1 引言
长沙新奥燃气公司SCADA系统是一个安全可靠、技术先进、性能稳定、操作方便、易于扩展及开发、经济合理、性能价格比高的,适于长沙天然气工程的SCADA系统,它实现燃气管网和场站的数据采集、监视、控制和管理，为生产运行的科学管理和调度提供科学的依据。
2 系统概述
长沙新奥燃气有限公司拥有天然气输配门站一座，中高压调压站3座，阀室6座，区域和专用调压站、箱400余座，中、低压天然气管网500余公里，拥有近13万居民用户和工福户400余户。
包括以下几个部分：
调度中心1个
星沙门站站控系统
有人值守调压站（柜）3座,站控系统
末端检测点16个RTU终端
阀室6个RTU终端
无人值守调压站（柜）5座RTU终端
3 系统详细说明
3.1 系统网络结构
长沙新奥燃气SCADA系统是采用以计算机网络为核心构成三级式的监控和数据采集系统。系统网络中的主要元素为调度监控中心、高压输配门站、远程站（高/中压调压站、区域和专用调压站、调压箱、阀室）。
本系统为三级分部式控制系统:
一级：调度中心为系统控制管理级，负责数据的处理和监控。
二级：带有本地站控系统的门站和高中压调压站为系统过程控制级，负责现场数据采集和设备控制。
三级: 分布于各个管网端站的RTU为远程检测控制级。
三级: 系统通过有线或无线通讯网络有机地结合在一起构成一个完整的数据采集和监控系统。
调度中心网络监控系统通过远程MOTOROLA RTU对公司的管网和场站的工艺参数进行数据采集和监控。远程RTU设备完成对管网和场站的工艺流程、控制设备的数据采集、控制、天然气流量计算，将数据上传到调度中心，并执行和接受调度中心的指令及下传的数据。
整个系统网络图：
调度中心网络图：
门站、有人职守调压站网络图：
无人职守调压站网络图：
3.2 通讯方式
在调度控制中心、门站、中高压调压站采用有线（光纤）为主，无线（GPRS）为备用的组网方式，以保证这些重要站点通讯的可靠性、稳定性。在数据吞吐量较小、实时性要求不高、有线通讯网络覆盖不到或单独为此敷设线路不经济的区域或站点（如：各类调压站、中/低压站、调压箱、管网监测点等）仅采用无线（GPRS）的通讯方式。
3.3 通讯协议
3.4 软件产品
本系统选用Wonderware公司的INTOUCH软件作为二次开发的组态平台。Wonderware是全球最大的工控软件公司之一，提供全面的工业企业解决方案，与IndustrialSQL Server和SuiteVoyager相配合，可以无缝地实现与管理信息系统的连接。
软件产品分配表如下表：
3.5 系统功能
本系统的主要功能如下：
数据采集和处理
全线输气系统及各站的启动和停输
数据的显示包括。包括工艺流程的动态显示，趋势图显示
报警显示、管理以及事件的查询、打印
将数据传送到历史数据库中
为其它管理系统如模拟仿真系统、MIS、GIS、Call Center等提供平台接口，进行数据交换、数据共享，实现与GIS、MIS或Call Center等系统的集成
显示功能
调度中心对采集到的各种数据，在显示屏上以画面、报表、图像的形式动态显示系统的工艺过程、参数、设备工况。显示屏幕上可以显示当前监测的数据，亦可显示历史数据（趋势曲线），显示时，可以通过颜色变化、百分比、色标填充等手段增强画面的可视性。
数据存档功能
本系统的数据库采用Wonderware的IndustrialSQL Server数据库，它是适用于工厂数据的高性能的实时关系型数据库，内嵌Mircosoft SQL Server,他们之间的集成时完美无缝的。在远程客户端，可以使用于Micorosoft SQL Server 相同的访问工具和方法直接访问IndustrialSQL Server。
在本系统中，INSQL SERVER直接从IOSERVER上读取实时数据进行存储，存储周期为30秒，这种方式下，只需要运行采集服务器（IOSERVER）,工程师站和操作员站运行与否都不会影响历史数据的存储，从而保证了历史数据的完整和可靠性。
客户端可以通过ODBC直接进行访问和查询。对于未进行采集的数据可提供一个数据录于窗口进行补录。
简单调度元素的分析
调度中心系统是整个系统的管理中枢，而调度人员又是调度中心系统的执行者，因此如果调度系统能够为调度人员提供一些参考信息，帮助调度人员更加科学、合理管理整个管网的运行，将会节约能源，减少不必要的浪费，增加经济效益。例如，根据现场上传的运行数据，经过计算分析，可以得出高峰段用气量。通过分析能够提供以下信息：
计算管网动态量比；
