Experion PKS 在长距离成品油管道中的应用设计

        成品油管道的站场分为首站、中间分输泵站、中间泵站、中间分输站、末站、集输站等。其中，调度控制中心及SCADA系统是输油管道的神经中枢，通常由全线中心控制、站场控制和就地控制三级组成。

        目前，整条管线通过EPKS（中心控制SCADA和站控Process系统两部分）系统集中监控、统一调度，实现中心控制、站控和就地控制相结合的控制方式。站控和就地控制相结合的控制方案是通过设置于站场EPKS (Process功能部分)系统实现了基础设备的数据采集和控制，并且通过分布式系统结构 (Distributed System Architecture) ，数据共享给调度控制中心，从而实现了全局数据库信息的调用，不需重复组态，简单方便。同时，相邻的站场也具备了数据的互访功能。强大的开放性功能组件选择DNP3协议实现了站控系统服务器和8个远控切断阀室-RTU的数据采集和监督控制，从而完成整条管线的数据采集和控制。 

        本文将 EPKS和成品油管线监视和控制过程工艺相结合，具体阐述了管线操作应用功能的实现方法，包括设备基本操作、初始投油、停输再启、全线停输、水击保护和批次计划等设计过程，同时也重点讲解了设计中所选用的重要参数管理。

2 分布式网络系统结构的选取

       分布式系统网络结构(Distributed System Architecture) ，简称为DSA，实现了全局数据库信息的调用，分别位于各个服务器的SQL数据库通过一定的授权形成了全局共享结构，通过严格的数据访问权限和用户验证模式的设置，保证了系统的高度安全性。其中在SQL服务器的数据多发布、多分发和订阅，采用多种数据的复制模型，达到了数据优化、网络优化的高效数据库。

        以上提到了有关系统数据库和网络结构的特点，确保DSA网络优化中SQL数据库数据的高效传输，特别需要注意如下事项：

        采用多播的方式。多播的传输方式将同一数据包分别发送给不同进行请求的服务器，能够大大降低网络中的数据流，并通过指定的地址（225.7.4.103）和端口（2911）进行有效传输。EPKS系统使用多播方式提供服务器的状态和连接状态的侦听。【1】因此DSA在广域网中必须在相关的网络通讯设备中进行配置。一般路由器等网络设备此端口是关闭的，必须进行网络传输的端口开通和配置。但是， 针对本网络中调度中心服务器请求各站场的服务器数据的星形网络的需求，必须关闭多播。

        本管线整个广域网络采用光纤传输，每个站场内部构成一个独立的局域网，采用百兆网络，由相关的控制器、操作站、服务器、其他第三方通讯设备、交换机和路由器组成。网络结构层冗余容错以太网FTE（Fault Tolerance Ethernet）的划分和组态，以及实现了路由器和交换机的冗余切换机制。其中仅在服务器的网络节点中设置网关，使调度中心网络仅对站场服务器层进行数据交换，与控制层相隔离，达到更高的安全性。

其中DSA相关的配置注意事项如下：

        由于DSA网络中的节点众多，数据量大，调度中心数据调用时采用放在服务器内置缓存中进行数据的传输，所以在规划时数据变量不能采用相同的名字，21个站场变量名字前分别按站场添加相应的数字1至21进行区别，保证各个站控制点名的唯一性。

        分布式网络（DSA）采用系统专用管理级账户（mngr），要求在所有系统专用管理级帐户时采用相同的密码，便于统一安全认证管理。

        每个站控有一对冗余服务器和冗余控制器，位于调度控制中心的为一对冗余服务器。管线站控服务器为21个数据发布者，向中控和相邻站场数据库提供控制和操作数据。其中8个远程阀室的数据通过DNP3协议直接递交给相邻的一个站场，然后传递给调度控制中心服务器。站间服务器也进行数据通讯，也通过分布式网络结构实现，并且可以任意选取站间信息、事件和报警信息的显示。

3 设计及实现重点和难点
3.1 报警事件信息的区域管理和设计
        报警管理对于如此庞大的一个网络而言，需要采用统一的分级分区管理模式，调度控制中心的调度员只负责对工艺报警进行管理，站场操作员兼有操作和巡检的功能，因此需要对系统报警进行确认，以便及时发现问题上报处理。对于每个站场进行分区域处理，如控制器、卡件等分配在系统区，其他工艺逻辑组态分配在操作区。然后在操作方式上无论选择操作员模式还是操作站模式都可以通过简单的设置实现，Experion PKS 系统在报警组态上实现了控制层和操作层的统一结合。其中这样的区域管理也便于操作级别上的管理和设置。设计中如下表：　 

3.2 域控管理和电子签名体制
        本项目中设计服务器、操作站约有50个节点，在整个网络设计中采用主备域控制器进行网络管理的方式，对域内访问的用户进行限制和管理。其优点如下：