摘要：結(jié)合國內(nèi)石油集輸行業(yè)的特點(diǎn)，對長輸管道（站庫）的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行了探討，首先對SCADA/OPS系統(tǒng)進(jìn)行簡要分析，包括控制器的硬件構(gòu)成、常規(guī)的通信方式和其特點(diǎn)比較等。然后對系統(tǒng)功能的中心站功能、現(xiàn)場站功能和系統(tǒng)輔助功能等進(jìn)行了闡述。最后在系統(tǒng)安全上，主要對INTERNET和INTRANET接入進(jìn)行了重點(diǎn)分析包括和風(fēng)險(xiǎn)評估等。
關(guān)鍵詞：SCADA/OPS,構(gòu)架，硬件，軟件，安全
The Study of the Crude Oil-pipeline SCADA/ OPS System Frame
Abstract: According to the domestic petroleum gather-transport characteristics, discusses the preparatory frame of the oil-pipeline-station SCADA system. Mainly includes SCADA/OPS is systematic and the brief analysis, including by PLC/RTU/LED and so on for controller hardware constitution and frame combbbbbbbb, conventional mailing address and its characteristic comparison; The system function mainly includes the control center function, the local controls the system function, the system assistance function, as well as present domestic system basic function application situation; In the systematic security, mainly turned on to INTERNET and INTRANET has carried on the key analysis including with the risk assessment and so on.
Keyword: SCADA/OPS，F(xiàn)rame，Hardware，Software，Safety.
前言
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)督控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)通過對現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備和工況的監(jiān)督和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、狀態(tài)檢測、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)查詢等多項(xiàng)功能。
1、原油長輸管道的特點(diǎn)
長距離輸油管道通常是指距離長、管徑大、輸量高的原油管道，輸送壓力高、流量和溫度相對平穩(wěn)，主要是由輸油站（Oil-Stations）和管路(Oil-Pipeline)兩部分組成。輸油站分為首站、若干中間加壓站、若干中間加熱站及末站，其任務(wù)是供給原油一定的動能和熱能，將原油安全、經(jīng)濟(jì)地輸送支目的地；管路上每隔一定距離設(shè)有為減少事故危害、便于搶修，可緊急關(guān)閉的若干截?cái)嚅y室以及陰極保護(hù)站等。在地理位置上，跨度較大、站庫及管道分散;在功能上，設(shè)備操作相對簡單，站庫間具有相似性，調(diào)節(jié)時(shí)間要求低;在安全性上，可靠性較高，要求有故障檢測功能等。
2、構(gòu)架SCADA/OPS系統(tǒng)及分析
