導(dǎo)語(yǔ)：石化企業(yè)強(qiáng)化安全生產(chǎn)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

當(dāng)前安全問(wèn)題在全中國(guó)是一個(gè)被媒體、政府官員，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)天天掛在嘴上的話題，今后若干年，政府和企業(yè)要在安全方面投入大量的人力、物力。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA，給解決石化企業(yè)安全問(wèn)題提供了一個(gè)很好的方向，石化企業(yè)中的DCS和IT維護(hù)單位應(yīng)該在這個(gè)方面有所作為。

首先可以在以下兩個(gè)方面做文章：

第一：以保障安全為目的，在石油化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制方面加入和強(qiáng)化安全方面的模塊，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全監(jiān)控、預(yù)警和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。

這樣可以在現(xiàn)有的DCS上做二次開(kāi)發(fā)，使標(biāo)準(zhǔn)化的DCS更加符合目前的生產(chǎn)實(shí)際。

其次：信息管理方面，強(qiáng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分類(lèi)采集，把生產(chǎn)控制信息與管理信息進(jìn)行有效的整合，建立信息化一體架構(gòu)，解決企業(yè)的“信息化孤島”問(wèn)題。其中包括包括ERP、MES、OA、硬件、網(wǎng)絡(luò)、安全等等。還應(yīng)該建立安全專(zhuān)項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)把監(jiān)控?cái)z像頭安裝到需要監(jiān)控的各個(gè)地方，對(duì)攝像畫(huà)面進(jìn)行智能化圖像處理，發(fā)現(xiàn)不安全的跡象及時(shí)報(bào)警和處理。

然后在此基礎(chǔ)上建立石化企業(yè)集中的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA。

1、生產(chǎn)過(guò)程中強(qiáng)化安全控制

目前石化企業(yè)中的主要生產(chǎn)裝置都采用DCS控制，裝置各部分的溫度、壓力、流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都可以采集上來(lái)，并且可以通過(guò)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，那么為什么不能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)DCS組態(tài)進(jìn)行合理的修改和擴(kuò)充，突出和強(qiáng)化安全控制。

目前新型的DCS都是開(kāi)放的，而且開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)逐漸統(tǒng)一為OPC基金會(huì)制訂的OPC(OLEforProcessControl)標(biāo)準(zhǔn)。一套正在運(yùn)行的DCS，其系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理量和儀表組態(tài)數(shù)據(jù)是在該系統(tǒng)初始組態(tài)時(shí)就決定下來(lái)的，在以后的生產(chǎn),擴(kuò)容與改造中，勢(shì)必由于各種原因必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)數(shù)據(jù)修改。其實(shí)各個(gè)DCS的生產(chǎn)廠家，都有修改組態(tài)設(shè)計(jì)的工具，Honeywell也好，Emerson也好，都有一套安全、快捷、準(zhǔn)確修改組態(tài)的軟件。但要使用好修改組態(tài)工具，要有對(duì)裝置生產(chǎn)工藝和設(shè)備狀態(tài)深入的了解，和對(duì)DCS系統(tǒng)本身深入的理解，這樣才能夠保證高效率的完成對(duì)DCS控制站各種組態(tài)數(shù)據(jù)的修改，同時(shí)將對(duì)生產(chǎn)的影響降到最低點(diǎn)。

DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”，是系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的功能與協(xié)調(diào)。DCS整體控制功能非常好，工程師工作站，操作員工作站是一種緊密聯(lián)合的關(guān)系，從工程師工作站可以下裝組態(tài)方案到操作員工作站，站與站之間和被控裝置間都是相互連鎖控制和協(xié)調(diào)控制的關(guān)系，一旦組態(tài)完成整個(gè)裝置的操控都在DCS的掌控之下。

一般DCS的組態(tài)原則都是以穩(wěn)定掌控裝置流程為基礎(chǔ)的，如果我們?cè)诖嘶A(chǔ)上強(qiáng)化對(duì)一些事關(guān)安全的關(guān)鍵采樣點(diǎn)的監(jiān)控，并且事先編制好這些關(guān)鍵采樣點(diǎn)異常后的處理方法，使DCS本身就能夠化解一些裝置運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一些危機(jī)，如果不能化解，就緊急報(bào)警，或者自動(dòng)采取非常措施。例如反應(yīng)器溫度過(guò)高，DCS采到異常樣本后，先進(jìn)行操作控制降溫，進(jìn)行操作控制后，如果不能有效降溫，DCS就緊急報(bào)警。如果有事先編制好的緊急組態(tài)流程就采樣緊急流程進(jìn)行處理，這樣總比人工發(fā)現(xiàn)和處理要及時(shí)的多。

