华南管网SCADA系统的应用和发展

摘 要：SCADA系统在长输油管道的应用有着上百年的历史，随着4C技术的发展越来越快，SCADA系统的更新换代也越来越快，系统管理者忙于被动升级换代工作，却总也追不上科技的发展。本文我们将探讨如何破解被动的局面。

一、SCADA系统技术概述

SCADA 系统即监控与数据采集系统，是以计算机为基础的生产过程控制与远程调度相结合的自动化系统。近20年来，随着4C（Computer，Control，Communication，CRT）技术的发展，先进的监控和数据采集系统，广泛应用于电网、水网、输油气管网、智能建筑等领域，通过主机和以微处理器为基础的远程终端RTU、PLC或其他输入输出设备的通信收集数据，实现整个工业网络的监控，从而保证系统的安全运作及优化控制。

二、SCADA系统在长输油管道的应用历史

迄今为止，管道运输在世界上已有130多年的历史。我国虽然是世界上最早利用管道运输的国家之一，但其发展却比较缓慢。1949年以前，我国的管道运输几乎是空白。作为长输管道自动化系统同样经历了循序渐进的发展过程。

三、华南管网SCADA系统现状

华南管网是在21世纪初由国家投资建设的具有国家战略意义的成品油管道网，主要由西南成品油管道和珠三角成品油管道组成，起始于广东茂名、湛江和广西北海，东至广东惠州，西到云南大理，途经广东、广西、贵州、云南四省区53个地市，截至2013年底建成投入运营的管道达3800多公里（另有在建管道1863公里），沿线一共建有43个输油站，是目前国内距离最长、站点最多、工艺技术水平最先进、地形地貌最复杂、施工和管理难度最大的成品油管道，堪称世界级管道，年设计输油量2200万吨。

华南管网采用国际先进的SCADA系统进行集中控制，在广东广州和茂名分别设置一个调控中心，通过SCADA系统对沿线43个输油站内的自动化设备和管线截断阀进行远控监控。西南管道采用霍尼韦尔公司PKS系统，分布式结构，大大减轻中心服务器的负载；珠三角管道采用ABB公司的AC800系统，垂直式结构，中心控制更可靠。可以说华南管网是国内自动化程度最高的一条成品油管道。

四、华南管网SCADA系统发展瓶颈

正如我们开头所说的，SCADA系统是基于4C技术发展起来，而4C当中以computer最为根本。一台正常工作的computer需要两部分共同工作：硬件和软件。在这里，我们主要说说电脑的系统软件，说到这我们就不得不提到一家国际著名的软件巨头―美国微软公司，其WINDOWS系统在全球市场占有率超过90%，几乎可以说是微软成就了PC。在已经获得如此高的市场份额后，微软如何继续保持高额的利润呢？产品升级换代！这固然有技术发展方面的考虑，但也有不可忽略的利益的考虑。于是我们就可以看到，从1985年推出第一代WINDOWS系统开始，几乎每两到三年就会推出一个新产品，每一个新产品的推出都会引起一场电脑革命。电脑硬件制造商、芯片开发商以及以电脑技术为基础的下游产品开发商，比如SCADA系统生产商，也要不断的开发新产品，以适应潮流的发展。

华南管网另一条主线珠三角管道，采用ABB公司的AC800控制系统，2007年投入使用，2012年已完成了全线升级改造，HMI由原来基于VB升级为基于VS 2010的新版本，服务器操作系统由WINDOWS 2000升级为WINDOWS 2008。

从上面的升级历程可以看到，我们几乎都在被动升级，一直被系统厂家牵着鼻子走。从最新的使用情况来看，新版本的系统还不一定有老系统稳定、可靠。系统升级备件库也要跟着升级，备件独家供应价格都由厂家说了算，一个保险丝甚至要价一百多元人民币。大量的备件占用了企业大量的流动资金，沉淀资金都在不断贬值。

五、如何破解被动局面

采用标准化设备，打破厂商垄断。当前国际分工已经细化到每一个零配件，每个产品都会有留有标准化的接口与其他产品进行通信，这就给了我们很大的选择余地。在华南管网，我们可以将调控中心作为一个独立的开放式控制系统，通过标准化的通信接口与沿线站场的站控系统进行数据交换。沿线站场可以以管理处为单位进行SCADA系统选型，要求是必须具备标准化的接口与中控系统进行数据交换。这样的整体架构可以有以下好处：第一，不管是新建项目SCADA系统选型，还是原有SCADA系统升级，都不再受原厂家的影响，可以根据自身要求自由选择厂家；第二，以后每个升级改造都只局限于局部，不会牵一发而动全身；第三，每个标准化产品都有多个厂家可选，产品相互之间也是可替代，因此不会因为某个产品的停产而影响到整个系统的运行；第四，每个产品在市面上都有充足的货源，不用花费大量流动资金购买大量的备件。当然，这样的话就会打破原来产品的单一性，多样性的特性必然要求专业管理水平要更上一个层次，这是对专业管理人员一个较大的挑战。

六、总结

在国内，类似这样的应用形式也是有的。中国石油在国内拥有最大的管道，包括原油管道、天然气管道和成品油管道，其设置在北京的总调控中心就是一个独立的控制系统，通过标准化通信接口与地方各管道的控制系统进行数据交换。但中石油的总调控中心只作为数据监控中心，实际并不操作现场设备，因此它的稳定性实时性要求并不太高。华南管网调控中心是一个名符其实的控制中心，所有操作都集中在调控中心进行，因此稳定性和实时性要求非常高，这是需要我们在实践中进行检验的。

参考文献：

[1]吴爱国、何信：《油气长输管道SCADA系统技术综述》，《油气储运》2000年第三期。

[2]郭晓瑛、路艳斌、郑鹃：《国内外长输管道SCADA系统标准现状》，《油气储运》2011年第二期

[3] 田洪波、姜波、武建宏：《SCADA系统在长输管道的应用和发展》，《石油化工自动化》2008年第四期

作者简介：何锦业：中国石化销售有限公司华南分公司，助理工程师。

杨昌群：中国石化销售有限公司华南分公司，高级工程师，公司专家。