SCADA/OPS(Supervisory Control And Data Acquisition for Oil Pipeline and Stations)原油長輸管道的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)督控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由設(shè)在控制中心的主機(jī)/服務(wù)器、設(shè)在各站的遠(yuǎn)程控制終端（RTU）或智能控制設(shè)備（LED）或可編程邏輯控制（PLC）和高性能的通信系統(tǒng)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)?？刂浦行牡挠?jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對各泵站、計(jì)量站、加熱站或遠(yuǎn)控閥室的RTU/LED/ PLC設(shè)備定期進(jìn)行查詢，連續(xù)采集各站的操作數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并向這些設(shè)備發(fā)出操作或調(diào)整設(shè)定值的指令，從而實(shí)現(xiàn)對整條長輸管道的統(tǒng)一監(jiān)視、控制和調(diào)度管理。各站控系統(tǒng)的RTU/LED/ PLC等控制器與現(xiàn)場傳感器、變送器和執(zhí)行器或泵機(jī)組、加熱爐的操作站直接連接，具有掃描、信息預(yù)處理及監(jiān)控等功能，并能在與中心計(jì)算機(jī)通信一旦中斷時(shí)獨(dú)立工作。
通過構(gòu)架SCADA/OPS系統(tǒng)不只是簡單地完成流程切換、安全參數(shù)監(jiān)視，更重要是將長輸管道視為有機(jī)整體來進(jìn)行管理、監(jiān)督和調(diào)度，從而可以開發(fā)出系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行程序、GIS系統(tǒng)、泄漏檢測系統(tǒng)、管道模型、安全風(fēng)險(xiǎn)動態(tài)評估等一系列系統(tǒng)應(yīng)用軟件，以保證原油管道的經(jīng)濟(jì)、可靠、安全運(yùn)行。
2.1硬件
管道工業(yè)所采用的現(xiàn)代SCADA系統(tǒng)的配置形式如圖1所示。它一般由遠(yuǎn)程終端裝置RTU和PLC、控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等組成[1]。
圖1 SCADA/OPS構(gòu)架圖示
SCADA/OPS系統(tǒng)控制中心的服務(wù)器按冗余（雙機(jī)）方式配置，互為熱備用。主機(jī)可以與控制中心的操作站和各站場的RTU/LED/PLC進(jìn)行通信。控制中心的操作人員能夠在控制臺通過顯示終端及輸入終端，向現(xiàn)場控制器發(fā)出操作指令，實(shí)現(xiàn)對原油站庫（管道）設(shè)備的遙控。該系統(tǒng)的外圍設(shè)備，如磁盤、打印機(jī)、通信控制器等均采用熱備用方式，一旦在線主機(jī)（服務(wù)器）發(fā)生故障時(shí)，備用主機(jī)在安全策略的管理下自動地切換到運(yùn)行狀態(tài)，而將故障主機(jī)或設(shè)備設(shè)置為備用或故障狀態(tài)。
該系統(tǒng)還設(shè)立多臺以微處理機(jī)為核心的調(diào)度監(jiān)視終端、瀏覽終端、工程師終端和安全管理終端等，用來進(jìn)行程序編制、修改系統(tǒng)功能和不同層次的管理要求。中心站服務(wù)器可以與現(xiàn)場站上近百臺RTU/LED/PLC控制器進(jìn)行通信并對其進(jìn)行控制。
根據(jù)目前SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，長輸管道的控制層次通常分為三級：控制中心級、站控級和設(shè)備控制級，該結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了集中管理、分散控制的現(xiàn)代系統(tǒng)控制原則，特別適用于原油長輸管道這種分散性大、跨地域廣、功能相似系統(tǒng)的運(yùn)行管理和控制?？刂浦行恼就ㄟ^服務(wù)器對全線進(jìn)行集中參數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和調(diào)度管理，站控級通過本站的RTU/LED/PLC控制器來實(shí)現(xiàn)對輸油站進(jìn)行控制與監(jiān)視，設(shè)備控制級是對泵機(jī)組、加熱爐、閥門等工藝設(shè)備進(jìn)行本地控制。
在SCADA/OPS系統(tǒng)選型上，硬件設(shè)備選型上概括起來有四種形式：PC+板卡、PLC、DCS、RTU及IED設(shè)備。從功能上來說，這四種模式都有完成數(shù)據(jù)采集與控制的能力，但它們各有不同的適用范圍。在目前應(yīng)用的系統(tǒng)中，幾乎沒有單純的控制設(shè)備構(gòu)成SCADA/OPS系統(tǒng)，而是多類型的設(shè)備的不同現(xiàn)場具體要求的組合。就PLC和RTU設(shè)備而言，在同一系統(tǒng)中，還有可能采用不同的產(chǎn)品的設(shè)備。這主要是由于電子技術(shù)的不斷深入發(fā)展，控制設(shè)備的專業(yè)性越來越強(qiáng)，功能越來越強(qiáng)大，在不同的應(yīng)用現(xiàn)場只需增加相關(guān)的控制就可以“無縫”構(gòu)成SCADA/OPS系統(tǒng)。