現(xiàn)在不是對(duì)緊急情況都要設(shè)置預(yù)案嗎，這樣做的好處其實(shí)就是充分利用了先進(jìn)的DCS控制技術(shù)，把預(yù)案不光寫(xiě)在紙上，貼在墻上，而是集成到實(shí)實(shí)在在的實(shí)際測(cè)試與控制中間，當(dāng)真正遇到安全危機(jī)的時(shí)候，裝置就多了一道控制層的安全屏障，而且也不需要再增加很多的設(shè)備和投資，只需要要在原有的DCS常規(guī)控制組態(tài)的基礎(chǔ)上，再開(kāi)發(fā)安全組態(tài)和緊急情況處理組態(tài)。

目前DCS在一些人眼里已經(jīng)沒(méi)有多少開(kāi)發(fā)和研究的價(jià)值，因?yàn)樗呀?jīng)十分成熟了，其實(shí)石化企業(yè)中有不少實(shí)際應(yīng)用維護(hù)和研究單位，在保證DCS正常運(yùn)行的前提下，吃透所維護(hù)的每一套DCS的方方面面，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，是大有潛力可挖，大有文章可作的。

DCS在整個(gè)設(shè)計(jì)上就留有大量的可擴(kuò)展性接口，外接系統(tǒng)或擴(kuò)展系統(tǒng)都十分方便，要搞清楚這些可擴(kuò)展接口性質(zhì)，擴(kuò)展接口的應(yīng)用范圍；充分利用DCS的雙冗余控制單元，進(jìn)一步完善冗余控制策略；對(duì)DCS的插件由板極維護(hù)，擴(kuò)展到元件級(jí)維護(hù)，這些都是需要化很大氣力才能夠?qū)崿F(xiàn)的。

最重要的還在對(duì)DCS系統(tǒng)軟件方面，對(duì)各種工藝控制方案更新是DCS的一項(xiàng)最基本的功能，當(dāng)生產(chǎn)方案發(fā)生變化后，工程師只需要在工程師站上將更改過(guò)的方案編譯后，執(zhí)行下裝命令就可以了，下裝過(guò)程是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，不影響原控制方案運(yùn)行，篩選對(duì)安全生產(chǎn)至關(guān)重要的控制措施，制定和研究緊急情況的控制預(yù)案，并把它們變成DCS控制語(yǔ)言，還有研究系統(tǒng)各種控制軟件與算法使控制對(duì)象控制精度得以提高，這些都是石化企業(yè)內(nèi)的維護(hù)研究單位可以做，能夠做，而且能夠做好的工作。

DCS本身很重視連續(xù)過(guò)程控制的精度，可實(shí)現(xiàn)PID、前饋、串級(jí)、多級(jí)、模糊、自適應(yīng)等復(fù)雜控制，DCS系統(tǒng)還具有功能強(qiáng)大的SCAND軟件包，具有配方功能，并針對(duì)不同行業(yè)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)家軟件（化工工藝參數(shù)配置和控制算法），比一般的PLC等要應(yīng)用方便的多，如果充分利用好這些工具那么我們就不是簡(jiǎn)單的維護(hù)DCS，而是在DCS基礎(chǔ)上創(chuàng)新。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，石化企業(yè)應(yīng)該培養(yǎng)一大批即懂計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，又掌握各種編程方法，還熟悉煉油化工工藝的復(fù)合人才，這些工程師們必須了解各種DCS、了解現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備，在軟件編程語(yǔ)言上至少必須精通微軟的VC++、VB以及UnixC++，甚至匯編；在編程接口方面必須精通OLE、OPC、DDE及各種API軟件接口。企業(yè)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)除了給這些人員創(chuàng)造培訓(xùn)機(jī)會(huì)以外，還要?jiǎng)?chuàng)造寬松的環(huán)境，給予適當(dāng)?shù)拇?，使他們?cè)贒CS維護(hù)、改進(jìn)、完善的實(shí)踐中不斷成長(zhǎng)。

