應用背景
襄樊市天然氣輸配工程是 “川氣東輸”系統工程的下游城市用戶之一，為了增強襄樊市天燃氣輸配的自動化管理水平，提高企業的經濟效益和社會效益，襄樊大明天然氣有限公司領導經過科學的論證和考察，決定建設一套天然氣管網遙測調度指揮系統，保證城市安全用氣，節約能源和資金，使企業的生產和安全管理水平，與國內先進水平接軌。
客戶需求
襄樊市天然氣輸配工程是襄樊大明天燃氣公司生產運行系統的有機組成部分，操作員在調度中心通過SCADA系統能完成對襄樊市燃氣輸配管網和場站運行狀況的監測，為生產調度提供及時、準確和可靠的管網運行數據，并為GIS，客服系統提供接口數據。
本系統的目標就是提供一套滿足襄樊大明天燃氣公司目前需要并適應未來發展、技術先進、性能可靠穩定、性能價格比高的SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系統，以實現天然氣管網和場站的數據采集、監視、控制和管理，為生產運行的科學管理和調度提供科學的依據。
解決方案
1. 概述
襄樊大明天燃氣公司SCADA系統由調度中心、通信系統、遠程站和現場儀表組成。調度中心由2臺SCADA服務器、1臺SCADA磁盤陣列機、1臺WEB服務器，1臺GPRS接收服務器、2臺操作員站、1臺通訊處理器、1臺大屏幕投影儀、1臺打印機、1臺掃描儀、1臺刻錄機，并通過冗余局域網相連。
遠程站有6種類型共30個，完成所在站的數據采集、控制、連鎖保護、計量、通過通信系統向調度中心計算機監控系統發送數據等任務，可以獨立完成自己站點監測和控制工作。
系統設計采用有線與無線結合通信方式，有線通信采用光纖方式，無線通信系統采用GPRS。遠程站通過通信系統將所采集的數據上傳至調度中心，并接受和執行調度中心下傳的數據和指令，接受調度中心的監督和管理。遠程站RTU設計采用目前國際上最成熟先進的、具備防爆能力的MOTOROLA公司的成套SCADA系統（MOSCAD）。
2. 網絡結構
3. 通訊方式
本系統采用兩種通訊方式，光纖和GPRS通訊方式。調度中心與門站，重要的調壓站之間采用光纖方式，以保證這些重要站點通訊的可靠性、穩定性。在數據吞吐量較小、實時性要求不高，有線通訊網絡覆蓋不到或單獨為此敷設線路不經濟的區域或站點（如：工業用戶等）僅采用無線(GPRS)的通訊方式。
網絡通訊：服務器、計算機及通信前置機之間通過以太網進行數據交換，可以傳輸實時監控數據和設備狀態，并可完成在線和備份設備的自動/手動切換。
4. 軟件配置情況
服 務 器
1) SQLSERVER 2000企業版（sp4）
2) Proficy HMI/SCADA - iFIX 中文版（iFIX Development無限點主備2套）
3) 冗余驅動程序：OPC SERVER FOR MGT
4) SCADA冗余的管理軟件 ：DUALSCADA
WEB服務器
1) Proficy HMI/SCADA - iFIX中文版（IFIX Client RunTime 2套）
2) DUALSCADA雙機冗余的管理軟件
操作員站
1) Proficy HMI/SCADA - iFIX中文版（IFIX Client RunTime 2套）
2) DUALSCADA雙機冗余的管理軟件
站 控
SQLSERVER 2000企業版（sp4）
Proficy HMI/SCADA - iFIX中文版（IFIX RunTime 300點 2套）
驅動程序：OPC SERVER FOR MGT
5. 調度中心的組成
服務器
兩臺服務器，是SCADA系統的核心，采集各站的過程數據，擔負著整個系統的實時數據庫和
歷史數據庫的管理、網絡管理等重要工作，兩臺服務器采用雙機冗余的形式。
磁盤陣列機
為了保障數據存儲的安全性，使數據的存儲與操作系統分離，調度中心配備一臺磁盤陣列機，采用RAID 磁盤陣列，每臺服務器通過SCSI卡與磁盤陣列機相連，采用群集管理方式，存儲系統運行數據。
WEB服務器（兼做GPRS轉發站）
Internet、Intranet的接口服務器，通過建立網站的方式，將服務器的數據送到Web服務器上。客戶端使用標準Web瀏覽器就能看到SCADA Server上實時動態數據。
由于移動的數據中心只能綁定到一個IP，SCADA服務器采用冗余的方式，兩臺冗余服務器無法同時接收數據，所以WEB服務器兼做GPRS轉發站，將接收的數據再轉發到兩臺SCADA服務器。
操作員工作站
