输油管道自动化是管道安全经济运行的重要保证。随着自控技术、计算机技术、通信技术的发展，油气长输管道的自动化进展迅速。目前，计算机监测控制与数据采集（SCADA，SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION）系统已广泛应用，成为管道自控系统的基本模式。我国铁大线和东黄复线引进的SCADA系统达到了国外80年代中期水平。 目前，SCADA系统一般由设在管道控制中心的小型或超级微型计算机，通过数据传输系统对设在泵站、计量站或远控阀室的远程终端装置（RTU）定期进行查询，连续采集各站的操作数据和状态信息，并向RTU发出操作和调整设定值的指令。这样，中心计算机对整个管道系统进行统一监视、控制和调度管理。各站控系统的核心是RTU可可编程序控制器PLC。它们与现场传感器、变送器和执行机构可泵机组、加热炉的工业控制计算机等连接，具有扫描、信息预处理及监控功能，并能在与中心计算机的通信一旦中断时独立工作。站上可以做到无人值守。SCADA系统是一种可靠性高的分布式计算机控制系统。
1、SCADA系统的发展科史
SCADA系统的概念是60年代中期开始形成的。当时，主控站能够与远控站进行通信并对其进行控制。那时的SCADA系统采用固态逻辑线路、硬布线扫描器、大型模拟显示盘及在预定的表格上打印报
表的打印机等。这种系统主要起监视作用，而管道运行管理的大部分工作需调度人员完成。当时的系统不灵活而且故障率高。
70年代，大规模集成电路研制成功，低功耗存储器出现，小型、微型计算机的应用及软件开发，使SCADA系统的硬件和软件水平均有较大的提高。开发出来标准的SCADA软件包已初步具有数据库管理、显示生成和记录生成的功能。70年代中期，可编程序控制器PLC开始应用于输油管道。PLC是一种给系统提供控制和操作的电子装置，专为在工业环境下使用而设计。它采用可编程序的存储器，可以执行逻辑、顺序、计时、计数或演算等功能，通过数字或模拟输入/输出，控制各种形式的工艺过程。它运行可靠、维护检修方便，特别适于在长输管道SCADA 系统的站控级使用。PLC在输油管道上应用发展迅速，并有逐渐取代早期的远程终端装置RTU的趋势，而生产RTU的厂家也在不断提高产品性能，引入微处理机并扩大功能。 80年代初，16位微处理机问世，智能RTU及功能更强的PLC出现。SCADA系统主机向容量更大、功能更能、价格更低的方向发展，人机
对话、数据检索能力、硬件可靠性进一步提高，管道控制及实时模拟软件开发等，使SCADA系统功能更强，更加可靠和灵活。
90年代，管道自动化向着智能化发展。“智能”RTU配上先进的软件，能在现场进行集散式控制。SCA
DA系统由集中控制、集中管理的方式发展成集中管理、分散控制。控制中心的主机更多地用于数据采集与分析，常常不必以实时方式运行。“智能”RTU能在现场存储、处理数据，即使失去通信联系后，仍能保持监控的功能，这进一步提高了系统的可靠性。随着计算机及软件技术的发展、人工智能和专家系统技术的应用，SCADA系统的功能将更加扩充和完善。
2、现代SCADA系统的构成
管道工业所采用的现代SCADA系统的配置形式如下图所示。它一般由远程终端装置RTU可PLC、控制中心计算机系统、数据传输及网络系统、应用软件等组成。
SCADA系统控制中心的主计算机经常按冗余（双机）方式配置，双机互为热备用。主机可以与控制中心的操作员控制台及安装在站场的RTU 进行通信。控制中心的操作人员能够在控制台通过显示终端及输入终端，向RTU发出操作指令，实现对管道系统的遥控。该系统的外围设备、如显示终端、打印机等均为两台主机共享。一旦在线主机发生故障，外部设备即可自动地切换到备用主机上。
系统还装有一台或多台以微处理机为核心的工程师终端，配有CRT、键盘和打印机，用来进行程序编制、修改，工程计算和管理等。它与备用主机共用文件。
现在，一台主机可以与上百台可更多的RTU进行通信并对其进行控制。主机监控RTU的数量，取决于