當(dāng)然也要?jiǎng)?chuàng)造開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)環(huán)境，因?yàn)樾薷牧私M態(tài)，特別是有關(guān)安全的控制組態(tài)，除非有絕對(duì)把握，是不敢輕易放到正在正常生產(chǎn)的實(shí)際生產(chǎn)裝置上去，要有相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)裝置，在仿真實(shí)驗(yàn)裝置上調(diào)試完善后才能正式應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)裝置上去。

2、在信息管理方面突出安全信息的處理

在信息管理方面石化企業(yè)內(nèi)的IT部門(mén)往往掌管著全公司的網(wǎng)絡(luò)、重要的服務(wù)器以及承擔(dān)著與總公司上達(dá)下聯(lián)的重要角色。如果能夠及時(shí)和無(wú)遺漏的采集到和安全相關(guān)的重要數(shù)據(jù)，并且使用先進(jìn)的方法加以去粗取精，去偽存真，及時(shí)反應(yīng)到一線操作工、各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)者和決策者的眼前，這也是石化企業(yè)內(nèi)IT部門(mén)能夠?yàn)槠髽I(yè)安全生產(chǎn)作的重大貢獻(xiàn)之一。

在石油化工流程型企業(yè)中，最重要的是生產(chǎn)密切相關(guān)的信息系統(tǒng)，它們實(shí)時(shí)獲取DCS、PLC等生產(chǎn)系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，幫助管理者及時(shí)調(diào)度、指揮整個(gè)企業(yè)地理位置分散但又密切相關(guān)的現(xiàn)代化生產(chǎn)，這就是實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。

與一般信息系統(tǒng)相區(qū)別，實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。由于有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的支撐，實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地反映生產(chǎn)裝置的實(shí)際生產(chǎn)狀況，查詢(xún)到企業(yè)各生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這對(duì)于企業(yè)實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)情況，正確調(diào)度和指揮生產(chǎn)，以及及時(shí)處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題具有十分重要的意義。

與一般的信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)不同的是，由于實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息要從企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集得來(lái)，所以實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不只是純軟件的工作，還有生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信等大量現(xiàn)場(chǎng)工作。這里有必要討論實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)系。

從上個(gè)世紀(jì)80年代末開(kāi)始，中國(guó)的石化企業(yè)開(kāi)始引進(jìn)DCS技術(shù)和產(chǎn)品，隨著DCS系統(tǒng)的大量應(yīng)用，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，企業(yè)的管理層就有了生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中的需求，即對(duì)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)的需求。90年代初，在引進(jìn)國(guó)外實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)，石化企業(yè)內(nèi)的一些應(yīng)用研究部門(mén)開(kāi)始研究實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的理論并付諸實(shí)踐，并取得的一些成果。10多年過(guò)去了，現(xiàn)在的實(shí)際情況是：很多生產(chǎn)裝置的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)倒是采集上來(lái)了，但是他們都是各自孤立的，對(duì)管理層，特別是決策層沒(méi)有多少實(shí)際的意義。這里面一方面是由于沒(méi)有把采集上來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的篩選和分類(lèi)，另一方面就是從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)到實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)的構(gòu)建有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，而且運(yùn)行和維護(hù)好一個(gè)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)決非易事。

目前在理論上對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)等基本方面還沒(méi)有統(tǒng)一的定義和處理方法，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)要達(dá)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)那樣理論和系統(tǒng)的統(tǒng)一尚需時(shí)日。不同開(kāi)發(fā)商的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的定義、理解和處理不盡一致，對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能和性能的要求也不盡一致，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)能達(dá)到的實(shí)際性能與功能也是參差不齊，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)也沒(méi)有類(lèi)似SQL語(yǔ)言那樣的標(biāo)準(zhǔn)。再加上石化企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)采樣前端設(shè)備五花八門(mén)，出自不同的廠家，出自不同的年代，采樣的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。后臺(tái)對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理方式也不相同，所采樣的底層數(shù)據(jù)庫(kù)也不一樣，要想把他們?cè)谝粋€(gè)模式下統(tǒng)一起來(lái)，需要很大的工作量。