2.2通信[1]
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的構(gòu)架及選型直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。SCADA/OPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由通信控制器（CCM）及相關(guān)通信設(shè)備與線路組成。在長輸管道的系統(tǒng)應(yīng)用中，安全性相對較高，控制時(shí)間上要求相對較低，允許一定時(shí)間中斷和周期性的維護(hù)。在網(wǎng)絡(luò)的選擇上，冗余是必須的，如何選擇具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的介質(zhì)，需要與具體考察。目前主流的SCADA系統(tǒng)通信方式如下：
微波 該方式應(yīng)用較為廣泛，有成熟的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是投資少、通信容量大，可靠性高、建站靈活等。缺點(diǎn)是受雷雨影響較大，并交納一定的無線電管理費(fèi)用。根據(jù)原油輸送站庫間距相對均勻特點(diǎn)，微波通常是首選通訊方式。目前主流設(shè)備的載波頻率為5.8G，具有容量大，方向性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
光纖 由于光纖通信的載波介質(zhì)是光而不是電，故不受外界電磁干擾，傳輸速率高，通信容量大，保密性好；光纖的抗腐蝕能力強(qiáng)、重量輕。缺點(diǎn)是光纖施工必須走線桿或深埋，成本較高，而且工業(yè)級光纖通信設(shè)備價(jià)格較高。由于光纖的可靠性最佳，在現(xiàn)場允許的情況下，光纖通訊也是重點(diǎn)選擇之一。
衛(wèi)星 甚小天線地球站衛(wèi)星通信系統(tǒng)即VSAT（Very Small Aperture Terminal）系統(tǒng)是一種可以傳輸話音、數(shù)據(jù)、圖像等信息的通信系統(tǒng)。它包括通信衛(wèi)星、主地面站和甚小口徑終端。衛(wèi)星通訊的優(yōu)點(diǎn)之一是投資與通信距離無關(guān)，特別適用系統(tǒng)跨地廣、距離長、范圍大的情況。缺點(diǎn)是該方式資源有限，對高可靠性系統(tǒng)可做備用通信方式。由于國內(nèi)衛(wèi)星通信資源的匱乏，該方式國外應(yīng)用較多。
高頻無線電 為了提高通信系統(tǒng)的可靠性和靈活性，為SCADA系統(tǒng)和重要的調(diào)度通信提供備用通信手段，為巡線、搶修提供移動通信手段，常采用高頻無線電通信。常采用的無線電系統(tǒng)有VHF和UHF兩種，頻帶范圍分別為30－300MHz和300－1000MHz。它用于短距離通信是比較經(jīng)濟(jì)的。缺點(diǎn)是受其它高頻無線電影響較大，不能做穩(wěn)定的通信方式。
GRPS 通用分組無線系統(tǒng)是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式。GPRS能更有效的利用無線網(wǎng)絡(luò)信息資源，特別適合突發(fā)性、頻繁的小流量數(shù)據(jù)傳輸。它具有“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是通信量有限，系統(tǒng)滯后時(shí)間較長，主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的動態(tài)采集，在控制上應(yīng)用相對較少。
專線 按照提供方式的不同，專線業(yè)務(wù)可分為由運(yùn)營商提供的基于網(wǎng)絡(luò)的專線和與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的基于終端的VPN業(yè)務(wù)?；诰W(wǎng)絡(luò)的專線以點(diǎn)到點(diǎn)的互連專線和上網(wǎng)專線為主，其中VPN業(yè)務(wù)主要面向的是少數(shù)跨國大企業(yè)集團(tuán)，如基于Internet的各種隧道方式的專線，也獲得了廣泛應(yīng)用。主要有TDM專線、點(diǎn)到點(diǎn)Ethernet專線、點(diǎn)到多點(diǎn)匯聚型Ethernet專線、波長專線、SAN專線、VPN業(yè)務(wù)等。該方式運(yùn)營費(fèi)用較高，一般作為系統(tǒng)通信的備用鏈路。
2.3軟件
