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力控燃?xì)馍a(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)性建設(shè)方案

2生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度指揮系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1概述

燃?xì)夤芫W(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)輸配調(diào)度的高度智能化、科學(xué)化。生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度的依據(jù)就是對(duì)各種數(shù)據(jù)信息（實(shí)時(shí)、歷史、空間、非空間、事件、消息等）科學(xué)分析的結(jié)果，而數(shù)據(jù)信息又是所有各種分析的基礎(chǔ)。因此，生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)信息，而核心就是實(shí)施調(diào)度的各種功能模塊，其邏輯結(jié)構(gòu)也可分為三層。

因此生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)按照四級(jí)調(diào)度管理架構(gòu)，集團(tuán)公司-區(qū)域管理公司-分（子）公司-門站站控，該系統(tǒng)應(yīng)是以實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)控組態(tài)軟件、控制器PLC、安全隔離網(wǎng)關(guān)為基礎(chǔ)核心并采用通信手段構(gòu)成的一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)兼有部分經(jīng)營(yíng)管理功能。

燃?xì)夤芫W(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)包含四級(jí)調(diào)度管理系統(tǒng)模式及實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)管理模式所有的子系統(tǒng)。主要基于門站系統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、各區(qū)塊的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)隔離安全模塊的隔離網(wǎng)關(guān)、視頻系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)等。

2.1.2部署方案

四級(jí)調(diào)度管理系統(tǒng)層級(jí)建設(shè)方案，場(chǎng)站系統(tǒng)（站控級(jí)）主要站級(jí)控制室，設(shè)置在（庫(kù)）站場(chǎng)。該控制室對(duì)場(chǎng)站進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控，并負(fù)責(zé)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)圖像上傳到各調(diào)度系統(tǒng)。場(chǎng)站自控系統(tǒng)已保證安全為第一要素，根據(jù)場(chǎng)站重要等級(jí)可支持三級(jí)系統(tǒng)的遠(yuǎn)控。場(chǎng)站系統(tǒng)采用PLC或RTU系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于小的的調(diào)壓站、管網(wǎng)不利點(diǎn)等小規(guī)模無人站場(chǎng)部署RTU作為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及安全控制。

子公司系統(tǒng)設(shè)置在城鎮(zhèn)燃?xì)膺\(yùn)行公司，為遠(yuǎn)程調(diào)度系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)所管轄范圍內(nèi)的（5-10）場(chǎng)站生產(chǎn)數(shù)據(jù)及視頻圖像監(jiān)視及控制。

集團(tuán)公司及區(qū)域管理公司系統(tǒng)該系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)視功能，負(fù)責(zé)對(duì)所有管轄范圍內(nèi)的管線、站庫(kù)系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和視頻圖像監(jiān)視。結(jié)合應(yīng)急指揮、地理信息GIS、視頻監(jiān)控等子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度管理。

四層結(jié)構(gòu)按照不同的業(yè)務(wù)需求及管理需求對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)流做篩選，集團(tuán)及區(qū)域公司調(diào)度主要對(duì)重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)（管線壓力、場(chǎng)站進(jìn)出壓力溫度）監(jiān)視，遠(yuǎn)程調(diào)度通過電話下達(dá)指令。站場(chǎng)控制級(jí)控制包括對(duì)本站流量、壓力、溫度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等所有與流程有關(guān)的參數(shù)和設(shè)備及工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控，在與子公司系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，站控系統(tǒng)獨(dú)立完成本站內(nèi)的監(jiān)控。子公司系統(tǒng)為遠(yuǎn)程調(diào)度系統(tǒng)，是整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的核心起到整個(gè)系統(tǒng)的承上啟下作用，可對(duì)所有管線、門站系統(tǒng)、小型調(diào)壓計(jì)量站的遠(yuǎn)程調(diào)控，同時(shí)為上層調(diào)度系統(tǒng)提供生產(chǎn)、視頻數(shù)據(jù)。

四層系統(tǒng)的控制優(yōu)先級(jí)為：集團(tuán)公司監(jiān)視—》區(qū)域公司監(jiān)視—》子公司遠(yuǎn)控—》門站監(jiān)控。控制原則可根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)的部署方案調(diào)整。

