趙亞軍　呂科教

摘要：西安秦華天然氣有限公司所轄天然氣管線累計(jì)投運(yùn)5276公里，天然氣年總供氣量已達(dá)12.4億標(biāo)準(zhǔn)立方米，日最大供氣量為826萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米，SCADA系統(tǒng)在西安秦華天然氣有限公司的燃?xì)夤芫W(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。文章就SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，提出采用SCADA系統(tǒng)可以有效提高天然氣企業(yè)的整體管理水平。

關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)；調(diào)度中心；結(jié)構(gòu)功能；燃?xì)夤芫W(wǎng)

中圖分類號(hào)：TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）27-0080-02

從20世紀(jì)80年代之后，各大城市逐漸增加煤氣天然氣管道的鋪設(shè)里程，燃?xì)馄髽I(yè)廣泛采用SCADA系統(tǒng)，對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。SCADA系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)調(diào)度提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，有效地實(shí)現(xiàn)了全面監(jiān)視工藝流程的作用。SCADA系統(tǒng)由調(diào)度中心、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)和通信系統(tǒng)組成。調(diào)度中心包含SCADA服務(wù)器、SCADA工作站和通信服務(wù)器等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)由RTU組成，其功能是對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；通信系統(tǒng)是聯(lián)系調(diào)度中心與監(jiān)控站點(diǎn)，并執(zhí)行數(shù)據(jù)、指令傳達(dá)的信息系統(tǒng)。

1 SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

燃?xì)夤芫W(wǎng)根據(jù)輸送功能的不同，分作高壓、中壓和低壓管網(wǎng)，SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成需要滿足“多氣源、一張網(wǎng)”管理模式，因此，在設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成的時(shí)候，除了需要滿足信息集成、數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控的功能之外，還必須同時(shí)考慮整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性、可擴(kuò)展性。

1.1 調(diào)度中心

調(diào)度中心是SCADA系統(tǒng)的核心部分，由SCADA服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、通信服務(wù)器等組成。調(diào)度中心的工作原理是：通過(guò)接收燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視各站點(diǎn)的運(yùn)行情況，根據(jù)管網(wǎng)參數(shù)及時(shí)調(diào)整，完成信息集成工作。

2 SCADA系統(tǒng)的功能

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是適用于大范圍、長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)監(jiān)控業(yè)務(wù)，在石油、燃?xì)?、水利、化工、電力等行業(yè)。SCADA系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用，主要是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)并能夠及時(shí)報(bào)警的作用。從而保障城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全生產(chǎn)與管理?；谝陨弦螅琒CADA系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的主要功能如下：

2.1 生產(chǎn)管理功能

管理顯示城市整個(gè)燃?xì)夤芫W(wǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括：設(shè)備狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)、工藝流程、設(shè)備運(yùn)行等。

通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算天然氣的儲(chǔ)備量，結(jié)合若干外界因素，計(jì)算分析出天然氣的可持續(xù)用量，提前設(shè)計(jì)氣量峰值的應(yīng)急調(diào)配方案，保證用氣安全。

通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算管網(wǎng)壓力與流量，制定相應(yīng)方案，通過(guò)SCADA系統(tǒng)的控制設(shè)備實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整，平衡管網(wǎng)供氣，保證供氣的安全穩(wěn)定性。

2.2 安全管理功能

根據(jù)生產(chǎn)情況和監(jiān)管需要，將報(bào)警分作三個(gè)級(jí)別：一般報(bào)警、重要報(bào)警、嚴(yán)重報(bào)警。設(shè)置不同的報(bào)警顏色和聲音，區(qū)分不同的報(bào)警級(jí)別。系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)彈出報(bào)警畫面的功能，增強(qiáng)警報(bào)的應(yīng)激性，提升反應(yīng)能力。同時(shí)設(shè)置警報(bào)自動(dòng)記錄與查詢功能，方便后期工作的開(kāi)展。

2.3 輔助管理功能

輔助管理功能主要包括：自動(dòng)記錄、管理權(quán)限設(shè)置、自動(dòng)生成報(bào)表等。自動(dòng)記錄功能可以方便用戶查找和追溯燃?xì)獾氖褂们闆r；管理權(quán)限設(shè)置可以增加系統(tǒng)應(yīng)用的安全性和簡(jiǎn)便性；自動(dòng)生成報(bào)表功能可以方便造表，節(jié)約人力資源。

2.4 通信系統(tǒng)功能

通信系統(tǒng)的功能能否穩(wěn)定運(yùn)行，是SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完整、真實(shí)和實(shí)時(shí)監(jiān)控的重要保障。為滿足SCADA系統(tǒng)管理要求，該系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