軟件是硬件設(shè)備的靈魂。SCADA/OPS系統(tǒng)平臺主要由各種功能模塊組成。從軟件開發(fā)流程上來討論，主要分為系統(tǒng)內(nèi)核和功能模塊。系統(tǒng)內(nèi)核主要是精簡的架構(gòu)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可靠性。系統(tǒng)內(nèi)核由四個(gè)子系統(tǒng)(通信子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng))等構(gòu)成，他們之間通過統(tǒng)一的接口進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。功能模塊主是針對用戶的應(yīng)用要求，系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和一些獨(dú)立的動態(tài)連接庫，能動態(tài)裝入或卸出，可靈活組合，特別適合與系統(tǒng)擴(kuò)展和用戶定制。
SCADA/OPS系統(tǒng)提供常用的功能模塊，用戶應(yīng)用這些模塊就能快速構(gòu)件出一個(gè)比較完善的工程。常用模塊包括：通訊設(shè)備驅(qū)動功能模塊；通信協(xié)議解釋模塊；專業(yè)圖形元件功能模塊；可視化人機(jī)界面功能模塊；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫功能模塊；自動控制功能模塊等。如人機(jī)界面模塊設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能塊之一。它一般采用專用的人機(jī)界面設(shè)計(jì)工具，兼容bbbbbbs的操作風(fēng)格，對象化的圖形元件設(shè)計(jì)，靈活的鼠標(biāo)拖拉功能及各種有效的編輯方案，都經(jīng)過了仔細(xì)考慮和精心設(shè)計(jì)，并滿足用戶的定制功能和圖元庫的導(dǎo)入導(dǎo)出等，使用戶應(yīng)用戶應(yīng)用該軟件輕松自如，效率較高。
SCADA/OPS系統(tǒng)的功能性和靈活性在很大程度上取決于所采用軟件的性能。計(jì)算機(jī)軟件一般可分為三個(gè)主要部分：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)軟件、SCADA系統(tǒng)軟件、功能應(yīng)用軟件。
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)軟件
常用的主要有Dos、bbbbbbs和Unix（或Linux）三種普遍使用的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是為了方便用戶，管理和控制計(jì)算機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)軟件（或程序集合）。操作系統(tǒng)的主要功能是作業(yè)管理、文件管理、存儲管理、設(shè)備管理和進(jìn)程管理。
SCADA系統(tǒng)軟件
SCADA/OPS系統(tǒng)為實(shí)時(shí)系統(tǒng)，需有專門開發(fā)軟件才能在實(shí)時(shí)環(huán)境中工作，這些軟件一般由工程集成商或用戶選定。目前流行的SCADA系統(tǒng)開發(fā)軟件主要有：Wonderware、IFIX、組態(tài)王、MCGS、三維力控等，SCADA/OPS系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件一般包括：遠(yuǎn)程終端查詢軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、傳指令軟件、建立及管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件、HMI顯示、記錄報(bào)警、報(bào)告生成軟件及運(yùn)行調(diào)度決策指導(dǎo)軟件等。一般來說，具備SCADA系統(tǒng)的軟件都帶有一定功能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在應(yīng)用中是一個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)平臺軟件。只有選擇優(yōu)秀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，才可以與應(yīng)用系統(tǒng)密切配合，提高應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行效率，達(dá)到應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的預(yù)期效果。