生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)是城市管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)應(yīng)能確保數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性、安全性和可靠性，同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具有支持系統(tǒng)平臺(tái)的開放性，支持用戶開發(fā)、補(bǔ)充和完善應(yīng)用功能。

生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)按照“星型結(jié)構(gòu)"設(shè)計(jì)，子公司遠(yuǎn)控調(diào)度系統(tǒng)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。使用隔離網(wǎng)關(guān)隔離生產(chǎn)、辦公網(wǎng)絡(luò)，以保證現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全。各調(diào)度子系統(tǒng)數(shù)據(jù)均采用“只監(jiān)不控"的原則，根據(jù)各級(jí)調(diào)度系統(tǒng)需求監(jiān)視相關(guān)重要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)生產(chǎn)調(diào)度功能。針對(duì)重要的門站廠站系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)“可遠(yuǎn)控、可遠(yuǎn)程操作"的控制要求，可根據(jù)實(shí)地部署情況調(diào)整子公司區(qū)域調(diào)度的部署架構(gòu)。小型的調(diào)壓站、計(jì)量站、工業(yè)用戶等無人值守站。按照區(qū)域劃分就近原則，可根據(jù)實(shí)地情況規(guī)劃將監(jiān)控功能并入到該區(qū)域的門站系統(tǒng)或子公司調(diào)度系統(tǒng)。

生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)置。局域網(wǎng)采用100 Mbps高速以太網(wǎng)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，服務(wù)器采用雙機(jī)熱備、局域網(wǎng)冗余配置。操作員工作站、工程師工作站等均作為局域網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，共享服務(wù)器的資源。服務(wù)器采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能將它們分開設(shè)置，以降低單臺(tái)服務(wù)器的負(fù)荷，提高系統(tǒng)的處理能力和可靠性，并便于管理。

SCADA系統(tǒng)軟件選型說明根據(jù)各層級(jí)系統(tǒng)功能差異，產(chǎn)品選型也存在差異化，針對(duì)場(chǎng)站級(jí)系統(tǒng)推薦選中監(jiān)控組態(tài)軟件產(chǎn)品。對(duì)于形成一定規(guī)模的小型調(diào)度系統(tǒng)建議選擇SCADA生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)以SCADA為核心的生產(chǎn)監(jiān)視監(jiān)控功能。而對(duì)于地區(qū)級(jí)或集團(tuán)級(jí)規(guī)模系統(tǒng)一方面具備生產(chǎn)SCADA調(diào)度系統(tǒng)功能，另一方面也需要大數(shù)據(jù)優(yōu)化分析及信息化高度集成的軟件系統(tǒng)，則推薦使用實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。

2.1.3數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)

燃?xì)夤芫W(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)所涉及到的數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)/歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)、報(bào)警事件數(shù)據(jù)等重要生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)圖如下所示。

為了保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò)搭建分為生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)及辦公網(wǎng)絡(luò)。所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過隔離網(wǎng)閘傳輸?shù)絽^(qū)域或集團(tuán)系統(tǒng)中。

場(chǎng)站及無人值守站為一層數(shù)據(jù)源，主要采集設(shè)備儀表數(shù)據(jù)并通過場(chǎng)站實(shí)現(xiàn)本地控制。

子公司調(diào)度系統(tǒng)為整個(gè)生產(chǎn)調(diào)度的核心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控及向上傳遞生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

報(bào)警數(shù)據(jù)信息上傳按照級(jí)別與類型過濾，區(qū)域和集團(tuán)系統(tǒng)查看最為重要緊急的報(bào)警信息。報(bào)警參數(shù)實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的同步，通過子系統(tǒng)和場(chǎng)站可調(diào)節(jié)報(bào)警參數(shù)，區(qū)域及集團(tuán)系統(tǒng)自動(dòng)同步報(bào)警參數(shù)。

