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力控燃?xì)馍a(chǎn)管理系統(tǒng)解決方案

建設(shè)內(nèi)容及范圍

1.1系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

監(jiān)控中心將通過通信系統(tǒng)與各個(gè)工藝場站的站控系統(tǒng)互聯(lián)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)輸氣調(diào)度、設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化、計(jì)量管理、管道模擬等任務(wù)。監(jiān)控中心SCADA系統(tǒng)的控制功能分為“中心控制"、“站場控制"、“就地控制"三級(jí)控制模式。監(jiān)控中心的操作人員通過系統(tǒng)所提供的管線壓力、溫度、流量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，完成對管道全線及場站的運(yùn)行監(jiān)控和管理。

l)建立場站數(shù)據(jù)集成平臺(tái):將場站SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的管理、存儲(chǔ)、檢索，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來分析生產(chǎn)情況、匯總和統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作為指揮、決策的依據(jù)。將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和管理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行集成和整合，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全共享和利用。

2)實(shí)現(xiàn)場站及輸氣管網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)營管理。主要包括建立管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控管理系統(tǒng)、管網(wǎng)安全預(yù)警管理系統(tǒng)、營銷計(jì)劃管理系統(tǒng)及管道運(yùn)行狀態(tài)管理系統(tǒng)。

3)實(shí)現(xiàn)場站及輸氣管網(wǎng)模擬優(yōu)化運(yùn)行和天然氣調(diào)度應(yīng)急決策支持。主要包括建立管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)模擬和動(dòng)態(tài)模擬優(yōu)化及天然氣調(diào)度應(yīng)急決策支持系統(tǒng)。

1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

可擴(kuò)展性—系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上一方面要全面滿足當(dāng)前環(huán)境下的需求及未來一段時(shí)間的應(yīng)用需求，另一方面要能方便地進(jìn)行功能擴(kuò)展，可靈活增添刪減功能模塊。

可集成性—從技術(shù)發(fā)展角度和用戶需求來看，軟件結(jié)構(gòu)本身應(yīng)能與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成，做到信息共享和資源共享。

互操作性—支持各種主流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)接口，并通過標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫接口(ODBC，OLE DB)實(shí)現(xiàn)與ERP及其它MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。平臺(tái)的開放性保證了今后可從生產(chǎn)管理系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)模塊中裁剪不同的功能，以滿足某個(gè)特定任務(wù)的需要，實(shí)現(xiàn)互操作。

2系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(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。調(diào)度的依據(jù)就是對各種數(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，調(diào)度監(jiān)控系統(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。

調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)從邏輯上被分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)管理層和功能實(shí)現(xiàn)層。其中數(shù)據(jù)采集層為軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，主要負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)信息的采集，包括：

SCADA信息：燃?xì)夤芫W(wǎng)各門站、儲(chǔ)配站、調(diào)壓站、閥室等處設(shè)備運(yùn)行工況信息，管網(wǎng)各監(jiān)測點(diǎn)的壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)信息；

GIS信息：燃?xì)夤芫W(wǎng)的地理及空間分布信息、管網(wǎng)屬性等；

CIS信息：客戶信息、報(bào)修信息等；

仿真信息：管網(wǎng)模擬、仿真、預(yù)測的數(shù)據(jù)信息；

其它信息：氣候等自然環(huán)境信息、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、城市發(fā)展規(guī)劃及政府法規(guī)指令等信息。

2.1調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)

調(diào)度控制中心是城市管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的中樞，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。

調(diào)度控制中心的計(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。

調(diào)度中心各應(yīng)用及服務(wù)信息系統(tǒng)描述如下：

1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器主要為生產(chǎn)運(yùn)營系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理支撐，主要負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)、管理從站場和RTU采集傳送來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存放在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器中運(yùn)行通信管理軟件，完成與各站場及RTU的通信連接、協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)管理等任務(wù)。

2)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器

歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器主要完成歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理，并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。能自動(dòng)恢復(fù)通信中斷期間的數(shù)據(jù)。服務(wù)器運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫軟件（如Oracle、SQL Sever等），提供開放軟件接口和標(biāo)準(zhǔn)物理接口。

3)計(jì)量服務(wù)器

計(jì)量服務(wù)器是電子流量計(jì)系統(tǒng)，它從SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器獲得所需的數(shù)據(jù)，用于對管網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)的管理。用于校驗(yàn)/比對、確認(rèn)、編輯、存檔管理計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、計(jì)量輸氣損耗及其它未計(jì)入的氣量。

流量計(jì)算采用的標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)場的流量計(jì)算機(jī)的一致。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源是根據(jù)現(xiàn)場的流量計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)場的流量計(jì)的流量、溫度、壓力信號(hào)。

4)應(yīng)用服務(wù)器

應(yīng)用服務(wù)器為輸配管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)平臺(tái)，該平臺(tái)可完成輸配管理，仿真運(yùn)用，設(shè)備故障管理等。模擬仿真服務(wù)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供的管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，負(fù)責(zé)管網(wǎng)的模擬、運(yùn)行工況仿真、事故工況的處理、需求與供給的在線分析。為管網(wǎng)的運(yùn)行、事故搶修、流量調(diào)度管理提供科學(xué)依據(jù)。

