SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統，即數據采集與監視控制系統，是以計算機為基礎的生產過程控制與遠程調度相結合的自動化系統，已廣泛應用于天然氣集輸、石油化工、供水及水處理、電力系統等諸多領域。SCADA系統可實現實時采集現場數據，對工業現場進行本地或遠程的自動控制，對工藝流程進行全面、實時的監視，并為生產、調度和管理提供必要的數據等多方面功能。
天然氣長輸管道覆蓋的地理空間跨度大，生產時效性很強，要求連續運行，確保安全至關重要，而且強調各生產環節的分工與協作，同時追求整個系統的有效運轉，因此要求集中統一管理。SCADA系統作為控制管理核心，除負責氣量的調配和人員的協調，還能夠進行設備運行狀況的實時監測、遠程操作和生產狀況的動態分析，可有效提高管理者對突發事件快速準確地處理能力。通過SCADA系統，建立功能完善的調度管理體系，保證長輸管網安全可靠運行，確保企業效益的最大化已經成為提升管理水平的必經之路。
1、天然氣長輸管道的特點
長輸管道是天然氣長距離連續運輸所依附的系統，其不需要常規的運輸工具和設備，即可迅速、有效、大規模的將天然氣運輸到目的地，天然氣長輸管道輸配系統已由單氣源、單管不加壓的輸送方式演變為多氣源、多管、多個加壓站輸送，生產運行工藝更加復雜。天然氣的產供銷是由采氣、凈化、輸氣和供氣等環節組成的，長輸管道作為這個系統的中間環節，必須協調好上下游的關系，因此操作管理更為復雜，而且擔負一城市或地區的供氣任務，涉及國計民生和千家萬戶，一旦發生事故將造成很大的經濟損失和社會影響，因此必須保證其安全平穩、連續可靠運行。 以天然氣管道輸送系統及管理的特點考慮，工藝參數的實時監視與控制非常必要，借助SCADA系統實現了數據采集與監控功能，建立起功能完善的調度管理體系。全線設置監控與數據采集系統（SCADA系統），將管線沿途各PLC場站的重要數據通過通訊系統實時傳至調度控制中心，以便調度人員根據這些信息來監視和控制管道系統的運行，進行設備運行狀況的實時監測、大型設施的遠程操作和生產狀況的動態分析。伴隨管網的復雜化和壓縮機等大型能耗設施的增多，通過模擬軟件，模擬管道運行工況，實現優化管網輸送方案，使企業效益最大化。
2、系統總體結構
天然氣長輸氣管線SCADA系統一般由截斷閥室、分輸站站控系統、調度中心組成，各站站控系統通過通訊系統與調度中心相連，構成生產過程本地站控系統監控與調度中心遠程監控相結合的雙層網絡系統。
站控系統可采用安控科技的E40/E50 RTU作為數據采集、本地控制及遠程數據通訊單元，和PLC控制器相比，RTU控制單元具有通訊距離較長,數據傳輸數度快，準確性高，具有強大的通訊接口,適用于惡劣的工業現場等特點；截斷閥室可采用SUPER32一體化RTU作為測控終端；天然氣計量采用安控研發的ECHO5802天然氣流量計算機；上位機操作界面可采用安控科技組態軟件ESPIDER為平臺，能夠顯示所有工藝流程、過程參數、趨勢圖、監控主要設備運行狀態和輸氣過程，完成報警和各種管理報表的打印以及數據的存儲的功能。
調度中心由服務器、操作員站、工程師站以及網絡設備構成。服務器實時讀取各輸氣站中RTU控制單元內的數據，并通過組態軟件平臺，顯示各站的所有工藝流程、過程參數、趨勢圖，監控各站主要設備運行狀態，打印各種管理報表以及存儲各站主要的生產數據。
3、系統各部分主要功能及實現
3.1 輸氣站站控系統部分功能與特點
（1）計量功能