子公司調(diào)度及場(chǎng)站調(diào)度系統(tǒng)均可遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，優(yōu)先級(jí)為子公司系統(tǒng)，當(dāng)子公司調(diào)度系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，場(chǎng)站系統(tǒng)可接管實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控。

視頻數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)類型并不為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，所以此數(shù)據(jù)單獨(dú)走一條鏈路，不通過隔離網(wǎng)關(guān)。

數(shù)據(jù)完整性采用雙機(jī)冗余與斷點(diǎn)續(xù)傳相結(jié)合的方式，每套系統(tǒng)都配有自己的備用機(jī)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常的情況下采用斷點(diǎn)續(xù)傳功能，如果設(shè)備具備回補(bǔ)能力可回不到各場(chǎng)站及子公司調(diào)度系統(tǒng)，并有子系統(tǒng)向上傳遞回補(bǔ)到各級(jí)調(diào)度系統(tǒng)。以確保整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的

力控燃?xì)馍a(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)性建設(shè)方案

2.1.4其他功能設(shè)計(jì)

1)系統(tǒng)架構(gòu)選比

2)報(bào)警功能設(shè)計(jì)

?門站系統(tǒng)及子公司調(diào)度系統(tǒng)：

SCADA系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)限值進(jìn)行判斷，做相對(duì)應(yīng)的參數(shù)同步，并將報(bào)警信息向上一級(jí)系統(tǒng)傳遞。

報(bào)警類型按照監(jiān)測(cè)級(jí)別（1-9999）、類型（溫度、壓力、流量等）做分類，為上級(jí)系統(tǒng)分類提供基礎(chǔ)分類數(shù)據(jù)、報(bào)警信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳，供上層管理系統(tǒng)分析處理。

?調(diào)度系統(tǒng)：

調(diào)度系統(tǒng)不在提供報(bào)警參數(shù)調(diào)整及報(bào)警處理機(jī)制，建立報(bào)*服務(wù)器，將所有門站報(bào)警及處理數(shù)據(jù)推送到服務(wù)器中，各調(diào)度系統(tǒng)按照級(jí)別和類型向報(bào)*服務(wù)器查詢報(bào)警數(shù)據(jù)。不同管理層根據(jù)類型和級(jí)別做分類管理，重要報(bào)警信息的跟蹤查詢。為應(yīng)急指揮系統(tǒng)提供相應(yīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)警的記錄。

3)斷點(diǎn)續(xù)傳功能設(shè)計(jì)

?門站及子公司調(diào)度系統(tǒng)：

與具備斷點(diǎn)續(xù)傳協(xié)議的設(shè)備直接通過協(xié)議完成數(shù)據(jù)回補(bǔ)，并在接收端生成回補(bǔ)數(shù)據(jù)。供上層網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)向上層調(diào)度系統(tǒng)回補(bǔ)數(shù)據(jù)。

與不具備斷點(diǎn)續(xù)傳的設(shè)備，如果設(shè)備能夠按照回補(bǔ)格式文件存儲(chǔ)文件，可按照文件解析后回補(bǔ)到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。

?調(diào)度系統(tǒng)回補(bǔ)機(jī)制：

當(dāng)某一調(diào)度系統(tǒng)與網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時(shí)，所處網(wǎng)絡(luò)鏈路中的系統(tǒng)會(huì)緩存歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)恢復(fù)后將選定文件補(bǔ)傳到調(diào)度系統(tǒng)中。

?手動(dòng)回補(bǔ)：

各級(jí)系統(tǒng)能夠提供手動(dòng)補(bǔ)錄數(shù)據(jù)功能，可直接提取斷線數(shù)據(jù)，將文件寫入到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。

?回補(bǔ)原則設(shè)計(jì)：

斷點(diǎn)續(xù)傳功能，需建立在系統(tǒng)具備容錯(cuò)機(jī)制的環(huán)境中（軟件冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余），避免斷點(diǎn)續(xù)傳造成的系統(tǒng)負(fù)荷。

