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摘要：本文介绍了天津市塘沽燃气有限公司SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统的组成、功能和实现效果，进一步阐述了该系统在燃气输配过程中的先进性和实施的必要性。
关键词：燃气管网；输配调度；SCADA系统
中图分类号：TK229.8 文献标识码：A 文章编号：
一、项目实施的目的、意义和必要性
塘沽燃气有限公司新建储配站，是目前世界上采用储气井形式储气的最大的储气站。新站采用国内一流、技术先进、安全的地下高压储气井储气形式，一期建设完成75口、250米深储气井，每口井的储气压力为250Kg，9.3个水容积，总储气规模达22万Nm3，并预留22万Nm3二期储气用地。同时，还建有CNG加气站一座，加气规模为2万Nm3/日。
燃气调度管理系统（SCADA系统）是新建储配站的重要组成部分之一，是利用现代计算机技术、控制技术和通讯技术，对新储配站工艺设备采集现场实时数据，对本地或远程燃气设备进行自动控制，对工艺进行全面、实时的监视，并为生产、调试和管理提供必要的数据。它的实施将对国内外高压地下储气井群的全自动控制及监控有重要的标志意义。
SCADA较早应用于电力系统的远程监测调试中，后广泛用于给水系统、石油天然气、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。随着城市化进程的发展，城市燃气的工业、民用需求不断增加，城市天然气管网规模不断扩大，因此如何有效的对城市天然气管网工况进行监测管理显得尤为重要。城市燃气SCADA系统的应用对于解决城市天然气管网数据采集、监测控制，调度管理等起到十分重要的作用。
该系统一方面实现利用现代计算机技术、控制技术和通讯技术，对新建储配站及塘沽区域部分调压设备站点进行实时采集现场数据，进行设备本地或远程的自动控制，对工艺进行全面、实时的监视，获取各类信号的报警，并利用大屏幕显示，为生产、调度和管理提供必要的数据。在调度中心的操作人员能够通过计算机系统监控各场站的压力、温度、流量及设备运行状态等信息，完成对整个输配管网的运行监控和调度管理。另一方面，能够在燃气抢修抢险过程中起到指挥作用，提供准确的新储配站及管网运行状态，保证城市生命线工程的有序化进行、保证燃气管网的安全运行，为企业信息化提供了基础数据平台，为企业经营管理和决策提供可行的数据保障。
二、系统主要实施内容
1、调度中心系统：主要由SCADA系统、数据库系统、GIS系统、网络通讯系统等软硬件设备组成；将实现对各监控站点的数据进行实时采集、处理和存储、显示实时和历史数据、曲线图、负责新储配站各类阀门的管理、可以开关远程站点的电动阀门、监控网络设备、处理报警信息等功能；并结合地理信息系统提供的信息，将管网各检测点的信息显示在大屏幕上，同时该信息还通过WEB服务器发布，供联网的客户端浏览；
2、中心调度室DLP 2*4 60寸大屏幕的安装，可将各类信息以高亮度、高清晰度投影的方式显示出来，实时显示各种信息、录像视频，便于观看，为多人提供信息服务；
3、新建储配站的站控系统和现场仪表、电缆及其施工安装工程：包括新储配站压缩机、调压撬与井区、加气区、城市管网自动储气、自动补气的控制设备安装及程序开发；
4、有人值守门站、气源站及无人值守的工业、民用调压设施压力、流量数据采集、泄露报警；
5、在主调度中心配备有32个远程摄像头的视频接收、操作控制、储存的设备,用于新站区的視频监控；视频监视器按4台40”液晶电视设置。在主调度中心可控制每个摄像头的方位和参数。
三、特点及创新点
燃气SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
SCADA系统集现代测量技术、计算机技术、GPRS无线分组数据通信技术、组态软件技术、分布式计算机网络与大型关系式数据库技术于一体的综合性城市燃气管网安全监控系统；它能对燃气输配管网的运行状态建立数学模型，用实时数据来模拟管网实际地运行情况，求解管网中各段流量、存量、温度、压力、气体的分布状态和管网的泄漏情况，从而达到实时掌握管网运行性能，预测未来供需情况，实现燃气输配计划的最优化。燃气公司的日供气量在时间上呈波浪状分布，用气量变化快，决定了系统对管网数据实时性要求高；并且市内管网分布广，数据采集点数量多，有的采集点位置较偏；因此，保证各监控点将采集到的数据实时有效地输送到调度控制中心，是系统成功运行的首要条件，所以要采用合适的网络传输方法保证数据的及时传输。另外，利用管网的数据信息，建立燃气管网运行模型，形成统一的管理平台和人机界面，监测管网的实时运行状态，对管网的运行工况进行仿真和评估，生成调度策略和紧急抢修策略，保障燃气管网安全、连续、稳定运行。
