网接口和RS串行接口。•2）多路数字与模拟量输入接口，可监控多种数据•3）控制输出通道能同时实现对阀门的控制和其他控制输出。•5）工作于自主采集自主上传模式，要求每个采集数据和状态信息带有时间戳。•电源及UPS电源监控、柴油发电机运行监视，机房温湿度检测、火灾监控及视屏信号传输等。机房控制器