如果不具備容錯(cuò)機(jī)制，建議增加此機(jī)制避免單靠軟件回補(bǔ)完成整個(gè)系統(tǒng)的容錯(cuò)功能。

斷點(diǎn)續(xù)傳緩存文件大小加以限制，建議以15-30天為邊界，避免大批量緩存數(shù)據(jù)影響系統(tǒng)性能。超過設(shè)定時(shí)間或文件大?。?G）則定時(shí)清除斷點(diǎn)數(shù)據(jù)。手工補(bǔ)錄仍保證在限定時(shí)間內(nèi)完成回補(bǔ)。

組態(tài)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)具備歷史數(shù)據(jù)的線性計(jì)算能力。緩存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期沒有必要精確到秒級(jí)，可按照5、10、30分鐘以上時(shí)間周期緩存斷線數(shù)據(jù)，避免長(zhǎng)時(shí)間頻繁存儲(chǔ)緩存數(shù)據(jù)影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。回補(bǔ)數(shù)據(jù)考慮系統(tǒng)性能，采用閑時(shí)回補(bǔ)機(jī)制，避免影響正常的數(shù)據(jù)回補(bǔ)。

?手動(dòng)回補(bǔ)文件格式

4)系統(tǒng)較時(shí)功能設(shè)計(jì)

為保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集精準(zhǔn)度，采用所有的監(jiān)控系統(tǒng)使用時(shí)鐘同步功能，制定一臺(tái)時(shí)鐘服務(wù)器，所有的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)做時(shí)鐘同步，保證所有子系統(tǒng)時(shí)間同步。

5)大數(shù)據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

系統(tǒng)建設(shè)過程中，陸續(xù)接入的門站系統(tǒng)越來越多，針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)需要規(guī)劃大數(shù)據(jù)的管理。

?實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化，根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的量級(jí)調(diào)整系統(tǒng)性能。

?根據(jù)站點(diǎn)做區(qū)域劃分，達(dá)到一定規(guī)格后增加通訊服務(wù)器。

?報(bào)*服務(wù)器優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免大批量系統(tǒng)訪問時(shí)造成服務(wù)器崩潰

?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分類處理，去除一些不需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。

服務(wù)器選型要求

服務(wù)器建議使用64位系統(tǒng)，運(yùn)行64位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，消除應(yīng)用程序使用內(nèi)存的限制。

使用全新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，減少單條數(shù)據(jù)所占用的存儲(chǔ)空間，提升數(shù)據(jù)寫入及查詢效率。

服務(wù)器存儲(chǔ)采用RAID10陣列，保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，大幅提升數(shù)據(jù)讀寫效率。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)優(yōu)測(cè)試，適當(dāng)調(diào)整分配的緩存，平衡系統(tǒng)性能和內(nèi)存占用率，讓系統(tǒng)高效運(yùn)行的同時(shí)保證系統(tǒng)的安全性和可用性。

采集站的橫向擴(kuò)展

對(duì)系統(tǒng)中的站點(diǎn)按照區(qū)域進(jìn)行劃分和歸類。橫向擴(kuò)展采集站，滿足站點(diǎn)數(shù)量龐大對(duì)系統(tǒng)造成的壓力。

各個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)接入到調(diào)度系統(tǒng)中，當(dāng)站點(diǎn)數(shù)量過多時(shí)會(huì)給采集站帶來一定的負(fù)荷，我們建議對(duì)站點(diǎn)按照區(qū)域進(jìn)行劃分，幾個(gè)區(qū)域（設(shè)備總數(shù)在100左右）共同使用一個(gè)采集站，當(dāng)一個(gè)區(qū)域設(shè)備數(shù)量超過100時(shí)，也需增加采集站。通過對(duì)采集站進(jìn)行橫向擴(kuò)展來緩解大數(shù)量設(shè)備連接對(duì)系統(tǒng)造成的負(fù)擔(dān)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分類處理，去除一些不需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。

針對(duì)部分下級(jí)調(diào)度中的數(shù)據(jù)，如果生產(chǎn)指揮中心用戶不關(guān)心，那么可以不再將這部分?jǐn)?shù)據(jù)上傳至生產(chǎn)指揮中心，從而減少系統(tǒng)中的測(cè)點(diǎn)數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)壓力。