一般來說，選擇一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)考慮下列因素：系統(tǒng)可靠性；系統(tǒng)功能；系統(tǒng)性能；系統(tǒng)開銷；運(yùn)行平臺；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)開放性；系統(tǒng)安全性；使用方便性等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般都帶有配套的應(yīng)用軟件工具，如流程圖畫面組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)報(bào)表生成軟件、瀏覽器訪問數(shù)據(jù)軟件和多種數(shù)據(jù)訪問接口。這些配套的應(yīng)用軟件工具將加快實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二次開發(fā)速度，配套軟件工具是否豐富往往成為人們選擇實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)[3]，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
功能應(yīng)用軟件
功能應(yīng)用軟件主是基于動態(tài)數(shù)據(jù)采集的二次開發(fā)專業(yè)性軟件，這些專業(yè)性應(yīng)用軟件是以SCADA/OPS為平臺，以站庫和原油管道的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為管理目的。他們主要包括：長輸管道動態(tài)仿真軟件（數(shù)字模型）、泄漏檢測與定位軟件、水擊動態(tài)分析及保護(hù)軟件、系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行管理軟件、安全風(fēng)險(xiǎn)動態(tài)分析軟件等。結(jié)合原油長輸管道的現(xiàn)場要求和目前的實(shí)際應(yīng)用情況，功能應(yīng)用軟件主要包括有：長輸管道動態(tài)仿真軟件，包括管理地理信息GIS系統(tǒng)，水力模型仿真，熱力模型仿真，能量模型仿真等；泄漏檢測與定位軟件，包括目前流行的壓力波檢測系統(tǒng)，流量檢測，超聲波檢測以及模型法檢測等；水擊動態(tài)分析及保護(hù)軟件 基于生產(chǎn)流程的切換而造成的水擊預(yù)測及硬件保護(hù)等；系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行管理軟件，基于不同生產(chǎn)要求，不同季節(jié)、地溫、氣溫、輸油量、最低管輸量等綜合因素下，結(jié)合仿真模型的應(yīng)用，指導(dǎo)生產(chǎn)操作人員合理調(diào)度；輸油能耗綜合分析軟件，主要輸油泵效率動態(tài)分析，加熱爐效率動態(tài)分析，輸油系統(tǒng)綜合分析等；安全風(fēng)險(xiǎn)動態(tài)分析軟件，包括防腐層狀態(tài)檢測與評價(jià)、輸油泵機(jī)組振動檢測[4]、站庫“數(shù)字化”安全管理等。
軟件應(yīng)用涉及系統(tǒng)的操作控制層、管理層和決策層等三個(gè)層次，充分利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的網(wǎng)上共享，業(yè)務(wù)處理自動化、數(shù)據(jù)共享信息化，保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.4系統(tǒng)基本功能[1]
控制中心功能
監(jiān)控沿線各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情況，采集各站主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。主要有：
①檢測量：
進(jìn)出站油溫、油壓；首站、末站和計(jì)量站流量，在線密度、含水、含氣檢測。
輸油泵機(jī)組（包括原動機(jī)和輔機(jī)）的有關(guān)數(shù)據(jù)，主要有泵前后軸振動檢測、電機(jī)定子轉(zhuǎn)子溫度檢測、三相電壓電流功率因素等；
油罐液位、油溫及儲油量；
加熱設(shè)備進(jìn)出口油溫、油壓、及流量，燃料油壓力及流量；
泵站出站壓力調(diào)節(jié)閥的開度及閥前后壓差；
站母線電壓、電流、能耗等；
②報(bào)警信號：
原油進(jìn)站壓力過低，出站壓力過高；油罐液位（高低超限）；停電；輸油泵機(jī)組運(yùn)行故障；加熱設(shè)備進(jìn)出口油壓差值過大；出站調(diào)節(jié)閥故障；輸油泵軸承溫度過高，振動量超標(biāo)；安全閥、泄壓閥動作等。
③狀態(tài)量：
輸油泵機(jī)組、加熱設(shè)備、出站調(diào)節(jié)閥及重點(diǎn)流程閥的運(yùn)行狀態(tài)。
監(jiān)視過程是以掃描的方式進(jìn)行，即按一定順序依次對各站的RTU/LED/ PLC進(jìn)行查詢。若發(fā)現(xiàn)某站的運(yùn)行狀態(tài)異?；蜻\(yùn)行參數(shù)超限，則通過屏幕報(bào)警及打印輸出。