计算日、月、年累计流量；
计算管网储气量；
计算长输管线输差率；
计算管网平均压力、最低点压力；
计算高峰段的用气量；
数据应用处理
调度系统对存放在数据库中的数据，可进行最大值、最小值、平均值、偏差值、累积值和其它各种特殊的运算处理。并可根据需要，生成各类报表、趋势曲线、实用图表，包括即时报表、日报、月报、年报、各类趋势曲线、棒（饼）状图等等。
系统具备报表自动生成功能，即操作人员利用系统提供的实用程序，通过简单的人机对话或定时功能，可以录入天气情况、值班人员、交接班日志、当日班故障分析及处理等信息，就可完成各类报表的制作工作，并具有定时打印和随机打印的功能。
报警功能
实时报警：当故障发生时，发出声光警报，显示故障点和故障状态，可按照报警等级做出相应反应，记录故障的信息，并在显示画面上提示处理故障的方法。报警打印机自动打印故障记录。
历史报警：通过INTOUCH本身自带的 Alarm DB Logger Manager,可以自动将报警和操作信息存入标准的SQL 2000 数据库中（以服务方式运行）。通过ODBC方式可以查询任意时间段的报警记录。
操作权限
系统具有多级操作权限，统一级别的用户具有相同的权利。比如对于一些控制功能，必须具有一定级别的操作员才能够进行操作。
本调度系统的工作站划分多个操作权限。
系统管理员：系统所有画面的浏览、操作、数据输入及系统的修改和维护。
调度人员：系统所有画面的浏览、操作和数据输入。
其他人员：系统所有画面的浏览。
发布的Web网页只有授权用户才可以浏览，其他无权用户无法进入和浏览这些网页。
具体的用户名称和密码将由用户提供。
WEB的发布
从方便用户的要求出发，系统接口统一采用web方式，通过用户计算机上安装的浏览器软件，如IE浏览查询下列信息
实时数据的浏览
生产报表的浏览
历史数据的查询
系统的介绍
SCADA SERVER冗余
对于调度中心的服务器来讲，两台IO服务器是冗余的，如果一台服务器故障，另一台服务器承担所有实际工作，而不影响系统的操作。
InTouch 可以很容易的配置冗余或热备，它并不是作为一个功能放入到InTouch中的，而是InTouch自身的体系结构决定了随时可以将InTouch配置成冗余或热备。
InTouch 与其它HMI软件的最大区别是在I/O通讯方式上，InTouch 使用I/O Server 与 I/O 设备通讯， 其它HMI软件使用I/O Driver与 I/O 设备通讯。I/O Server 与 I/O Driver 是两个不同的概念，I/O Server 是独立的，而 I/O Driver 必须与其它HMI软件相关。这就是为什么其它HMI软件 必须要增加一个功能才能配置冗余或热备。换句话说，InTouch自身的体系结构决定InTouch 与生俱来的冗余或热备“功能”；然而大部分软件需要增加功能才能完成冗余或热备。
InTouch通过I/O Server 与RTU通讯。I/O Server可以和InTouch安装在同一台计算机上，也可以分布在位于同一个以太网上的不同的计算机上。InTouch用I/O Server内置的点STATUS监视I/O Server与RTU的通讯；用InTouch内置的主题（Topic）监视InTouch 与 I/O Server 的通讯。
InTouch热备冗余的其本方法是：配置（在不同的计算机内）2个以上的I/O Server，正常时只有主I/O Server与 I/O 设备通讯，InTouch通过主I/O Server与I/O 设备通讯。InTouch不断监视的状态，一旦发现主I/O Server有问题，InTouch立即自动转到备用I/O Server。
4 结束语
系统建成后，工作人员可根据系统提供的信息全面、实时掌握系统运行参数和工况，最好地解决供需矛盾，以满足工业及民用的需要。
燃气是易燃易爆气体，要求生产、输配绝对安全，本系统提高了调度人员发现事故和分析事故的预见性，一旦出现异常，可以及时采取有效措施，防止事故的发生和蔓延，从而保障了国家与人民财产的安全，具有显著的安全效益。同时，系统建成后，可以根据运行工况及各环节的运行数据等有关信息，进行综合分析、优化调度，编制合理、经济的供气方案，节约了气源，人力、物力，减少了对环境的污染。
5 参考文献：
【1】 《长沙新奥SCADA系统技术方案》
【2】 《INTOUCH用户指南》
【3】 《InTouch 9.5过程可视化软件》
【4】 《IndustrialSQL Server 8.0 入门手册》