在流程型工業(yè)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)原本是指存在于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)參數(shù)如溫度、流量、壓力、物（液）位等，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)已經(jīng)被變送器采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量而存于DCS或PLC系統(tǒng)的局部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些數(shù)據(jù)，按數(shù)據(jù)的類(lèi)型分，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可分為模擬量、累計(jì)量和開(kāi)關(guān)量。模擬量可以是溫度、壓力、瞬時(shí)流量、物位、產(chǎn)品度量、產(chǎn)品質(zhì)量等，模擬量的特點(diǎn)是僅與時(shí)刻有關(guān);累計(jì)量可以是累計(jì)流量、產(chǎn)品產(chǎn)量、原料消耗量、庫(kù)（罐）存量等，累計(jì)量的特點(diǎn)是不但與時(shí)刻有關(guān)而且與時(shí)間段的起始與結(jié)束時(shí)刻有關(guān);開(kāi)關(guān)量如電力開(kāi)關(guān)的位置、閥門(mén)的開(kāi)閉、設(shè)備的在線與備用、生產(chǎn)控制中的操作條件等，開(kāi)關(guān)量的特點(diǎn)是二位式數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的最大特點(diǎn)是時(shí)效性，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在模擬系統(tǒng)中僅僅在某一時(shí)刻有效，在數(shù)字系統(tǒng)中由于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存在時(shí)間上非連續(xù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)只在本采樣周期內(nèi)有效，過(guò)了有效期的數(shù)據(jù)便失效。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)即存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。由于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)效性，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)該能盡量跟上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的變化，否則實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的是無(wú)效數(shù)據(jù)。事實(shí)上，數(shù)字系統(tǒng)不可能像模擬系統(tǒng)那樣幾乎沒(méi)有滯后地跟隨現(xiàn)場(chǎng)的變化，數(shù)字系統(tǒng)的滯后主要取決于DCS（或PLC系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)采集的采集周期，數(shù)據(jù)采集周期的選擇又與數(shù)據(jù)載體參數(shù)的變化速率（載體的時(shí)間常數(shù)）有關(guān)。一般的數(shù)據(jù)采樣周期數(shù)量級(jí)在0.1秒至1秒左右，用于閉環(huán)控制的采集周期可能小些，僅用于測(cè)量的采集周期可能大些。從方便觀察的角度說(shuō)，數(shù)據(jù)的變化周期又不可太快，在DCS或PLC系統(tǒng)的人機(jī)畫(huà)面上，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的刷新周期在1～2秒。如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)能以2秒的周期跟上實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的變化，則用于流程型工業(yè)的企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)性能就可以得到保證。但是由于種種原因，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括使用進(jìn)口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)只有個(gè)別系統(tǒng)能達(dá)到這一指標(biāo)，大多數(shù)數(shù)據(jù)都要延遲和滯后。但是這種延遲和滯后除了類(lèi)似于安全閥起跳這一類(lèi)情況有影響以外，對(duì)其它控制反應(yīng)并沒(méi)有多大影響。相反的如果控制反應(yīng)太敏感了，反到會(huì)使生產(chǎn)裝置運(yùn)行不平穩(wěn)。

我們篩選實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中事關(guān)安全的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，包括對(duì)數(shù)據(jù)合理性的判斷、數(shù)據(jù)濾波等。而數(shù)據(jù)處理是計(jì)算機(jī)的“強(qiáng)項(xiàng)”，就看怎樣去建立數(shù)學(xué)模型，怎樣去對(duì)異常的數(shù)據(jù)變化，有效的進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)、報(bào)警和處理，這方面應(yīng)該是在信息管理方面突出安全信息的核心工作。

另外在信息系統(tǒng)中采集上來(lái)的有關(guān)安全的數(shù)據(jù)是可以存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的，這些存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的有關(guān)安全的歷史數(shù)據(jù)，又是我們?cè)谌f(wàn)一發(fā)生事故后，分析和處理事故的重要證據(jù)之一，有了這些第一手的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，何愁事故不好分析，事故原因不好查。