④控制量：
根據(jù)操作人員的要求或控制軟件的要求向RTU發(fā)出操作指令，對各站場進(jìn)行遙控。主要有：
輸油泵的程序啟停；
流程閥的開啟、關(guān)閉；
加熱設(shè)備的啟停及調(diào)節(jié)；
出站壓力的控制；
出爐或換熱器的原油溫度控制等。
⑤連鎖保護(hù)：
全線壓力超高/超低連鎖保護(hù)；
全線水擊保護(hù)；
全線泄漏檢測與停輸保護(hù)等；
根據(jù)操作人員的要求，在中心服務(wù)器上動態(tài)提供有關(guān)管道系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的圖形及歷史比較和趨勢顯示；按規(guī)定時(shí)間間隔記錄和打印各站的主要運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀況報(bào)告；記錄管道系統(tǒng)所發(fā)生的重大事件的報(bào)警、操作指令等；運(yùn)行有關(guān)的應(yīng)用軟件，對水擊、檢漏、清管、批量跟蹤等工況進(jìn)行監(jiān)測、控制。
現(xiàn)場站控系統(tǒng)功能
①過程變量巡回檢測和數(shù)據(jù)處理；
②向控制中心報(bào)告數(shù)據(jù)和報(bào)警；
③提供運(yùn)行狀態(tài)、工藝流程、動態(tài)數(shù)據(jù)的畫面、圖像顯示、報(bào)警、存儲、記錄、打??；
④除執(zhí)行控制中心的指令外，還可以獨(dú)立進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)保護(hù)和PID等其它控制,實(shí)現(xiàn)流程切換；
⑤進(jìn)行自診斷程序，并把結(jié)果報(bào)告控制中心，提供給操作人員操作記錄和運(yùn)行報(bào)告；
系統(tǒng)輔助功能
①系統(tǒng)通信狀態(tài)及數(shù)據(jù)交換情況。
②系統(tǒng)操作安全性的策略分析及網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)監(jiān)視等。
③模塊化的自動控制和執(zhí)行過程的相互連鎖保護(hù)。
④形成各種生產(chǎn)管理的算法，如庫存量的動態(tài)計(jì)量及流量計(jì)的計(jì)算等
⑤形成和歸檔各種系統(tǒng)的事件日志和系統(tǒng)日志，生成各類歸檔文件的信息（如現(xiàn)場過程處理的相關(guān)參數(shù)，各類的報(bào)警信息，各類事件的提示信息等）
⑥在工作過程中緊急條件下的信號指示和管理權(quán)限的注冊，SCADA系統(tǒng)控制權(quán)限的管理，并納入歸檔管理。
目前國內(nèi)系統(tǒng)基本功能的應(yīng)用情況
目前我國主要輸油管道實(shí)現(xiàn)了以只需在控制中心發(fā)一個(gè)計(jì)算機(jī)鍵盤指令就可以完成全線自動順序啟動或自動順序停運(yùn)的高度自動化輸油管道自動化水平（或自動化程度）一般有以下幾種：
①自動監(jiān)測自動采集和監(jiān)測主要工藝運(yùn)行和關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)（單純數(shù)據(jù)采集、不具備控制功能），一般性新建站庫都滿足該要求。
②單體設(shè)備遙控操作自動監(jiān)測全線工藝運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)；能夠完成工藝運(yùn)行參數(shù)自動調(diào)節(jié)和設(shè)備自動保護(hù)停運(yùn)；從控制中心發(fā)一個(gè)計(jì)算機(jī)命令只能完成對單臺設(shè)備（或閥門等）的啟?；蜷_關(guān)操作（單體設(shè)備遙控操作）。該方式中控室任務(wù)較重，通信量較大，可靠性較差，一般不采用。
③單站自動順序邏輯控制工藝運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)，能夠完成運(yùn)行參數(shù)自動調(diào)節(jié)和設(shè)備定值自動保護(hù)及其它自動邏輯保護(hù)，即：鍵盤指令可以完成一臺主體設(shè)備及其與之相關(guān)的所有輔助設(shè)備或配套設(shè)備的自動順序邏輯啟動或停運(yùn)。如：輸油泵機(jī)組的啟停以及進(jìn)、出口閥門的開關(guān)等；或鍵盤指令完成一個(gè)輸油流程的自動切換，如：自動倒罐和自動倒輸油泵等控制。
④在控制中心監(jiān)控終端上發(fā)出操作命令，全線自動順序邏輯控制，完成全線各站場所需投入運(yùn)行的全部設(shè)備（包括工藝流程閥門）的自動順序啟動或?qū)φ谶\(yùn)行的全部設(shè)備的自動順序停運(yùn)或緊急停運(yùn)。
2.5系統(tǒng)安全管理[2]