支持多個(gè)站點(diǎn)不同變量的分類采集功能，各站點(diǎn)的信息采集功能要相互獨(dú)立，不會(huì)互相影響；采用通用的Mod bus TCP/IP系統(tǒng)，方便管理和維護(hù)；實(shí)行雙軌道的通信模式，設(shè)置自動(dòng)切換功能；設(shè)置數(shù)據(jù)采集同步傳遞的功能；支持主動(dòng)報(bào)警，支持優(yōu)先處理警報(bào)狀態(tài)的功能。

2.5 監(jiān)控界面

監(jiān)控界面在功能上包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理、各站工藝流程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)歸檔、在線組合、熱備切換、通信管理、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)接口等功能。在設(shè)計(jì)這些功能的時(shí)候，要考慮到簡(jiǎn)單、明了、容易操作的原則。

在這些功能中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理、各站工藝流程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)歸檔、通信管理，前文已經(jīng)涉及到，下面說(shuō)說(shuō)熱備切換、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)接口功能。

2.6 熱備切換

SCADA服務(wù)器選用雙機(jī)熱備模式，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)在10秒內(nèi)自動(dòng)執(zhí)行切換功能。

2.7 系統(tǒng)管理

實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心的各項(xiàng)管理功能，包括以下管理內(nèi)容：（1）動(dòng)態(tài)管理、分析輸配管網(wǎng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)命令的遠(yuǎn)程下達(dá)；（2）設(shè)置多級(jí)控制權(quán)限，分別設(shè)置保護(hù)口令；（3）設(shè)置同步時(shí)鐘，確保所采集數(shù)據(jù)的一致性；（4）實(shí)施網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視，掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.8 系統(tǒng)接口

SCADA系統(tǒng)、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、巡線車輛調(diào)度GPS系統(tǒng)，三者只有緊密配合，才能實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全生產(chǎn)和故障排除。因此，這三個(gè)系統(tǒng)間的工作接口是否可接駁，必須認(rèn)真對(duì)待。

編寫GIS與SCADA系統(tǒng)的接口模塊，將SCADA數(shù)據(jù)信息和GIS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一管理系統(tǒng)，獲取第一位的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。再與GPS巡線車輛調(diào)度系統(tǒng)，詳細(xì)掌握車輛與隨車人員的情況，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溝通，在最短時(shí)間內(nèi)為一線工作人員提供技術(shù)指導(dǎo)和工藝配合。提高工作效率，尤其是可以縮短排障周期，增加燃?xì)夤芫W(wǎng)管理的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

本文較為詳細(xì)地介紹了SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和功能，在實(shí)際工作中，必須結(jié)合所在城市的燃?xì)夤芫W(wǎng)狀況、設(shè)備配置情況，做好實(shí)際的監(jiān)控管理工作，才能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的管理應(yīng)用，科學(xué)運(yùn)用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而提高天然氣公司的管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 張鐵軍.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2012，（2）.

[2] 楊坤海.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2010，（5）.

[3] 王長(zhǎng)富.淺談城市燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的建立[J].上海煤氣，2009，（5）.endprint

摘要：西安秦華天然氣有限公司所轄天然氣管線累計(jì)投運(yùn)5276公里，天然氣年總供氣量已達(dá)12.4億標(biāo)準(zhǔn)立方米，日最大供氣量為826萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米，SCADA系統(tǒng)在西安秦華天然氣有限公司的燃?xì)夤芫W(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。文章就SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，提出采用SCADA系統(tǒng)可以有效提高天然氣企業(yè)的整體管理水平。

關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)；調(diào)度中心；結(jié)構(gòu)功能；燃?xì)夤芫W(wǎng)

中圖分類號(hào)：TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）27-0080-02

從20世紀(jì)80年代之后，各大城市逐漸增加煤氣天然氣管道的鋪設(shè)里程，燃?xì)馄髽I(yè)廣泛采用SCADA系統(tǒng)，對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。SCADA系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)調(diào)度提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，有效地實(shí)現(xiàn)了全面監(jiān)視工藝流程的作用。SCADA系統(tǒng)由調(diào)度中心、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)和通信系統(tǒng)組成。調(diào)度中心包含SCADA服務(wù)器、SCADA工作站和通信服務(wù)器等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)由RTU組成，其功能是對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；通信系統(tǒng)是聯(lián)系調(diào)度中心與監(jiān)控站點(diǎn)，并執(zhí)行數(shù)據(jù)、指令傳達(dá)的信息系統(tǒng)。

