1、有关城市燃气管网 SCADA 系统的规划设计的探讨摘要：随着城市化进程的不断发展，城市燃气作为现代文明城市的重要标志之一，既是城市重要的公用基础设施，同时，又是国家能源建设的重要组成部分。其利用领域极为广泛，诸如化学工业原料、工业燃料、商业及民用燃料、汽车燃料、集中供热与发电等，是主要的一次性消耗能源。其特点是:分布式、集散型、网络化、全开放。但是目前，在大多数城市燃气输配管网中，对各调压站的监控仍采取人工记录、逐级汇报的方法。这种方法工作量大，资源消耗多，效率低，而且容易出错，远远不能满足城市快速发展的需要。为了解决这些问题，满足对生产过程的调度指挥，建立数字化、信息化城市，就需要建立可靠的
2、城市燃气系统。 关键词 ：城市燃气； SCADA 系统； 监控系统 中图分类号：TU996.5 文献标识码：A 文章编号： 前言： 随着城市规模的不断扩大，城市建设的不断发展，用气量的不断上升，城市的燃气管网也在不断的扩展。这就导致了监测范围十分广阔，监测点数量非常庞大，且地理位置散乱，采用的通讯形式多种多样。而燃气行业的特殊性，要求调度系统能够在紧急的情况下迅速做出反应、采取行动，控制紧急情况，而且要求做到安全、可靠，尽可能地不影响用户的正常用气。 1燃气管网 SCADA 系统概述 随着我国西气东输一线工程的全线建成供气，以及二线工程 2012 年12 月全线投产，天然气作为洁净的优质能源已
3、在沿线城市得到充分重视和应用，使用领域和范围正迅速扩大，这意味着天然气时代已经来临。为使天然气的普及应用能够惠及千家万户和工商企业，各城市燃气公司投入巨资进行管网改造，完成城市高压管线、门站及调压站等的建设，实现天然气置换。对于庞大的燃气管网，依赖以往的值班员“眼看手记”的方式实现对燃气管网的监控管理，已经满足不了生产调度和安全管理的要求，为此需要引入 SCADA 系统，完成现场管网参数的实时自动采集和集中监控。近几年，SCADA 系统在燃气行业得到迅速普及应用，设计标准和功能要求参差不齐，目前大都由企业或设计院自行制定，建设部在此方面也没有具体的行业标准可以参考，本文就 SCADA 系统的规
4、划设计给出一些意见，认为系统的设计要遵循下述原则。 1.1 系统建设原则 1.1.1 燃气管网 SCADA 系统是燃气管网的重要组成部分。应本着实事求是、兼顾发展、统一规划、逐步建设、适当超前的原则，针对不同地区采用适应当地经济发展建设模式。 1.1.2 燃气 SCADA 系统应采用适合中国国情的先进且成熟的技术，力求经济实用，原则上立足于国产设备。其功能和方案应以燃气系统的规模、结构以及对运行管理的要求为依据，力求与管理体制和职责范围相适应，与燃气系统的发展规划相适应。 1.1.3 燃气 SCADA 系统的建设分为新建和改造，应统一规划，分步实施，一般应满足未来 58 年的发展要求。新建自动
5、化系统应考虑调度自动化系统的统一设计。改造时，应考虑与规划期限最终方案的衔接。 1.1.4 燃气 SCADA 系统的建设应遵循相关国家标准、行业标准及文件的规定。 1.1.5 燃气 SCADA 系统应提供与管理信息系统的接口。 1.1.6 燃气 SCADA 系统的计算机以微机为主，采用成熟的系统软件。 1.1.7 燃气 SCADA 系统的通信应有多种方式，可根据业主的不同要求，并结合业主自身的实际情况，选择适用的通信方式和通信速率。通信系统的功能、质量、协议应满足有关规定。应对通道的运行情况进行监视，重要的通信通道宜采用独立的双通道，并可手动或自动切换。 1.1.8 SCADA 系统的建设和运
6、行，离不开高素质的技术人员和科学的管理方式。应加强人员的培训，制定相应的运行管理规程，并严格执行。1.2 设计原则 系统方案设计应依据当地燃气管网的发展规划，从分析当地燃气系统特点、运行需求和基础条件出发，对主站、通讯、相关配套设施分别做出功能要求、技术规范、设备(软/硬件)方案和分布实施计划。 选择系统平台时应考虑所在地区已投运系统的平台使用情况，以满足系统间互联的需要，宜选用 Windows 系列操作系统，或采用 Unix 和Windows 的混合平台；应选择具有较高性能价格比的硬件设备，建立一个满足精确度要求和现场环境及工艺条件要求、技术先进、稳定可靠、开放实用、操作维护方便、性能价格比
