SCADA系统在γ辐射监测系统中的应用
时间：2020-12-13 08:08:37 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(1.江苏省辐射环境监测管理站连云港分站；
2 连云港职业技术学院，江苏 连云港 222002)
摘 要：文章针对核电站外围环境γ辐射监测系统的特点和要求,分别从系统结构、软硬件配置、通讯方式和监控组态软件的功能等方面进行了详细的介绍。
关键词：SCADA系统;辐射监控;应用
中图分类号：TP274(253) 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)06—0237—02
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统自投入使用在田湾核电站外围环境γ辐射监测系统以来，运行安全可靠，及时准确提供辐射监测采集信息，实时监控采样设备和传输设备的运行工况。SCADA系统能自动采集辐射监测网中所有分站的辐射量，每5min对各分站的辐射剂量率、气象信息等进行刷新、存贮一次，实现了定时采集、定时存储、集中处理、数据发布、远程查询和远程控制等重要功能，性能稳定可靠。
1 SCADA系统概况
SCADA系统即监控和数据采集系统，又称计算机四遥（遥测、遥信、遥控、遥调）技术，是以计算机为基础，对生产过程进行控制，实现调度自动化的控制系统。它可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。SCADA系统在田湾核电站外围环境γ辐射监测系统应用中，实时、准确、稳定的监控核电站周围的放射性水平，有效地对核电站现场辐射环境进行监督监测。
2 SCADA系统的设计原则
田湾核电站外围环境γ辐射连续监测系统是江苏省环保厅用来对田湾核电站现场辐射环境进行实时监测和取样的，承担对田湾核电站辐射环境的监视监测、核流出物监督监测和核应急监测任务。针对核电站外围环境γ辐射监测系统的特点和要求，设计SCADA系统需考虑到：①系统的高可靠性；
②系统的安全性；
③系统的扩展性；
④系统的易操作性。
3 SCADA系统的组成和配置
3.1 系统配置及功能概要
SCADA系统是由两台计算机、数据采集装置、终端服务器和网络组成，完成数据采集、数据处理、数据交换、通道状态监视、卫星钟对时等功能。
系统选用WINDOWS NT/2000操作系统，应用程序友好的人机界面使调度员可在很短时间内掌握系统配置、参数设置等全部功能。
中心机房采用客户机/服务器(Client/Server)结构实现历史数据和实时数据的浏览。使用终端服务器在网络上扩展标准RS-232串行口，用计算机绑定串行口，RTU数据可直接从网络交互，网络采用10M/100M以太网。RTU（Remote Terminal Unit）远程终端单元，是SCADA系统的基本组成单元，它完成对现场数据的采集、传输和对现场设备的控制数据进行综合计算和发布命令，并存储数据。
中心机房与监测网中所有分站之间的通信采用DDN为主、卫星备用的通信方式，当主通信通道故障时，自动切换到备用通信通道上。
3.2 系统结构
系统主网采用双100M以太网的双冗余结构。通过100M的集线器/交换机构建主网，采用国际标准网络协议。系统具有接入广域网、光纤环网、ATM等功能。
采用终端服务器与RTU连接，具有通过数字接口或光纤接口与RTU联网功能。在采用终端服务器与RTU连接时，增加一个10M的集线器，将数据采集工作站与终端服务器组成SCADA系统的数据采集子网。采用此种方式的特点是：数据采集的开放性及可扩性更好；
将数据采集信息与系统主网隔离，安全性、可靠性更好；
减轻主网负载，保证实时性。
3.3 软件实现与功能
本系统选用Windows 2000 Server作为系统操作平台，全部程序采用VC++6.0开发。
系统软件采用WJR-1000组态软件，具有实时监控调度、数据通讯、调度指令下发、数据及趋势显示、报警、向网络数据库提供历史数据等技术。系统将调度数据直接写入中心服务器的SQL数据库中，通过WEB服务器提供信息共享功能，数据库存档和数据处理，数据库服务器定时接受INTOUCH传送来的实时监测数据，并将这些数据存储在数据库中的相应数据表中。
本系统软件由三部分组成：数据采集仪软件、通信软件和后台系统软件。
数据采集仪软件主要完成与外场设备的通信接口、规约处理、实时数据管理、历史数据管理、面板显示管理及状态指示灯管理等功能。软件配置在数据采集仪内部。
通信软件完成数据采集仪与后台系统的数据传输与控制命令传输，软件分布在数据采集仪和后台系统。
后台软件主要完成对采集数据的工程化处理、历史数据采样、告警处理、系统图形报表等人机界面、离线采样数据管理等功能，软件分布在系统服务器内。
后台系统软件包括：
3.3.1 通信处理软件。功能：与数据采集仪建立通信，完成规约分析、通信链路工况分析、下行命令发送、工程数据通过网络发送到网络数据处理软件。
3.3.2 网络数据处理软件。功能：接收通信处理软件从网络上更新的数据，存入实时数据库，并进行状态告警分析。接收人机界面发出的操作命令，进行相应的分析处理并修改数据库状态。
3.3.3 告警信息处理。功能：告警信息的实时提示，语音告警处理，告警信息历史保存及告警信息的分类检索。
3.3.4 实时数据库管理软件。功能：提供对实时数据库的管理、数据库访问接口、分布式数据库管理、数据库人机界面和数据库的维护工作。
3.3.5 数据处理软件。功能：定时对实时数据库的内容进行扫描，完成公式计算、越限判断、曲线数据采样、日报数据采样、月报数据采样、历史数据保存。
3.3.6 历史/离线数据管理软件。功能：提供对历史数据的访问维护接口。
3.3.7 图形人机界面。功能：提供对图形系统的维护、实时画面显示及管理。
3.3.8 离线数据维护软件。功能：对离线采集的γ瞬时剂量率和累计剂量率提供分类录入功能。
4 系统特点、功能及有待改进的地方
本SCADA系统人机界面十分友好，操作简单，交互性好，便于调度员使用。实时告警信息由告警信息窗口滚动提示，事故信息可语音告警，并推出实时画面，及时提醒调度员处理，有效保障核电站安全运行。
系统的特点：数据定时传送；
数据超值报警；
数据手动采集和追补；
参数下装及自动校时等。
系统的功能：终端数据采集的接收；
数据通讯和处理功能；
监测和报警功能；
统计报表；
画面调用及图形操作功能；
数据库操作及检索功能；
信息共享功能；
远程控制功能。
随着田湾核电站外围环境γ辐射监测系统的不断完善，SCADA系统将会为更多的信息系统提供基础数据。这样就存在一个安全及性能问题。建议如下：SCADA系统与其他接入的信息系统之间必须设置防火墙；
对SCADA系统数据库的访问可设置只读权限；
对SCADA系统数据库的查询必须进行优化；
其他信息系统尽可能通过前置机调度数据；
对SCADA系统的服务器和客户机必须安装杀毒软件并及时更新病毒库。
5 结语
该系统功能设计满足监测运行的需要，并且通过在使用过程中对系统的进一步优化和完善，使得其运行可靠安全，为技术人员提供了运行工况的即时信息和控制手段，更为评价田湾核电站周围环境短期和长期辐射水平的变化趋势和核安全监督管理提供重要依据。
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