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燃气管网SCADA监控管理系统

Time:2016-05-04    Source:huashiyuanda    Views:12

一、概述

本方案的 SCADA 系统包括门站控制系统、工业用户数据采集系统、加气站数据采集系统、调度中心监控系统等四部分。

           

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    调度中心位于公司办公楼,其中配备有一台 SCADA 服务器、两台操作员站、一台巡线监控站、一台打印机、一台三层以太网交换机和 UPS 系统。

    SCADA 服务器是整个系统的数据处理核心,运行着 SCADA 系统软件和 SQL Server 数据库软件。SCADA 系统软件负责采集工业用户、加气站和门站的数据,并把操作人员的指令下发到相应设备上。SQL Server 是一个关系型数据库软件,存储着 SCADA 系统的所有历史数据,基于这些数据可提供数据查询、曲线显示、趋势分析、报表输出等功能。服务器是一台高可靠性的机器,可保证 7×24 小时不间断工作,其上配备有硬盘冗余系统,可最大程度得保证数据的可靠性。操作员站上运行着组态软件,为用户提供查看数据、操作设备的界面

    主要功能包括:管网地图、工艺画面显示、历史数据查询、趋势图、报警记录、报表输出等,用户界面根据用户需要定制开发。操作员站的所有数据均来自 SCADA 服务器,操作员下发的指令也传送到 SCADA 服务器上,再由 SCADA 服务器向下转发。本方案中,配备了两台操作员站,两台机器可以显示不同画面,方便操作人员使用,另外他们还构成了冗余系统,一台故障不会影响到系统的正常运行。其中一台操作员站连接有打印机,另一台通过网络共享也可使用,两台机器都可以输出报表。调度中心配置的打印机为 A3 幅面激光打印机,可满足复杂报表输出的需要。

    调度中心配备一台三层以太网交换机,除了普通交换机功能外,还具备基本路由及防火墙功能。通过这台交换机 SCADA 服务和两台操作员站连接在同一个子网络内,彼此可互相通讯。交换机的外网端口连接到互联网,使内部子网可以和互联网上的其他节点通讯,同时交换机可配置防火墙功能,防止外部网络对系统的攻击。为了使SCADA 系统能够正常工作,交换机的外网端口必须具有固定的公网 IP 地址,或通过公司内部网络映射的外网可访问的私网 IP 地址。为了保证整个 SCADA 系统网络的稳定性,建议采用移动服务提供商(GPRS 提供商)的专网光纤接入。

为了保证设备的不间断工作,调度中心配备有 UPS 系统

,最大 3KVA 输出,外置电池组可保证系统备用时间不小于 6 小时。

    天然气门站包括两个进口(其中一个进口有时也做为出口使用)和两个出口。需要采集的数据包括各个进出口的压力、温度、各条支路上的流量(包括瞬时流量和累计流量)、燃气泄漏报警等。同时还要根据流量控制加臭机,实现加臭量的自动调节。门站具备本地监控功能,同时所有数据在公司调度中心均可显示。

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    门站控制系统采用“可编程逻辑控制器(PLC)”作为主控制器,PLC 具备数据采集、设备通讯、逻辑运算和设备控制等功能,性能强大且可靠性高。本方案中的 PLC 具备模拟量输入 / 输出接口(AI/AO)、数字量输入 /输出接口(DI/DO)、RS485 通讯接口和以太网接口。

    PLC 的模拟量输入接口用来采集压力变送器、温度变送器等具备 4-20mA 电流输出的仪表;模拟量输出接口用来控制加臭机等设备;数字量输入接口用来采集燃气泄漏报警、切断阀状态等信号;数字量输出接口用来控制切断阀、报警指示灯等设备;RS485 通讯接口用来与流量计和其他串行设备通讯;以太网接口用来与门站监控计算机通讯。各输入 / 输出接口在配置时均留有一定余量。

    工业用户、加气站、城区管网末端、调压站的燃气设备一般位于调压撬或调压房内,所需采集的数据相对较少,一般包括 1 – 3 路流量,一个进口或出口压力。

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    工业用户、加气站、城区管网末端、调压站数据采集系统采用“燃气监控无线数据传输单元(RTU)”做为采集和传输设备,该设备是我公司专为燃气行业开发的采集传输一体化设备,可采集燃气现场数据并通过 GPRS无线网络传送至调度中心计算机。具备模拟量输入(AI)、数字量输入(DI)、数字量输出(DO)及 RS485/422 通讯功能,可采集压力、温度、可燃气体浓度等模拟量数据(通过 AI 口),也可采集阀门开关状态、燃气泄漏报警等数字量信息(通过 DI 口),并可对现场设备进行控制(通过 DO 口)。设备采用模块化设计,各输入、输出接口均可根据实际需要扩展。通过 RS485/422 通讯口,利用设备内置的流量计通讯协议库,可采集目前市场中大部分厂家的气体流量积算仪和一体化气体流量计的数据,可同时接驳多台流量计。具备后备电源功能。后备电源部分对市电情况和电池电压进行实时在线监测,停电后调度中心计算机可显示报警信息,标准配置下备用时间不小于 6 小时。基于微处理器技术开发,体积小,可靠性高,功耗低,结构紧凑,安装方便。采用防爆设计,严格遵循 GB3836.1、GB3836.2 标准,防爆等级 Exd  II  BT4,可直接安装于爆炸性气体危险场所的1区和2区。

    采集到的数据通过 GPRS 无线网络发送到公司调度中心,设备具备通讯线路维护功能,可保证通讯链路最大程度稳定,如遇 GPRS 通讯中断,设备会自动尝试恢复。工业用户数据采集系统的设计严格遵照了相关防爆标准。

    调度中心实时采集门站、调压站、加气站、调压箱 / 柜等站点的工艺运行参数 , 实现对天然气管网和工艺设备运行情况进行自动、连续的监视、管理和数据统计,为管网平衡、安全运行提供必要的辅助决策信息。

    主要功能如下:

    ·对各站数据的实时采集、处理和存储;

    ·图形显示 ;

    ·管网图、工艺流程图动态实时显示;

    ·实时和历史数据趋势图、柱状图和饼状图;

    ·全部参数的列表显示;

    ·报警和故障处理;

    ·参数(如压力)上下限报警;

    ·事件报警(如红外、供电等);

    ·声光报警及故障报警时自动推图;

    ·报警信息的存储查询;

    ·安全保护功能,可设置不同安全区和安全级别,用户可以建立不同的安全功能区,和不同的功能级别;

    ·对于预设的重要事件,系统可向特定人员发出手机短信;

    ·数据存储、归档;

    ·关系数据库和数据网页发布;

    ·统计报表的生成打印;

    ·操作员站界面多屏显示;

    ·系统诊断管理;

    ·系统的自诊断和故障分析功能;

    ·网络监视及管理;

    ·通信系统的诊断管理;

    ·系统时间同步功能;

    ·UPS 供电功能;

    ·网络安全设计;

    ·设备管理功能;

    ·班组日常管理功能;

    ·系统冗余热备;

    ·主备中心切换;

    ·调度中心 SCADA 系统在接口设计上应具备从其它系统获得数据和向其它系统提供数据的功能,以便系统功能的扩展;

 

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