對于孔板天然氣流量的監測，采用安控研發的ECHO5802天然氣流量計算機，ECHO5802天然氣流量計算機在國內首家通過GB/T21446-2008《用標準孔板流量計測量天然氣流量》的要求，完全能夠滿足天然氣計量需要，參數設置簡單、透明，保證了計量的公平、公正、公開。流量計算機具有強大的通信接口，能夠通過通信接口將差壓、壓力、溫度、流速、累計流量等重要計量參數傳輸到上位機，并在上位機操作界面中顯示，便于值班人員對計量過程的監控，并與SCADA系統進行無縫連接。
（2）人性化生產操作界面
根據輸氣站站場實際情況設計的操作界面具有簡明、直觀和便于操作的特點，要求實時顯示現場計量參數、進出站壓力、進出站溫度、電動閥狀態等一系列重要生產數據，值班人員通過查看計算機操作界面便可全面了解現場生產情況。另外，通過操作界面可以對現場電動閥進行控制，特別是在緊急事故發生時，值班人員在控制室里能夠快速完成閥的開關工作，提高了生產的安全系數。
（3）強大的報警功能
系統中采用聲光結合的報警方式，并加以文字在操作界面的報警窗口加以說明，確保在第一時間通知值班人員報警產生的原因和位置，確保安全平穩生產。報警包括：站場可燃氣體超標報警；進出站壓力超標報警；計量支路差壓值超標報警；重要電動球閥開關動作報警；計量儀表連接狀態報警。
（4）豐富的歷史曲線
系統中提供了各計量支路中的壓力、差壓、溫度、瞬時流量計量參數和進出站壓力等參數的趨勢曲線，通過曲線可針對某時段具體分析天然氣計量參數變化趨勢，對分析輸差，調配氣量，檢測儀表提供重要的輔助作用。
（5）按時自動生成生產報表
根據生產需要，系統定時自動生成生產報表，報表內容包括重要電動球閥狀態、各支路計量參數數值及進出站壓力值等參數。作為生產重要資料，報表可按照規定時間連續保存，并能夠根據實際需要調整保存時間。
（6）參數設定功能
由于天然氣組分的不定性，需要定時的根據天然氣氣體組分檢測報告修改流量計算機中的天然氣組分確保計量的準確，因此系統提供了天然氣組分設定界面，通過計算機通信接口與流量計算機進行通信，直接將操作界面設定的參數寫入流量計算儀，完成流量計算機中的天然氣組分設定。另外，系統還提供了壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器量程設定功能，實現根據變送器量程的改變重新設定系統內部參數，來確保變送器顯示數值的正確性，滿足生產需要。
（7）可靠的安全性
系統采用權限操作方式，即不同操作權限的操作人員只能操作本權限內的功能。系統中一般操作人員可以實現讀取工藝參數，讀取報表，查看趨勢曲線和報警的功能。通過登陸密碼登陸，獲取高級權限的操作人員，可以獲得生產參數的修改和電動球閥控制的功能。繼續登陸，獲得更高權限的操作人員則可以對系統進行修改和完善。通過這樣的權限設置，一方面，避免了誤操作對生產造成影響，另一方面，可以保證生產參數的安全性，確保正常生產。
3.2 調度中心的功能與特點
遠程實時監控是SCADA系統一個典型特點，天然氣長輸氣管線SCADA系統中，調度中心的作用就是這一特點的充分體現。
典型應用
在調度中心的操作界面中可以讀取SCADA系統網絡范圍內的所有站場的生產參數，并且可以通過點擊各站圖標，調出相應的操作界面進行監控。通過調度中心操作系統，調度人員可以在第一時間，更加直觀的了解到SCADA系統內任意輸氣站或閥室的運行情況。另外，調度中心配有大容量硬盤陣列，可以長期保存歷史數據。
安控公司的RTU以及組態軟件已經成功應用在多項天然氣開采、處理以及長輸管線SCADA系統中，系統充分發揮自動化全天候監測的手段，確保了安全生產、平穩供氣。另外，ECHO SCADA系統具有豐富的擴展功能，新開發建設的分輸站或閥室可輕松接入本系統中。ECHO SCADA系統運行穩定可靠，操作簡便，優質的產品質量和售后服務深受業主的好評。
