鄭彬彬

摘 要

SCADA系統(tǒng)通過對燃氣輸配過程中各項運行參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)泄漏等事故并處理，按照末端用戶的實際需求進行燃氣調(diào)度和計量，提高燃氣供應(yīng)、輸配的合理性和穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】SCADA調(diào)度中心 通信系統(tǒng) 遠程終端站

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，天然氣已經(jīng)走進千家萬戶。管道供氣作為城市燃氣的重要來源和保障，與生產(chǎn)和生活密切相關(guān)。燃氣管網(wǎng)作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，越來越龐大和復(fù)雜，對燃氣輸配的安全性、可靠性和穩(wěn)定性要求也越來越高。一旦管網(wǎng)或設(shè)備出現(xiàn)問題，如不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，將會嚴(yán)重影響用戶的生產(chǎn)和生活。因此加強對燃氣管網(wǎng)輸配調(diào)度的優(yōu)化以及信息化建設(shè)就顯得尤為重要。

1 SCADA系統(tǒng)的介紹

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition）簡稱SCADA，是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它通過對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及報警等功能，完成對燃氣管道工況連續(xù)穩(wěn)定的實時監(jiān)控，保障燃氣輸配安全、穩(wěn)定的進行。

2 SCADA系統(tǒng)的主要作用

SCADA系統(tǒng)主要實現(xiàn)安全供氣、合理調(diào)度、計量和其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的功能。通過對燃氣輸配過程中各項運行參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)泄漏等事故并處理，按照末端用戶的實際需求進行燃氣調(diào)度和計量，提高燃氣供應(yīng)、輸配的合理性和穩(wěn)定性。

2.1 SCADA系統(tǒng)對安全供氣的保障作用

建立SCADA系統(tǒng)，最主要的目的是安全。因為天然氣是無色無味的易燃易爆危險氣體，所以在從城市門站到中低壓用戶的輸送過程中不能有泄漏，而對管線上的這種泄漏檢測只能通過壓力在管線上的下降、流量和壓力的變化關(guān)系得到，這就要求在關(guān)鍵的門站、調(diào)壓站等站點設(shè)置壓力檢測傳感器，實時檢測壓力變化并傳輸?shù)秸{(diào)度中心。另外在重要站點安裝燃氣濃度報警器，實時檢測傳輸濃度信號對監(jiān)測站點的泄漏情況也特別實用。以上這些監(jiān)測的數(shù)據(jù)都實時的傳輸?shù)秸{(diào)度中心，值班人員可以實時的了解到管網(wǎng)輸配中的問題和故障，采取相應(yīng)的措施進行處理。

2.2 SCADA系統(tǒng)對調(diào)度管理的保障作用

通過對各個天然氣分輸站點流量、壓力的實時監(jiān)測傳輸，調(diào)度中心值班的調(diào)度員可以實時的了解到整個燃氣管網(wǎng)的輸配情況，根據(jù)不同用戶不同時間段用氣需求的不同，可以調(diào)度燃氣供應(yīng)，達到合理供氣的目的。同時通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計進行局部預(yù)測和總體負荷預(yù)測，從而合理制定氣源采購計劃，合理調(diào)配調(diào)度天然氣在城市中的分配使用。

2.3 SCADA系統(tǒng)的計量作用

通過在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b流量計，計量整個城市的用氣量和各個大用戶、區(qū)域的用氣量，進行成本和費用和核算；同時對因用戶發(fā)展和其它因素引起的將來用氣量的變化進行預(yù)測。

2.4 SCADA系統(tǒng)與其它系統(tǒng)接口功能

SCADA系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的采集數(shù)據(jù)，以開放式的數(shù)據(jù)接口（如ODBC）提供給地理信息系統(tǒng)、搶險維修系統(tǒng)、管網(wǎng)仿真系統(tǒng)、泄漏檢測系統(tǒng)及負荷預(yù)測系統(tǒng)，實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)的再利用。

3 SCADA系統(tǒng)設(shè)計的原則

3.1 先進性原則

在系統(tǒng)設(shè)計上充分考慮系統(tǒng)（包括硬件、軟件、系統(tǒng)集成等）的先進性及成熟性。

3.2 開放性和可擴展性原則

系統(tǒng)的生命周期在于可擴展性，包括硬件的易于更換、擴展和升級；業(yè)務(wù)拓展后網(wǎng)絡(luò)的可拓展性；軟件的成熟、通用、可移植、可再開發(fā)性等方面。

3.3 可靠性和安全性原則

系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮到可靠性和安全性，系統(tǒng)的技術(shù)體系及軟硬件是否成熟可靠，直接影響到安全生產(chǎn)。

3.4 經(jīng)濟實用原則

在保證技術(shù)性能的前提下，以最高的性價比實現(xiàn)系統(tǒng)功能，降低總成本。

4 SCADA系統(tǒng)的配置

SCADA系統(tǒng)整體上包括調(diào)度中心、通信系統(tǒng)和遠程終端三大部分。

調(diào)度中心是一個網(wǎng)絡(luò)計算機系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的人機交互、數(shù)據(jù)庫存儲處理等功能。調(diào)度中心配置SCADA服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及工作站等設(shè)備，通過通信系統(tǒng)取得終端站的監(jiān)控功能數(shù)據(jù)和現(xiàn)場視頻監(jiān)控圖像，以實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)功能的人機交互操作。

通信系統(tǒng)完成調(diào)度中心與遠程終端站的通信，實現(xiàn)命令和數(shù)據(jù)的雙向傳輸。通信系統(tǒng)上以專用線路和CDMA相結(jié)合的模式實現(xiàn)，對于重要有人值守站點，調(diào)度中心通過以專線為主、CDMA為輔的方式與門站和儲配站相連；對于無人值守站點，則以CDMA通信方式連接終端站和調(diào)度中心。

遠程終端站由分布在各個門站、加氣站、調(diào)壓站以RTU為主體的測控柜組成，完成物理量的采集和自動控制。

SCADA系統(tǒng)建成后，供氣管網(wǎng)綜合控制和管理系統(tǒng)信息反饋實時性將極大提高，調(diào)度人員可根據(jù)系統(tǒng)提供的信息全面、實時掌握系統(tǒng)運行參數(shù)和管網(wǎng)運行工況，及時處理可能存在的隱患。通過綜合分析、優(yōu)化調(diào)度，使整個供氣管網(wǎng)在最經(jīng)濟、最合理的情況下運行，節(jié)約了人力、物力，工作效率大大提高，經(jīng)濟效益也顯著提高。

從吉林燃氣自動化系統(tǒng)的功能實現(xiàn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊方式、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)可靠性 等方面進行總體設(shè)計和實現(xiàn)。包括需求分析、設(shè)備選型、實施方案和計劃、測試方案和 計劃、設(shè)計審核等工作；并且可以負責(zé)調(diào)控中心上位軟件的編制、調(diào)試、測試，通信系 統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配置、調(diào)試、測試。

本期自動化系統(tǒng)，不僅要采用具有先進工業(yè)水平的SCADA系統(tǒng)和產(chǎn)品，更要設(shè)計、 建立完善、開放的系統(tǒng)，為GIS ， GPS等系統(tǒng)提供源數(shù)據(jù)，建立處于國內(nèi)先進水平的系統(tǒng)。