由于允許收集與分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)和設(shè)備控制，SCADA系統(tǒng)提供了一個(gè)十分有效的操作環(huán)境，同樣暴露出了安全風(fēng)險(xiǎn)。最初的SCADA系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，它追求的是功能及性能的最大化，幾乎沒有考慮到安全性。正是如此，系統(tǒng)性能、可靠性、擴(kuò)展性和分布式的安全控制操作，對于SCADA系統(tǒng)來說是十分健壯的，而在安全性上它又是十分脆弱的。結(jié)合原油長輸管道的SCADA/OPS系統(tǒng)的實(shí)際情況，安全管理主要分為系統(tǒng)內(nèi)部操作和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)兩大類，如圖3所示。
圖3：安全管理分類
SCADA/OPS系統(tǒng)安全管理主要是指系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和健壯性，它是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的基石，要求保證通信是正常而健康的。SCADA/OPS網(wǎng)絡(luò)安全，主要是針對互聯(lián)網(wǎng)（INTERNET）或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（INTRANET）上網(wǎng)絡(luò)攻擊和病毒防范。從圖1來看，只涉及兩層網(wǎng)絡(luò)，在更多的應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)是多層面，交錯而多接點(diǎn)，如圖4所示：
圖4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖
首先確定網(wǎng)絡(luò)所有鏈接點(diǎn)，包括內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)，盡可能減少沒有必要的鏈接點(diǎn)（這里主要指可操作的監(jiān)控站），為了滿足多層次管理人員瀏覽和查看的要求，通過專用防火墻，可以無限制。在不同層的網(wǎng)絡(luò)鏈接處，根據(jù)應(yīng)用要求，建立風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)機(jī)制，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)和流量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)視，并建立日志。對所有具體操作權(quán)力的用戶設(shè)立安全操作記錄，不同層次的權(quán)力嚴(yán)格區(qū)分，并建立監(jiān)督機(jī)制。控制層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格保密，包括技術(shù)文章的介紹，控制層與管理層數(shù)據(jù)的流量和數(shù)據(jù)包建立安全監(jiān)視機(jī)制，如兩層間建立映射數(shù)據(jù)的方法來保證控制層數(shù)據(jù)的安全等。對外部數(shù)據(jù)的交換，如計(jì)量交接、報(bào)表生成等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)分析與對比分析。在防火墻的設(shè)置上，最好采用自定義配置方式，通用型設(shè)置在保密上是沒有意義的。建立科學(xué)、合理、有效的技術(shù)和管理機(jī)制，防范于未然，是保證整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)作的基礎(chǔ)。
3結(jié)束語
隨著近年來全球油價(jià)的暴漲，各個(gè)國家越來越重視戰(zhàn)略性資源的安全管理與控制，SCCADA/OPS系統(tǒng)只是從理論上進(jìn)行初步探討。我國原油長輸（站庫）自動化相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)差、研究性課題少。結(jié)合近年來國際國內(nèi)長輸管道的建設(shè)與發(fā)展，如何應(yīng)用先進(jìn)、成熟的自行化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)來提高我國石油管道的管理水平，以安全、可靠、經(jīng)濟(jì)是建設(shè)為目的，是石油集輸行業(yè)工程技術(shù)人員任重而道遠(yuǎn)的責(zé)任。
參考文獻(xiàn)
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