5)Web服務(wù)器

Web服務(wù)器是實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與管理應(yīng)用系統(tǒng)之間的銜接服務(wù)器。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)將有關(guān)信息寫入Web服務(wù)器，并對其實(shí)時(shí)更新。Web服務(wù)器在管理信息網(wǎng)絡(luò)中以網(wǎng)站的形式出現(xiàn)，它既為管理系統(tǒng)提供生產(chǎn)信息，又避免了與生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等無直接關(guān)系的計(jì)算機(jī)直接訪問實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器。

6)操作員工作站

操作員工作站是調(diào)度、操作人員與調(diào)度中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面（MMI），它在調(diào)度控制中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中作為客戶機(jī)，操作員通過它可詳細(xì)了解管網(wǎng)的運(yùn)行狀況并下達(dá)命令，它們通過LAN與服務(wù)器互聯(lián)并交換信息。

7)工程師工作站

工程師工作站是系統(tǒng)工程師的操作平臺(tái)。工程師可通過它們對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行維護(hù)和管理；同時(shí)還可以對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)其所允許的功能。

8)培訓(xùn)工作站

培訓(xùn)工作站運(yùn)行培訓(xùn)軟件，通過LAN共享服務(wù)器的資源。

2.2應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)管理層

數(shù)據(jù)管理層實(shí)際上是一個(gè)廣義的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或叫數(shù)據(jù)倉庫，主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)采集層提供的各種數(shù)據(jù)信息按規(guī)范進(jìn)行分類、處理及中間量計(jì)算等，為功能實(shí)現(xiàn)層提供快捷、有效的數(shù)據(jù)源服務(wù)。它包括：歷史數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、GIS數(shù)據(jù)庫、客戶信息數(shù)據(jù)庫、仿真數(shù)據(jù)庫等。

功能實(shí)現(xiàn)層是調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，主要實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)輸配調(diào)度管理系統(tǒng)的各種功能，并提供各種輔助工具。主要包括：管網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行工況監(jiān)測、燃?xì)廨斉湔{(diào)度預(yù)案制定、管網(wǎng)仿真分析、設(shè)備維護(hù)管理、應(yīng)急事故搶修、GPS車輛定位管理、客戶管理、報(bào)表生成、信息查詢與發(fā)布等。同時(shí)，功能實(shí)現(xiàn)層還實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)界面。

通過邏輯分層的分析，我們可以導(dǎo)出調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)由SCADA軟件、GIS軟件、管網(wǎng)仿真（APPS）軟件和數(shù)據(jù)庫管理軟件及各種應(yīng)用模塊組成，

2.3系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度要求

生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理系統(tǒng)可以通過遠(yuǎn)程信息檢索系統(tǒng)，獲取各個(gè)站點(diǎn)中固定不變的系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)和隨時(shí)更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。各區(qū)域的SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸可以使用VPN通信網(wǎng)絡(luò)和CDMA/CDMAX1通信網(wǎng)絡(luò)，主系統(tǒng)使用VPN通信網(wǎng)絡(luò)，備用系統(tǒng)使用CDMA/CDMAX1通信網(wǎng)絡(luò)。

輸配管網(wǎng)上所有場站控制系統(tǒng)均安裝相應(yīng)的通信接口設(shè)備，并處理以下信息：

流量，進(jìn)站的天然氣流量和出站的天然氣流量，跟蹤監(jiān)測管網(wǎng)內(nèi)壓力、流量的平衡狀態(tài)，繪制管網(wǎng)的壓力、流量的平衡圖表。

沿整個(gè)管網(wǎng)的壓力(和溫度)值，用于監(jiān)測天然氣沿著管網(wǎng)的壓力梯度;

檢查由于機(jī)械破壞、管道腐蝕或土壤沉降等原因而造成的氣體泄漏。

閥井內(nèi)的積水水位的檢測，用于檢查閥井內(nèi)的積水狀況。

閥井內(nèi)的天然氣泄漏的檢測，用于檢查閥井內(nèi)閥門的漏氣狀況。

重要閥門（安裝在許多站點(diǎn)中）的開關(guān)狀態(tài)。

通過專用的儀器、儀表測量天然氣的質(zhì)量、成分、H2S的含量、含水量、其它雜質(zhì)的含量和氣體熱值。

其他監(jiān)測設(shè)備完整性、安全性的參數(shù)，比如：是否有人打開機(jī)柜、閥井井蓋，電源的供電情況、本地設(shè)備的工作情況等。

每一個(gè)本地監(jiān)控站（SCS）、或遠(yuǎn)程終端裝置(RTU/PLC)均具有用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的本地接口設(shè)備，使得調(diào)度中心和SCS實(shí)現(xiàn)上述遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制功能。

本地站內(nèi)安裝有本地顯示和控制設(shè)備，使本地操作員有可能通過調(diào)度中心授權(quán)的遠(yuǎn)程控制命令，來控制本地站的運(yùn)行。

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