力控燃气生产管理系统解决方案

建设内容及范围

1.1系统建设内容

监控中心将通过通信系统与各个工艺场站的站控系统互联，从而进行数据采集与监控，并实现输气调度、设备运行优化、计量管理、管道模拟等任务。监控中心SCADA系统的控制功能分为“中心控制"、“站场控制"、“就地控制"三级控制模式。监控中心的操作人员通过系统所提供的管线压力、温度、流量、设备运行状态等信息，完成对管道全线及场站的运行监控和管理。

l)建立场站数据集成平台:将场站SCADA实时数据上传到数据中心实时数据库中，实时数据库提供实时数据的管理、存储、检索，通过实时数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据，作为指挥、决策的依据。将实时数据库和管理数据库进行集成和整合，建立实时数据与管理数据之间的关系，实现数据的安全共享和利用。

2)实现场站及输气管网动态运营管理。主要包括建立管网运行监控管理系统、管网安全预警管理系统、营销计划管理系统及管道运行状态管理系统。

3)实现场站及输气管网模拟优化运行和天然气调度应急决策支持。主要包括建立管网稳态模拟和动态模拟优化及天然气调度应急决策支持系统。

1.2系统设计原则

可扩展性—系统的设计上一方面要全面满足当前环境下的需求及未来一段时间的应用需求，另一方面要能方便地进行功能扩展，可灵活增添删减功能模块。

可集成性—从技术发展角度和用户需求来看，软件结构本身应能与其它应用系统集成，做到信息共享和资源共享。

互操作性—支持各种主流实时数据库的数据接口，并通过标准关系数据库接口(ODBC，OLE DB)实现与ERP及其它MIS系统的数据集成。平台的开放性保证了今后可从生产管理系统的不同数据模块中裁剪不同的功能，以满足某个特定任务的需要，实现互操作。

2系统整体结构

燃气管网调度监控系统建设的目标就是实现燃气管网输配调度的高度智能化、科学化。调度的依据就是对各种数据信息（实时、历史、空间、非空间、事件、消息等）科学分析的结果，而数据信息又是所有各种分析的基础。因此，调度监控系统的基础就是数据信息，而核心就是实施调度的各种功能模块，其逻辑结构也可分为三层。

调度监控系统从逻辑上被分为数据采集层、数据管理层和功能实现层。其中数据采集层为软件系统的基础层，主要负责各种数据信息的采集，包括：

SCADA信息：燃气管网各门站、储配站、调压站、阀室等处设备运行工况信息，管网各监测点的压力、温度、流量等数据信息；

GIS信息：燃气管网的地理及空间分布信息、管网属性等；

CIS信息：客户信息、报修信息等；

仿真信息：管网模拟、仿真、预测的数据信息；

其它信息：气候等自然环境信息、经济发展状况、城市发展规划及政府法规指令等信息。

2.1调度监控系统

调度控制中心是城市管网SCADA系统的中枢，系统应能确保数据采集、存储的及时性、准确性、完整性、安全性和可靠性，同时系统应具有支持系统平台的开放性，支持用户开发、补充和完善应用功能。

调度控制中心的计算机系统按客户机/服务器结构设置。局域网采用100 Mbps高速以太网。为了提高系统的可靠性，服务器采用双机热备、局域网冗余配置。操作员工作站、工程师工作站等均作为局域网上的一个节点，共享服务器的资源。服务器采用分布式结构，按功能将它们分开设置，以降低单台服务器的负荷，提高系统的处理能力和可靠性，并便于管理。

调度中心各应用及服务信息系统描述如下：

1)实时数据服务器

实时数据服务器主要为生产运营系统提供实时数据管理支撑，主要负责处理、存储、管理从站场和RTU采集传送来的实时数据，并为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。实时数据存放在实时数据库中，实时数据服务器中运行通信管理软件，完成与各站场及RTU的通信连接、协议转换、网络管理等任务。

2)历史数据服务器

历史数据服务器主要完成历史数据的存储、管理，并为网络中的其它服务器和工作站提供数据服务。能自动恢复通信中断期间的数据。服务器运行标准数据库软件（如Oracle、SQL Sever等），提供开放软件接口和标准物理接口。