目前在石化企業(yè)內(nèi)采樣TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議的Web、HTTP、FTP應(yīng)用比比皆是，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的速度越來(lái)越快，在此基礎(chǔ)上我們應(yīng)該加入視頻應(yīng)用，在一些對(duì)保障生產(chǎn)安全至關(guān)重要，而人又不能時(shí)刻監(jiān)控到的現(xiàn)場(chǎng)都安上攝像頭，和常規(guī)的工業(yè)電視不一樣，這種視頻監(jiān)控點(diǎn)，視頻畫(huà)面不一定要很連續(xù)，但要有畫(huà)面的智能分析。圖像智能分析系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)畫(huà)面的嚴(yán)重異常，例如位移、火災(zāi)、泄漏、爆炸等，發(fā)現(xiàn)畫(huà)面異常后可以采樣聲、光、電報(bào)警，還可以使用即時(shí)通訊系統(tǒng)，例如QQ、MSN自動(dòng)通知相關(guān)人員，甚至可以自動(dòng)打電話、發(fā)移動(dòng)短信報(bào)警。而建立這種系統(tǒng)，費(fèi)用又不是很高的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是現(xiàn)成的，就像QQ視頻聊天一樣，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安裝的攝像頭無(wú)非就是要求防爆，如果規(guī)模采購(gòu)價(jià)格也不會(huì)高多少的。

在以上應(yīng)用的基礎(chǔ)上，還可以建立安全專(zhuān)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)，至少可以建立一個(gè)事故追溯數(shù)據(jù)庫(kù)，在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中不光有事故的記錄，還應(yīng)該有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)，要集中處理，力求實(shí)用，最好能夠通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)找出事故的臨界值來(lái)。

3、建立石化企業(yè)集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA

SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

其實(shí)SCADA系統(tǒng)也不是新鮮東西，它的發(fā)展自誕生之日起就與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)很早就有使用，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用。石油、石化系統(tǒng)近幾年也開(kāi)始重視SCADA。

在這里不妨看一看SCADA的發(fā)展簡(jiǎn)史：

第一代是基于專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，開(kāi)始到70年代。

第二代是80年代基于通用計(jì)算機(jī)的SCADA系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用VAX等其它計(jì)算機(jī)以及其它通用工作站，操作系統(tǒng)一般是通用的UNIX操作系統(tǒng)。第一代與第二代SCADA系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是基于集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開(kāi)放性，因而系統(tǒng)維護(hù)，升級(jí)以及與其它聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成很大困難。

第三代是90年代按照開(kāi)放的原則，基于分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)。這一階段是各種最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn)SCADA系統(tǒng)中。

第四代SCADA系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及JAVA技術(shù)等技術(shù)，繼續(xù)擴(kuò)大SCADA系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要。

我們目前剛好趕上第四代SCADA系統(tǒng)發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。

首先，石化企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)裝置的DCS、PLC等已經(jīng)可以給我們提供大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，SCADA系統(tǒng)的建立正好是水到渠成，我們利用這些數(shù)據(jù)，除了進(jìn)行安全分析和控制以外還可以進(jìn)行生產(chǎn)控制、計(jì)量控制、調(diào)度控制以及擴(kuò)展到經(jīng)營(yíng)管理和控制。集中了這些數(shù)據(jù)，今后令人頭痛的仿真模擬和仿真培訓(xùn)系統(tǒng)也不是無(wú)源之水了。

其次，目前石化企業(yè)都已經(jīng)建立了比較完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，信息化方面，企業(yè)的辦公系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度、銷(xiāo)售、供應(yīng)、人、財(cái)、物等各方面都已經(jīng)有比較完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，所欠缺的就是都是各自為政，把這些孤島連接起來(lái)，為我所用，是建立集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA的主要工作之一。