1 SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

燃?xì)夤芫W(wǎng)根據(jù)輸送功能的不同，分作高壓、中壓和低壓管網(wǎng)，SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成需要滿足“多氣源、一張網(wǎng)”管理模式，因此，在設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成的時(shí)候，除了需要滿足信息集成、數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控的功能之外，還必須同時(shí)考慮整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性、可擴(kuò)展性。

1.1 調(diào)度中心

調(diào)度中心是SCADA系統(tǒng)的核心部分，由SCADA服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、通信服務(wù)器等組成。調(diào)度中心的工作原理是：通過(guò)接收燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視各站點(diǎn)的運(yùn)行情況，根據(jù)管網(wǎng)參數(shù)及時(shí)調(diào)整，完成信息集成工作。

2 SCADA系統(tǒng)的功能

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是適用于大范圍、長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)監(jiān)控業(yè)務(wù)，在石油、燃?xì)?、水利、化工、電力等行業(yè)。SCADA系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用，主要是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)并能夠及時(shí)報(bào)警的作用。從而保障城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全生產(chǎn)與管理?；谝陨弦螅琒CADA系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的主要功能如下：

2.1 生產(chǎn)管理功能

管理顯示城市整個(gè)燃?xì)夤芫W(wǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括：設(shè)備狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)、工藝流程、設(shè)備運(yùn)行等。

通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算天然氣的儲(chǔ)備量，結(jié)合若干外界因素，計(jì)算分析出天然氣的可持續(xù)用量，提前設(shè)計(jì)氣量峰值的應(yīng)急調(diào)配方案，保證用氣安全。

通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算管網(wǎng)壓力與流量，制定相應(yīng)方案，通過(guò)SCADA系統(tǒng)的控制設(shè)備實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整，平衡管網(wǎng)供氣，保證供氣的安全穩(wěn)定性。

2.2 安全管理功能

根據(jù)生產(chǎn)情況和監(jiān)管需要，將報(bào)警分作三個(gè)級(jí)別：一般報(bào)警、重要報(bào)警、嚴(yán)重報(bào)警。設(shè)置不同的報(bào)警顏色和聲音，區(qū)分不同的報(bào)警級(jí)別。系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)彈出報(bào)警畫面的功能，增強(qiáng)警報(bào)的應(yīng)激性，提升反應(yīng)能力。同時(shí)設(shè)置警報(bào)自動(dòng)記錄與查詢功能，方便后期工作的開(kāi)展。

2.3 輔助管理功能

輔助管理功能主要包括：自動(dòng)記錄、管理權(quán)限設(shè)置、自動(dòng)生成報(bào)表等。自動(dòng)記錄功能可以方便用戶查找和追溯燃?xì)獾氖褂们闆r；管理權(quán)限設(shè)置可以增加系統(tǒng)應(yīng)用的安全性和簡(jiǎn)便性；自動(dòng)生成報(bào)表功能可以方便造表，節(jié)約人力資源。

2.4 通信系統(tǒng)功能

通信系統(tǒng)的功能能否穩(wěn)定運(yùn)行，是SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完整、真實(shí)和實(shí)時(shí)監(jiān)控的重要保障。為滿足SCADA系統(tǒng)管理要求，該系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

支持多個(gè)站點(diǎn)不同變量的分類采集功能，各站點(diǎn)的信息采集功能要相互獨(dú)立，不會(huì)互相影響；采用通用的Mod bus TCP/IP系統(tǒng)，方便管理和維護(hù)；實(shí)行雙軌道的通信模式，設(shè)置自動(dòng)切換功能；設(shè)置數(shù)據(jù)采集同步傳遞的功能；支持主動(dòng)報(bào)警，支持優(yōu)先處理警報(bào)狀態(tài)的功能。

2.5 監(jiān)控界面

監(jiān)控界面在功能上包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理、各站工藝流程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)歸檔、在線組合、熱備切換、通信管理、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)接口等功能。在設(shè)計(jì)這些功能的時(shí)候，要考慮到簡(jiǎn)單、明了、容易操作的原則。

在這些功能中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理、各站工藝流程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)歸檔、通信管理，前文已經(jīng)涉及到，下面說(shuō)說(shuō)熱備切換、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)接口功能。

2.6 熱備切換

SCADA服務(wù)器選用雙機(jī)熱備模式，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)在10秒內(nèi)自動(dòng)執(zhí)行切換功能。