7、高的 SCADA 系统，能够自动、连续地监视燃气管网和工艺设备的运行，使得在调度控制中心能够完成对燃气管网和站场监控、调度、管理、优化运行的任务。保证系统具有较高的安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性、容错性和灵活性。 2.通讯系统的规划 燃气 SCADA 系统的调度中心侧和站控侧之间的通讯方式选择，应根据当地通信系统条件、系统规模和特点、地理环境，经全面的技术性和经济性比较后确定。目前相对切实可行的是利用成熟的城市公共数据通信网络来搭建 SCADA 系统的数据传输通道，可选用网通/电信 SDH 或ADSL，移动 GPRS、联通 CDMA 等来实现，这几类通道在通讯的效率、可靠性和经济性上有
8、很大差异，各燃气公司需要根据自身的具体情况和当地网络服务商的业务水平及取费情况来定。下表给出这几类通讯方式的对照表，供方案设计参考： 通讯方案的设计对 SCADA 系统的整体可靠稳定和实用性等至关重要，在设计时应与当地的网络服务商做好前期沟通，就网络服务、收费情况和售后保障等方面达成一致协议，确保通讯网络的运行可靠稳定。 3.调度中心系统(主站)的设计 3.1 调度中心 SCADA 系统(主站)的构成 调度中心 SCADA 系统(主站)主要由软件系统、计算机系统和网络设备等组成。 软件系统宜按多层次软件结构设计，遵循模块化设计原则，所选操作系统应为具有开发性、高可靠性和安全、成熟的产品。除系统
9、软件、应用软件外，还应配置包括数据库管理、人机管理、网络管理、系统管理在内的支持软件，以及当地及远方在线故障诊断软件。在采用商用数据库管理系统软件时，所选商用数据库管理系统应为当时主流技术产品。软件应为汉字说明，具有汉字操作指南。 宜采用专业 SCADA 软件或者网络版的组态软件来实施，功能实现应包括数据采集和监视控制、实时计算分析、历史数据存储、报表统计打印、计算机通信、调度员人机会话、WEB 实时发布等功能应用。 主站计算机系统包括服务器、工作站等，应本着可靠、可维护、可扩展的要求选配当时主流技术通用产品设计。宜采用分布式结构，由多台服务器、工作站和配套设备构成，具有关键应用的计算机硬件应
10、采用冗余配置。 网络设备应选配性能可靠的网络交换机、路由器，并由此组成计算机网络系统，为进一步提高网络的运行可靠性，应建设成冗余配置的双网络结构。 3.2 调度中心 SCADA 系统(主站)的功能 1) 数据采集；2) 数据通信接口；3) 数据处理、运算和存储；4) 告警与告警抑制功能；5) 图形功能；6) 制表与打印；7) 运行参数及状态人工设置；8) 控制功能；9) 系统对时功能；10) 人机会话；11) 事故追忆和重演；12) 通道监视；13) Web 实时发布；14) 远程维护及故障诊断；15) 短期用气量预测和生产调度 ；16) 设备台帐管理；17) 电子值班功能；18) 视频监控功
11、能；19) 抢修预案管理；20) 其他。 5 .结语 城市燃气管网 SCADA 系统是保障燃气企业安全生产和可靠供气的有效技术手段，在 SCADA 系统的设计和实施过程中，会不断吸收一些新的技术和设计思想，使得系统的功能设计和技术应用更加先进成熟。相信随着天然气应用的普及推广，符合燃气行业特点的 SCADA 系统的设计标准或规范也将很快出台，并将推动燃气管网 SCADA 系统的实用化进程。 参考文献： 1 赵敏. 动力监控系统在维护工作中的作用 J. 甘肃科技. 2004(08). 2 徐淑芳. 监控系统在维护工作中的作用J. 科技资讯. 2006(27). 3 张海滨，郑维智. 短距离无线通信在控制中的应用J. 微计算机信息. 2004(11). 4 范敦浩. 电源监控系统防雷措施J. 通信电源技术. 2002(01).