3)计量服务器

计量服务器是电子流量计系统，它从SCADA实时数据服务器获得所需的数据，用于对管网计量系统的管理。用于校验/比对、确认、编辑、存档管理计量系统的数据、计量输气损耗及其它未计入的气量。

流量计算采用的标准与现场的流量计算机的一致。该系统的数据来源是根据现场的流量计算机的计算结果和现场的流量计的流量、温度、压力信号。

4)应用服务器

应用服务器为输配管理系统提供基础平台，该平台可完成输配管理，仿真运用，设备故障管理等。模拟仿真服务基于实时数据库提供的管网运行参数，负责管网的模拟、运行工况仿真、事故工况的处理、需求与供给的在线分析。为管网的运行、事故抢修、流量调度管理提供科学依据。

5)Web服务器

Web服务器是实时监控系统与管理应用系统之间的衔接服务器。实时监控系统将有关信息写入Web服务器，并对其实时更新。Web服务器在管理信息网络中以网站的形式出现，它既为管理系统提供生产信息，又避免了与生产实时监控系统等无直接关系的计算机直接访问实时监控系统服务器。

6)操作员工作站

操作员工作站是调度、操作人员与调度中心计算机监控系统的人机界面（MMI），它在调度控制中心计算机监控系统中作为客户机，操作员通过它可详细了解管网的运行状况并下达命令，它们通过LAN与服务器互联并交换信息。

7)工程师工作站

工程师工作站是系统工程师的操作平台。工程师可通过它们对计算机监控系统的数据库等进行维护和管理；同时还可以对系统进行二次开发，实现其所允许的功能。

8)培训工作站

培训工作站运行培训软件，通过LAN共享服务器的资源。

2.2应用服务器数据管理层

数据管理层实际上是一个广义的数据库管理系统或叫数据仓库，主要负责将数据采集层提供的各种数据信息按规范进行分类、处理及中间量计算等，为功能实现层提供快捷、有效的数据源服务。它包括：历史数据库、实时数据库、GIS数据库、客户信息数据库、仿真数据库等。

功能实现层是调度监控系统的核心部分，主要实现燃气管网输配调度管理系统的各种功能，并提供各种辅助工具。主要包括：管网实时运行工况监测、燃气输配调度预案制定、管网仿真分析、设备维护管理、应急事故抢修、GPS车辆定位管理、客户管理、报表生成、信息查询与发布等。同时，功能实现层还实现系统的人机界面。

通过逻辑分层的分析，我们可以导出调度监控系统的组成结构，整个系统由SCADA软件、GIS软件、管网仿真（APPS）软件和数据库管理软件及各种应用模块组成，

2.3系统的运行调度要求

生产实时监控及管理系统可以通过远程信息检索系统，获取各个站点中固定不变的系统设置参数和随时更新的实时数据。各区域的SCADA系统的数据传输可以使用VPN通信网络和CDMA/CDMAX1通信网络，主系统使用VPN通信网络，备用系统使用CDMA/CDMAX1通信网络。

输配管网上所有场站控制系统均安装相应的通信接口设备，并处理以下信息：

流量，进站的天然气流量和出站的天然气流量，跟踪监测管网内压力、流量的平衡状态，绘制管网的压力、流量的平衡图表。

沿整个管网的压力(和温度)值，用于监测天然气沿着管网的压力梯度;

检查由于机械破坏、管道腐蚀或土壤沉降等原因而造成的气体泄漏。

阀井内的积水水位的检测，用于检查阀井内的积水状况。

阀井内的天然气泄漏的检测，用于检查阀井内阀门的漏气状况。

重要阀门（安装在许多站点中）的开关状态。

通过专用的仪器、仪表测量天然气的质量、成分、H2S的含量、含水量、其它杂质的含量和气体热值。

其他监测设备完整性、安全性的参数，比如：是否有人打开机柜、阀井井盖，电源的供电情况、本地设备的工作情况等。

每一个本地监控站（SCS）、或远程终端装置(RTU/PLC)均具有用于发送和接收数据的本地接口设备，使得调度中心和SCS实现上述远程监测和控制功能。

本地站内安装有本地显示和控制设备，使本地操作员有可能通过调度中心授权的远程控制命令，来控制本地站的运行。

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