化工物料输送管线SCADA及其检漏系统的研究和设计

论文摘要

本文以上海石化与SECCO石化之间建立化工物料互输管线的监控系统为背景,介绍了工程中的两大主体——SCADA(监视控制和数据采集)系统和泄漏检测及定位系统的相关研究与设计。 文中介绍了建立在计算机基础上的SCADA系统在目前的工业应用中的重要作用,并根据实际情况设计了该工程的部分功能。本次SCADA系统是利用自动化组态工具iFIX来开发,主要包括管线的监视功能、远程控制功能、数据的存、取、记录以及网络通讯等;主要目的是监视管线的运行状态,并结合检漏软件的分析结果来判断是否有泄漏报警发生。 泄漏检测系统实际上是SCADA系统的有力补充,它根据前者传来的各种参数,经过一系列的内部分析,给出是否泄漏的精确信息。本文对泄漏检测的技术进行了深入研究,在简要介绍了几种比较常用的检漏方法之后,着重阐述了将统计分析与模式识别两种方式相结合的检漏新方法。这种方法基于统计分析的原理,并将模式识别加入其中,形成一套独特的自学习方法,提高了泄漏检测和定位的精确度,并有效降低了误报警率。 此外,本文还突出了SCADA系统与泄漏检测系统的结合应用,其中涉及的一些技术目前在国内的应用实例中还较为领先。

论文目录

• 1 引言
• 1.1 管道运输的现状及管线检漏的重要性
• 1.2 对化工物料运输管线的检漏的必要性
• 1.3 工程概况及预计达到的目标
• 2 SCADA与泄漏检测系统的总体分析
• 2.1 SCADA系统概述
• 2.1.1 SCADA系统发展现状及其通用特性
• 2.1.2 与计算机系统集成所需的补充特性
• 2.2 检漏系统与SCADA的组合架构
• 3 泄漏检测和定位的原理分析及方法综述
• 3.1 泄漏检测漏系统的性能标准
• 3.2 世界上主流的泄漏检测方法
• 3.2.1 基于的硬件常用检漏法
• 3.2.2 基于信号处理的检漏方法
• 3.2.3 基于软件的泄漏检测
• 3.3 统计分析与动态模式识别的结合检漏
• 3.3.1 主要技术说明
• 3.3.2 泄漏检测前两步——修正体积平衡，监控压力和流量
• 3.3.3 泄漏检测第三步——统计分析
• 3.3.4 泄漏检测中SPRT的应用
• 3.3.5 泄漏检测第四步——连续实时的模式识别
• 3.3.6 影响泄漏报警准确性的因素
• 3.3.7 发生泄漏时的图例分析
• 3.3.8 静态泄漏检测
• 3.3.9 泄漏定位
• 3.3.10 影响泄漏检测系统性能的硬件因素
• 4 基于iFIX的SCADA系统分析
• 4.1 基于组件技术的开放式自动化软件—iFIX
• 4.1.1 分布式处理网络
• 4.1.2 iFIX中所涉及的工业标准技术
• 4.1.3 通用的数据访问技术
• 4.2 数据采集和管理的工具——过程数据库
• 4.2.1 过程处理的相关组件
• 4.2.2 过程数据库
• 4.3 iFIX与关系数据库的连接
• 5 工程的设计与实现
• 5.1 系统配置方案
• 5.1.1 系统结构图
• 5.1.2 软硬件配置
• 5.2 设计和开发SCADA系统
• 5.2.1 SCADA系统功能设计
• 5.2.2 SCADA系统性能要求
• 5.2.3 环境设置
• 5.2.4 创建过程数据库
• 5.2.5 创建画面以及实现报警和消息
• 5.3 ATMOS PIPE检漏软件的配置
• 5.4 SCADA、LDS及其他设备间的数据流通
• 5.4.1 SCADA从远程节点中采集过程数据
• 5.4.2 SCADA与检漏软件的通信——OPC接口
• 5.4.3 基于iWebserver的数据发布
• 5.5 工程总体组态
• 6 成果与展望
• 7 致谢
• 8 参考文献