2.7 系統(tǒng)管理

實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心的各項(xiàng)管理功能，包括以下管理內(nèi)容：（1）動(dòng)態(tài)管理、分析輸配管網(wǎng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)命令的遠(yuǎn)程下達(dá)；（2）設(shè)置多級(jí)控制權(quán)限，分別設(shè)置保護(hù)口令；（3）設(shè)置同步時(shí)鐘，確保所采集數(shù)據(jù)的一致性；（4）實(shí)施網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視，掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.8 系統(tǒng)接口

SCADA系統(tǒng)、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、巡線車輛調(diào)度GPS系統(tǒng)，三者只有緊密配合，才能實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全生產(chǎn)和故障排除。因此，這三個(gè)系統(tǒng)間的工作接口是否可接駁，必須認(rèn)真對(duì)待。

編寫GIS與SCADA系統(tǒng)的接口模塊，將SCADA數(shù)據(jù)信息和GIS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一管理系統(tǒng)，獲取第一位的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。再與GPS巡線車輛調(diào)度系統(tǒng)，詳細(xì)掌握車輛與隨車人員的情況，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溝通，在最短時(shí)間內(nèi)為一線工作人員提供技術(shù)指導(dǎo)和工藝配合。提高工作效率，尤其是可以縮短排障周期，增加燃?xì)夤芫W(wǎng)管理的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

本文較為詳細(xì)地介紹了SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和功能，在實(shí)際工作中，必須結(jié)合所在城市的燃?xì)夤芫W(wǎng)狀況、設(shè)備配置情況，做好實(shí)際的監(jiān)控管理工作，才能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的管理應(yīng)用，科學(xué)運(yùn)用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而提高天然氣公司的管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 張鐵軍.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2012，（2）.

[2] 楊坤海.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2010，（5）.

[3] 王長(zhǎng)富.淺談城市燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的建立[J].上海煤氣，2009，（5）.endprint

摘要：西安秦華天然氣有限公司所轄天然氣管線累計(jì)投運(yùn)5276公里，天然氣年總供氣量已達(dá)12.4億標(biāo)準(zhǔn)立方米，日最大供氣量為826萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米，SCADA系統(tǒng)在西安秦華天然氣有限公司的燃?xì)夤芫W(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。文章就SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，提出采用SCADA系統(tǒng)可以有效提高天然氣企業(yè)的整體管理水平。

關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)；調(diào)度中心；結(jié)構(gòu)功能；燃?xì)夤芫W(wǎng)

中圖分類號(hào)：TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）27-0080-02

從20世紀(jì)80年代之后，各大城市逐漸增加煤氣天然氣管道的鋪設(shè)里程，燃?xì)馄髽I(yè)廣泛采用SCADA系統(tǒng)，對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。SCADA系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)調(diào)度提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，有效地實(shí)現(xiàn)了全面監(jiān)視工藝流程的作用。SCADA系統(tǒng)由調(diào)度中心、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)和通信系統(tǒng)組成。調(diào)度中心包含SCADA服務(wù)器、SCADA工作站和通信服務(wù)器等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)由RTU組成，其功能是對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；通信系統(tǒng)是聯(lián)系調(diào)度中心與監(jiān)控站點(diǎn)，并執(zhí)行數(shù)據(jù)、指令傳達(dá)的信息系統(tǒng)。

1 SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

燃?xì)夤芫W(wǎng)根據(jù)輸送功能的不同，分作高壓、中壓和低壓管網(wǎng)，SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成需要滿足“多氣源、一張網(wǎng)”管理模式，因此，在設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成的時(shí)候，除了需要滿足信息集成、數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控的功能之外，還必須同時(shí)考慮整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性、可擴(kuò)展性。

1.1 調(diào)度中心

調(diào)度中心是SCADA系統(tǒng)的核心部分，由SCADA服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、通信服務(wù)器等組成。調(diào)度中心的工作原理是：通過(guò)接收燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視各站點(diǎn)的運(yùn)行情況，根據(jù)管網(wǎng)參數(shù)及時(shí)調(diào)整，完成信息集成工作。

2 SCADA系統(tǒng)的功能

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是適用于大范圍、長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)監(jiān)控業(yè)務(wù)，在石油、燃?xì)?、水利、化工、電力等行業(yè)。SCADA系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用，主要是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)并能夠及時(shí)報(bào)警的作用。從而保障城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全生產(chǎn)與管理?；谝陨弦?，SCADA系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的主要功能如下：

2.1 生產(chǎn)管理功能

管理顯示城市整個(gè)燃?xì)夤芫W(wǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括：設(shè)備狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)、工藝流程、設(shè)備運(yùn)行等。

通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算天然氣的儲(chǔ)備量，結(jié)合若干外界因素，計(jì)算分析出天然氣的可持續(xù)用量，提前設(shè)計(jì)氣量峰值的應(yīng)急調(diào)配方案，保證用氣安全。