要把現(xiàn)有的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，和其它數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)整合到SCADA下面，就要充分利用第四代SCADA的技術(shù)，用好面向?qū)ο蠹夹g(shù)（OOT）、Internet技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及JAVA技術(shù)。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)（OOT），就是是以認(rèn)識(shí)論為基礎(chǔ)，用對(duì)象來(lái)理解和分析問(wèn)題空間，并設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出由對(duì)象構(gòu)成的軟件系統(tǒng)（解空間）的方法。由于問(wèn)題空間和解空間都是由對(duì)象組成的，這樣可以消除由于問(wèn)題空間和求解空間結(jié)構(gòu)上的不一致帶來(lái)的問(wèn)題。簡(jiǎn)言之，面向?qū)ο缶褪敲嫦蚴虑楸旧?，面向?qū)ο蟮姆治鲞^(guò)程就是認(rèn)識(shí)客觀世界的過(guò)程。面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn)是：符合人們通常的思維方式；從分析到設(shè)計(jì)再到編碼采用一致的模型表示具有高度連續(xù)性；軟件重用性好。例如，在財(cái)務(wù)方面，經(jīng)理、員工、顧客、帳本、打印機(jī)，直接作為對(duì)象出現(xiàn)的程序中。他們相互通信，完成諸如存取款、會(huì)計(jì)結(jié)算、打印報(bào)表等業(yè)務(wù)。以往的編程技術(shù)只用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來(lái)模擬要完成的業(yè)務(wù)，雖然可以得到所需計(jì)算，但經(jīng)不起修改。如果增加某項(xiàng)業(yè)務(wù)，如代營(yíng)股票，則程序幾乎要重編。而現(xiàn)在只要把增加的業(yè)務(wù)加到顧客、帳本、員工、打印機(jī)這些對(duì)象上就可以了。

Internet技術(shù)，就是TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議下的Web、HTTP、FTP等應(yīng)用，一般客戶(hù)機(jī)都不用裝其它專(zhuān)門(mén)軟件，只需要使用瀏覽器就可以訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，和進(jìn)行各種操作，目前這些應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是指一類(lèi)新的計(jì)算模型，它是模仿人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和某些工作機(jī)制而建立的一種計(jì)算模型。這種計(jì)算模型的特點(diǎn)是，利用大量的簡(jiǎn)單計(jì)算單元（即神經(jīng)元）連成網(wǎng)絡(luò)，來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行計(jì)算。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是魯棒性、適應(yīng)性和并行性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)是，利用大量的簡(jiǎn)單單元進(jìn)行大規(guī)模的并行計(jì)算。我們知道，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算原理則是集中在少數(shù)處理單元上進(jìn)行的串行計(jì)算，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和傳統(tǒng)計(jì)算有著根本的區(qū)別。所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也就表現(xiàn)在它的特點(diǎn)上，即表現(xiàn)在兩個(gè)“大”字上。一是“大”量的簡(jiǎn)單計(jì)算單元，它保證了計(jì)算的魯棒性和適應(yīng)性，二是網(wǎng)絡(luò)的“大”規(guī)模并行計(jì)算，它保證了計(jì)算的快速性。

JAVA技術(shù)，最大特點(diǎn)就是跨平臺(tái)，不管是什么操作系統(tǒng)，都可以在虛擬JAVA平臺(tái)下集成起來(lái)，我們可以把不同廠家，不同版本的DCS、PLC以及其它數(shù)據(jù)利用JAVA語(yǔ)言，統(tǒng)一在一個(gè)平臺(tái)下，最大限度的解決各種接口帶來(lái)的麻煩。

綜合面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Internet技術(shù)，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和JAVA技術(shù)，我們就可以把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，因此掌握和應(yīng)用好以上技術(shù)，開(kāi)發(fā)自己的SCADA系統(tǒng)就不會(huì)那么太難，關(guān)鍵就是需要熟知國(guó)內(nèi)外本行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)并且頭腦清晰的技術(shù)領(lǐng)頭人，還需要培養(yǎng)一大批即懂計(jì)算機(jī)又懂生產(chǎn)流程和具體業(yè)務(wù)的復(fù)合型人才，要逐步建立一個(gè)二次開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)隊(duì)伍，這只隊(duì)伍不只是能夠干DCS和干石化企業(yè)的信息化工程，而是要具備系統(tǒng)的擴(kuò)展、集成和二次開(kāi)發(fā)能力。要朝著開(kāi)發(fā)石化企業(yè)自動(dòng)化控制和信息工程中間件這個(gè)方向努力，將來(lái)要實(shí)現(xiàn)一般技術(shù)人員，利用我們開(kāi)發(fā)的不同的中間件，就可以像搭積木那樣，在現(xiàn)場(chǎng)搭建SCADA。