主机的存储容量大小。通过以微处理器为基础的通信控制器，通过调制解调器（MODEM）及通信线路来控制系统的通信。通信线路可以是电话线路、微波线路、光纤或卫星线路。
现代SCADA系统是一种集散型控制系统（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM），其控制层次通常分为三级：控制中心级、站控级、及设备控制级，在一些大型系统中还设有分控制中心这一级。这种结构体现了集中管理、分散控制的现代系统控制原则，特别适用于油气长输管道这种分散性大系统的运行管理和控制。控制中心级对全线进行集中监视、控制和调度管理，站控级的任务是对输油站进行控制，设备控制级是对泵机组、加热炉、阀门等设备进行就地控制。232
自动化仪表包括检测仪表、变送器和执行器等，是计算机控制系统的基础部分。各种检测装置是监控与数据采集系统的数据源。检测的准确性直接影响监控的有效性。应根据安全可靠、经济合理的原油选择仪表、
变送器等的类型，其检测精度及安全防爆性能等应满足使用要求。（一）控制中心计算机系统
控制中心的主计算机是SCADA系统的核心。要求系统具有很的高可靠性，故采用全冗余结构、热备用运行。国外供SCADA系统选用的计算机型号很多，目前多采用小型机，对一些小规模系统也可采用档次较高的微机。
系统的主机、外存储器、通信控制器、外围设备接口、彩显示终端、系统文件打印机等全部设置两套。一台主机在线监控，另一台处于热备用状态，可进行程序开发等工作。正常时，主机定时把数据送入备用计算机的内存储器中。一旦检测到主机或相关设备出现故障时，传输即中断，使主机自动脱离在线控制，由备用机代之。外围设备也自动切换到备用机上。这种切换可以手动进行，以便定期维护主机及相关设备。（二）站控计算机系统
长输管道的自控对象除了过程变量如压力、温度、流量、液位等以外，较多的是位式控制，如阀门的开关，机泵的启停，事故的跳闸等。它们都不是一般的开关、启停，设备的动作必须按一定的逻辑顺序。设置在站场可所监控设备处的控制装置必须具备较强的逻辑功能、通信能力和数据处理能力。远程终端装置RTU与可编程序控制器PLC就是SCADA 系统站控系统常采用的站控装置。对于小规模站，也可采用小型PLC或以微处理器为基础的各种数字控制器。
在现代SCADA系统中，控制中心对各站场的控制是由各站控系统分别实施的。控制中心对站场发出一个做什么的指令，而如何去完成指令则由站控系统实施，故它是SCADA系统中一个很重要的控制级。为了提高其可靠性，站控系统的RTU或PLC多数采用双机冗余配置，热备用运行。
1、可编程序控制器（PC或称PLC）
坡度板
可编程序控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER）的缩写为PC。PC的早期设计只是用作基于逻
辑的顺序控制，所以称为可编程序逻辑控制器（PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER），简记为PLC。现代的可编程序控制器可以接受、输出数字或模拟信号，起到了过程控制器的作用，美国电气制造商协会于1980年正式命名为
PC（PROGRAMMABLE CONTROLLER）。但此缩写容易与许多其它缩写词混淆，如POCKET CALCULATOR，PERSONAL COMPUTER 等，故仍常用缩写符PLC代表可编程序控制器。
（1）PLC的主要组成部分 PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器和输入/输出模块以及编程器、外部设备组成。
与通用微机的CPU一样，它是PLC系统的神经中枢，按PLC的系统程序
执行各项指令规定的操作，实现PLC的各种功能。
PLC配有系统程序存储器和用户程序存储器。前者存放监控程序，模块化应用功能子程序、命令解释、功能子程序的调用管理程序和各种系统参数等。后者存储用户编制的程序。系统程序关系到PLC的性能，不能由用户直接存取。存储器的容量反映了PLC处理能力大小的一个指标，产品样本中所列的存储器型和容量，系指用户程序储存器而言。