通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算管網(wǎng)壓力與流量，制定相應(yīng)方案，通過(guò)SCADA系統(tǒng)的控制設(shè)備實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整，平衡管網(wǎng)供氣，保證供氣的安全穩(wěn)定性。

2.2 安全管理功能

根據(jù)生產(chǎn)情況和監(jiān)管需要，將報(bào)警分作三個(gè)級(jí)別：一般報(bào)警、重要報(bào)警、嚴(yán)重報(bào)警。設(shè)置不同的報(bào)警顏色和聲音，區(qū)分不同的報(bào)警級(jí)別。系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)彈出報(bào)警畫面的功能，增強(qiáng)警報(bào)的應(yīng)激性，提升反應(yīng)能力。同時(shí)設(shè)置警報(bào)自動(dòng)記錄與查詢功能，方便后期工作的開(kāi)展。

2.3 輔助管理功能

輔助管理功能主要包括：自動(dòng)記錄、管理權(quán)限設(shè)置、自動(dòng)生成報(bào)表等。自動(dòng)記錄功能可以方便用戶查找和追溯燃?xì)獾氖褂们闆r；管理權(quán)限設(shè)置可以增加系統(tǒng)應(yīng)用的安全性和簡(jiǎn)便性；自動(dòng)生成報(bào)表功能可以方便造表，節(jié)約人力資源。

2.4 通信系統(tǒng)功能

通信系統(tǒng)的功能能否穩(wěn)定運(yùn)行，是SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完整、真實(shí)和實(shí)時(shí)監(jiān)控的重要保障。為滿足SCADA系統(tǒng)管理要求，該系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

支持多個(gè)站點(diǎn)不同變量的分類采集功能，各站點(diǎn)的信息采集功能要相互獨(dú)立，不會(huì)互相影響；采用通用的Mod bus TCP/IP系統(tǒng)，方便管理和維護(hù)；實(shí)行雙軌道的通信模式，設(shè)置自動(dòng)切換功能；設(shè)置數(shù)據(jù)采集同步傳遞的功能；支持主動(dòng)報(bào)警，支持優(yōu)先處理警報(bào)狀態(tài)的功能。

2.5 監(jiān)控界面

監(jiān)控界面在功能上包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理、各站工藝流程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)歸檔、在線組合、熱備切換、通信管理、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)接口等功能。在設(shè)計(jì)這些功能的時(shí)候，要考慮到簡(jiǎn)單、明了、容易操作的原則。

在這些功能中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理、各站工藝流程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)歸檔、通信管理，前文已經(jīng)涉及到，下面說(shuō)說(shuō)熱備切換、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)接口功能。

2.6 熱備切換

SCADA服務(wù)器選用雙機(jī)熱備模式，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)在10秒內(nèi)自動(dòng)執(zhí)行切換功能。

2.7 系統(tǒng)管理

實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心的各項(xiàng)管理功能，包括以下管理內(nèi)容：（1）動(dòng)態(tài)管理、分析輸配管網(wǎng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)命令的遠(yuǎn)程下達(dá)；（2）設(shè)置多級(jí)控制權(quán)限，分別設(shè)置保護(hù)口令；（3）設(shè)置同步時(shí)鐘，確保所采集數(shù)據(jù)的一致性；（4）實(shí)施網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視，掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.8 系統(tǒng)接口

SCADA系統(tǒng)、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、巡線車輛調(diào)度GPS系統(tǒng)，三者只有緊密配合，才能實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全生產(chǎn)和故障排除。因此，這三個(gè)系統(tǒng)間的工作接口是否可接駁，必須認(rèn)真對(duì)待。

編寫GIS與SCADA系統(tǒng)的接口模塊，將SCADA數(shù)據(jù)信息和GIS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一管理系統(tǒng)，獲取第一位的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。再與GPS巡線車輛調(diào)度系統(tǒng)，詳細(xì)掌握車輛與隨車人員的情況，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)溝通，在最短時(shí)間內(nèi)為一線工作人員提供技術(shù)指導(dǎo)和工藝配合。提高工作效率，尤其是可以縮短排障周期，增加燃?xì)夤芫W(wǎng)管理的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

本文較為詳細(xì)地介紹了SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和功能，在實(shí)際工作中，必須結(jié)合所在城市的燃?xì)夤芫W(wǎng)狀況、設(shè)備配置情況，做好實(shí)際的監(jiān)控管理工作，才能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)的管理應(yīng)用，科學(xué)運(yùn)用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而提高天然氣公司的管理水平。

參考文獻(xiàn)

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