操作員工作站通過局域網與服務器進行通信，將采集的數據以曲線、工藝圖等多種方式表現給用戶。操作員工作站通過直觀友好的用戶界面，實時顯示管網運行情況，接受用戶提出的信息查詢、數據庫檢索、圖表分析、報表輸出等任務。調度人員可以通過操作員工作站的人機界面全面地了解整個燃氣管網的運行狀況并下達調度命令，完成SCADA 系統的調度管理。
通信處理器（通信前端機）
通信處理器是無線廣域網（WAN）與計算機局域網（LAN）之間的橋梁。其功能是完成服務器與各站之間信息交換的通信管理，以及不同通信協議之間的轉換。通信處理器為從現場RTU來的數據提供了進入LAN的連接，可以直接使用現場的數據來進行定單管理、客戶服務、調度及其它運作。
6. 軟件功能設計
監控軟件基于“客戶機－－服務器”結構，采用 Proficy HMI/SCADA - iFIX，它充分發揮了Windows 2003的全部強有力的功能，包括搶先多任務、多線程、即插即用硬件兼容性、對稱多處理等。
調度中心計算機監控系統軟件是整個系統運行的核心。系統在運行中，SCADA服務器通過通信網絡實時監控門站、調壓站等的相關參數：如壓力、流量、溫度、閥狀態壓等。
系統除可將各子站的有關燃氣參數進行直觀顯示外，還具有各種報警功能，直接利用多媒體技術提示。另外系統還可對各種必要的燃氣參數進行存儲、統計，產生調度人員所需的各種統計報表，能夠十分方便的打印出來。
操作員工作站通過以太網與服務器和歷史數據庫進行通信，將系統采集的數據以直觀、友好的圖形方式表現給用戶。顯示界面直觀、清晰、明快，不易產生誤解。文本、圖形的顯示主次分明。顯示界面主要包括：
A. 管網分布圖動態顯示
在此圖上可以觀看到整個管網上分布的各個站點的主要測點，如：壓力、流量等。當出現報警時，報警站點的標志會以閃爍的方式提示操作人員該站點狀態異常，并且可以根據不同的報警設置不同的顏色以便區別開。
B. 工藝流程圖動態顯示
各站的工藝流程圖實時顯示該站的運行情況，以及運行參數，包括進、出站壓力、流量、閥的開關狀態，當設備出現異常或者某個測點的測量值不正確的話，將會報警，并且顏色會改變，提示操作員該設備出現問題。
C. 趨勢畫面動態顯示
在趨勢畫面中，可以查詢某一個或幾個測點的歷史和實時趨勢圖，歷史趨勢圖的起始時間、時間跨度可任意設置，曲線的數目也可增加和刪減，并且可以對趨勢圖進行放大和縮小，線可以對所有曲線進行比較，便于分析管網的運行情況。
D. 歷史數據列表顯示
操作員可以對站點的所有測點進行歷史數據的查詢，可以按照不同時間段，不同時間跨度等條件進行查詢，并可以保存查詢結果進行打印，對于分析數據有很大的幫助。
E. 報警管理
系統具有報警和報警處理的功能，報警功能對于系統安全穩定地運行，及時發現并清除隱患具有巨大的意義。可以查看系統的當前報警信息，也可以查詢任意時間段的的歷史報警信息及事件信息。
F. 數據歸檔和管理功能
所有采集的監控系統數據和手工錄入的數據，按數據種類存入各種數據庫，操作人員可隨時對這些數據進行查詢、檢索、統計、制表和繪制曲線。
本系統的數據庫包括：實時數據庫：是IFIX本身的實時數據庫，存儲系統所有站點的當前實時檢測數據。
歷史庫：采用SQL Server 2000數據庫，包括數據歷史庫和報警歷史庫。
所有實時數據和歷史數據都可以查詢、顯示和打印。使用專用的編輯軟件設計專用的顯示和報表。
7. 系統冗余熱備功能設計
為了提高系統可靠性，保障系統長時間安全穩定地運行，在選用高可靠性設備的同時，調度中心計算機監控系統設計采用多級冗余熱備的設計模式。
硬件冗余
兩臺實時數據服務器冗余熱備，當主要實時數據服務器故障時，備份實時數據服務器將接替主要實時數據服務器完成全部工作
通信前置機分為兩臺。兩臺通信前置機互為熱備，主通信前置機完成與遠程站的通信工作，備用通信前置機實時監測主通信前置機工作，當主通信處理機故障時，備用通信前置機上升為主要通信前置機，接替通信工作
調度中心磁盤陣列機采用RAID磁盤冗余陣列
軟件冗余
包括驅動程序和SCADA軟件的冗余。
驅動程序的冗余主要是指驅動程序的熱備方式。本系統采用的MGT OPC Server for iFix，是支持Motorola MOSCAD RTU的OPC I/O驅動程序， 運行時，主OPC SERVER FOR MGT負責通過掃描無主RTU，備OPC SERVER FOR MGT并不對RTU發送掃描命令，只是與主驅動程序同步接
收RTU上傳的數據。同樣數據控制輸出由主驅動程序完成，數據控制輸出不會發送到備驅動程序，即使發送到備驅動程序，也不會被執行，從而保證了上行數據和下行數據的唯一性。
SCADA軟件的冗余主要包括：實時、歷史、報警同步、控制輸出的唯一性等幾個方面。也就是說主SCADA是監視和控