输入/输出（I/O）模块是PLC与受控系统的（I/O）装置之间的接口。根据不同的控制要求，可以选用
各种I/O模块。
（2）PLC分类[更新]
（3）PLC的特点[更新]
2、远程终端装置（RTU）
RTU是传统的SCADA系统的基础。以微处理机为基础的RTU逐步发展成为具有控制中心一部分功能的智能终端装置，称“智能”RTU。它可以是SCADA系统的一个组成部分，也可以独立操作。“智能”RTU具有以下特点：能在现场处理数据，即使与控制中心失去通讯联络后，仍能保持监控功能，自动对控制进行决策，独立完成操作。为节省通信费用，采集的数据可以在现场储存，定期由主机取回报告。由于“智能”RTU的问世，使集中控制的SCADA系统发展成先进的集散型控制系统。
目前RTU的类型[更新]
时子环3、系统
toubai
典型的站控计算机系统配置如下图所示。站控系统的PLC采用双机冗余配置，互为热备用，切换自动进行。需要时站内可设置一台工业微机作为站控PLC的上级计算机，对其进行控制和管理。站操作台
可配置显示终端CRT、打印机等外部设备。与重要生产装置如泵机组、加热炉的控制装置的输入/输出接口也可采用冗余配置。
（三）SCADA系统网络
SCADA系统网络包括控制中心主计算机网络、主计算机对RTU（或PLC）网络（数据传输系统）及就地RTU网络，用于实现系统的通信。
不锈钢旗杆制作1、主计算机网络[更新]
2、数据传输系统
SCADA系统的数据传输系统由通信控制器（CCM）及相关通信设备与线路组成。在数据传输系统中，经常采用微波、光纤、GPRS/CDMA等方式。
（1）微波通信油气管道上微波通信应用较为广泛，有成熟的设计、施工及运行经验。它的主要优点是投资少、通信容量大，可可靠性高、建站灵活等。
（2）光纤通信 70年代后期，光纤通信得到了迅速发展。它的载波介质是光而不是电，故不受外界电磁干扰，传输速率高，通信容量大，保密性好。光纤的抗腐蚀能力强、重量轻，可以与管道同沟敷设，是长输管道的最佳通信方式之一。
（3）卫星通信[更新]
（4）高频无线电通信[更新]
（5）GRPS/CDMA通信[更新]
（四）软件
SCADA系统的功能和灵活性在很大程度上取决于所采用的软件。SCADA系统计算机软件一般可分为三个主要部分：计算机操作系统软件、SCADA系统软件、应用软件。
SCADA系统为实时系统，需有专门的计算机操作系统才能在实时环境中工作，这些操作系统软件一般由计算机制造厂商提供。SCADA系统的系统软件一般包括：远程终端查询软件、数据采集软件、传指令软件、建立及管理实时数据库软件、CRT显示、记录报警、报告生成软件及运行调度决策指导软件等。系统软件一般由研究开发SCADA系统的专业公司提供。
应用软件主要包括：动态模拟软件、泄漏检测定位软件、水击动态分析软件等。国外一些公司专门从事管道模拟软件的开发。在SCADA系统的站控系统也需要一些小型的站计算机操作系统软件及应用于软件，如站系统的数据处理软件、泵机组或设备控制软件、与控制中心和其它站联系的通信控制软件等，它们一般由SCADA系统的设计和应用者开发。
海马ゆう
3、SCADA系统的功能
（一）控制中心主计算机系统的功能
（1）监控各站的工作状态及设备运行情况，采集各站主要运行数据和状态信息。主要有：
①检测量：进出站油温、油压；首站、末站和计量站流量；输油泵机组（包括原动机和辅机）的有关数据；油罐液位、油温及储油量；加热设备进出口油温、油压、及流量，燃料油压力及流量；泵站出站压力调节阀的开度及阀前后压差；站母线电压、电流等。
②报警信号：原油进站压力过低，出站压力过高；油罐液位（高低超限）；停电；输油泵机组运行故障；加热设备进出口油压差值过大；出站调节阀故障；输油泵轴承温度过高，振动量超标；安全阀、泄压阀动
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