SCADA系统在城市天然气管网监控中的应用

作者:数字石油
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发布时间:2014-07-22 23:18:30
来源:数字石油

 孟祥才

 

(北京中油瑞飞信息技术有限责任公司,北京 100007

 

时间:2010-12-8 13:16:18 点击:226

摘要:传统的城市供气行业有诸多缺点,为实现各个小区站点的无人值守,提高各个站点自动化监测与控制的水平。本文探讨通过将scada系统应用于供气站点的监控。因而scada系统在供气系统监控等自动化领域得到了广泛应用。 
关键词:scada系统;供气监控;天然气 
中图分类号:te832.2  文献标识码:a  文章编号:1007-9599 2010 12-0000-01 
scada system application in the city gas pipeline network monitoring 
meng xiangcai 
(cnpc beijing richfit information technology co,ltd,beijing  100007,china) 
abstract:the traditional city gas industry has many shortcomings now,in order to achieve unattended each cell site,each site to improve the level of automation monitoring and control.this paper discusses the scada system used by gas stations monitoring.scada system which monitors and other automated supply system has been widely applied.
keywords:scada system;gas monitoring;gas 
一、概述 
城市燃气输配系统的scada,一般由调度中心(mcc)、终端站(rtu)及通信系统组成。调度中心由计算机硬件和系统软件与组态软件等组成,完成工艺图的显示、数据的汇总、报警等功能。终端站由门站场站及高中压站和管网末端站等组成。通讯系统一般门站等站控系统通过ddn利用光纤与调度中心进行通讯,管网末端等利用无线gprs方式与调度中心进行通讯。马鞍山scada系统结构如图1所示。 
马鞍山scada系统拓扑图 
(一)调度中心功能 
调度中心主要完成以下功能: 
对全系统各类站点进行在线实时监控,所有的控制命令均通过良好的人机界面进行。在调度中心通过友好的人机界面,用图形实时地显示各个部分站点的运行工况,用工艺流程图、检测参数列表、流量统计显示列表、动态棒图、实时趋势曲线、历史趋势曲线、实时报警参数、历史报警参数等过程画面显示系统实时变化情况,使生产管理人员能够一目了然地了解全系统的运行情况。 <BR< p>

 

(二)gprs通信流程 
监控数据由终端站通过dtu发出,经过gprs服务网络进入调度中心的gprs通信处理软件中,经处理软件解析、计算、处理后最终进入数据库和工作站软件展现给生产调度人员。 
(三)终端站描述 
终端站主要分为以下三类: 
1.
门站、cng站、球罐区等站控系统。 
2.
高中压调压站。 
3.
管网末端压力测点。 
它们之间的主要区别在于监控的信号多少不一样,工艺作用不一样以及关注的重点有所不同,下面分别介绍这三类站点,并在第二部分中以马鞍山球罐区为例来论述其实现过程。 
1)站控系统。 
站控系统主要完成本地数据采集、过程控制及对现场工艺设备、智能仪表的集中监控和管理,接受和响应调度中心的命令,在本地参数报警时能主动上传数据,接受并执行调度中心下传的各种命令。 
2)高中压站。 
高中压站主要实现调压计量功能。 
3)管网末端监测点。 
管网末端监测点主要测量管网末端的压力,以保证最终用户可以正常用气。 
二、球罐区站控系统组成及解决方案 
由于季节用气量的差别,为保证冬季用气高峰时马鞍山市可以正常用气,马鞍山港华建立了球罐系统用以解决这一问题。 
根据控制工艺的要求,我们采用了澳大利亚kingfisher公司的action rtu作为控制采集设备。 
采用cp-21这款cpu具有运算速度快、可扩充性好、稳定性高等特点,其中最为重要的是这款cpu本身集成了以太网口,支持modbus tcp协议,这样既节省了采购成本,又由于是cpu集成网口,增加了通信的可靠性。 
根据控制工艺要求,我们又配置通信、io等模块。 
上位机我们采用的是装有ifix的工作站,通过modbus tcp协议与rtu连通。 
同时我们还在电控柜上配置了一台施耐德触摸屏,型号为xbtg5230,用于基本工艺图和参数的显示。 
应用kingfisher一体化解决方案,通过梯形图(ld)编制站控程序。利用梯形图进行电动阀的控制。 
站控系统中还实现了一套视频监控系统。视频监控系统主要是通过电缆或光缆在闭合的环路内传输视频信号,并从摄像到图像显示独立完整的系统。在监控中心设有显示器,通过显示器监控系统,使值班人员可以随时观察主要区域的状况。 
通过系统工程随时掌握、监控站区内的情况,检查各个重点区域的安全情况,提前发现隐患,及时处理突发事件。并自动进行录像。正常情况下对重点区域进行6个月的录像,录像资料可备出事时查询。 
视频系统设备主要包括前端一体机、防护罩、云台、解码器,并在本地控制室配有编码器与视频监视器等。 
三、应用总结 
球罐站控系统对于rtu控制来说相对简单,但在国内燃气监控系统中应用kingfisher rtu相对较少。本工程的成功实施证明了kingfisher rtu在燃气监控系统中应用的安全性和可靠性。 
kingfisher
系列rtu由于内置对于modbus协议的完美支持,使得其连接其它如上位机、流量计算机及其简便,另外其强大的扩展性也使扩展自由编程口与第三方协议仪表通信成为可能。 
城市燃气输配管网由于各城市的气源和需气量的不同,用户用气时间也各不相同,因此,进行管网压力、气量的调节控制是相当不易的。马鞍山港华建成了城市燃气scada监控系统,可以有效及时的了解整个管网的运行情况,并可以远程调节各工艺站的阀门来进行调度。此外,更是借助于球罐的储气调节用气不均功能,有效的保障了市民的正常生活,维护了社会稳定。

参考文献: 
[1]
金志刚.城市煤气输配的监控与调度[j].煤气与热力,1992,2:32-

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