1、主要技术特点：
（1）为企业信息化提供了基础数据平台，为企业经营管理和决策提供可行的数据保障。
（2）SCADA系统，可以为多种应用系统提供可用的接口，为城市燃气提供可视化管理平台。
（3）降低了城市管网运营的劳动强度，提高了城市燃气调度管理和效益。使城市燃气能够合理的分配合理的利用，减少了不必要的浪费。
（4）为城市燃气的发展规划，提供实际的需求和在力的证据。
（5）调试集成的解决方案：SCADA系统所采用的核心产品包括上位监控软件和远程控制终端RTU均为成熟的产品，集成度很高。
（6）开放的系统结构和优异的扩展性能：基于真正的模块化结构，功能齐全、系统扩展容易、伸缩灵活，可与电子地图接口，实现控制的直观性和可操作性。
（7）系统具有优良的兼容性能：系统采用的是流行且通用的标准设备，具备良好的兼容性。采用的开放式网络是透明的，支持各种网络通讯协议和现场数据总线协议，兼容多厂家的RTU设备中。
（8）应用技术成熟稳定：系统综合了现代控制技术、网络技术、数据库技术、通讯技术、等流行技术，使之地结合在一起。良好的总体性能及成功的应用实例更为业界所赏识。
（9）基于WINDOWS平台的SCADA软件：SCADA系统软件是基于WINDOWS技术的工业控制平台软件。
2、创新点：
塘沽新建储配站有两路气源，一路来自渤西气，一路来自于陕气，根据两路气源的气源情况，及公司用气特点，系统通过判断管网的压力和流量条件，自动控制安装在气源进站口的部分电动阀门实现向三组75口储气井储气，并通过系统自动检测站外用气需要，调节减压撬及开启井区阀门自动实现由地下储气井向站外供气，据此实现站区的全自动控制。
四、效益分析及成果应用情况
城市燃气SCADA系统是城市燃气集、输、供、管计算机化、自动化的标志，是城市燃气管理网络化、自动化、信息化的基础，是城市燃气合理利用、可视调度、有效管理的科技手段，它为生产调度及时、准确、安全、可靠的提供管网运行工况数据，降低劳动强度、提高管理效益、使整个供气生产管理过程可视化、规范化、自动化、信息化，提升了煤气公司的科技水平，为公司领导层的决策提供辅助依据。同时，新建塘沽燃气公司储配站储气设施采用的国际国内最先进的高压地下储气形式，最高储存压力达到了25Mpa，将承担用气高峰时向城市管网补气调峰之用，并能够向改燃后的汽车加气使用，而燃气调度系统的建成将实现该项功能的全自动控制，可以完成工况下的自动补气、充气，节省了运行成本，并能够更好的满足汽车的加气功能。
五、结束语
塘沽燃气调度系统的建成不仅可以提高塘沽燃气管网信息管理水平和效率，更好地为塘沽区域广大燃气用户服务，而且能够成为塘沽区乃至滨海新区整体发展规划的有力辅助工具,切实有效地减少塘沽有害气体的排放，有效的改善本地区空气质量环境，必将带来极大的社会效益和环境效益。
参考文献:
[1] 曾力，张广煜，应佐萍. SCADA系统在城市燃气供应中的应用[J]. 煤气与热力，2002.22（3）：264-265
[2] 白庆林,张培山,张林江等.城市燃气SCADA及信息管理系统设计[J].自动化与仪表,2009,24(4):47-50.
关键词：燃气管网；输配调度；SCADA系统
中图分类号：TK229.8 文献标识码：A 文章编号：
一、项目实施的目的、意义和必要性
塘沽燃气有限公司新建储配站，是目前世界上采用储气井形式储气的最大的储气站。新站采用国内一流、技术先进、安全的地下高压储气井储气形式，一期建设完成75口、250米深储气井，每口井的储气压力为250Kg，9.3个水容积，总储气规模达22万Nm3，并预留22万Nm3二期储气用地。同时，还建有CNG加气站一座，加气规模为2万Nm3/日。
燃气调度管理系统（SCADA系统）是新建储配站的重要组成部分之一，是利用现代计算机技术、控制技术和通讯技术，对新储配站工艺设备采集现场实时数据，对本地或远程燃气设备进行自动控制，对工艺进行全面、实时的监视，并为生产、调试和管理提供必要的数据。它的实施将对国内外高压地下储气井群的全自动控制及监控有重要的标志意义。
SCADA较早应用于电力系统的远程监测调试中，后广泛用于给水系统、石油天然气、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。随着城市化进程的发展，城市燃气的工业、民用需求不断增加，城市天然气管网规模不断扩大，因此如何有效的对城市天然气管网工况进行监测管理显得尤为重要。城市燃气SCADA系统的应用对于解决城市天然气管网数据采集、监测控制，调度管理等起到十分重要的作用。
该系统一方面实现利用现代计算机技术、控制技术和通讯技术，对新建储配站及塘沽区域部分调压设备站点进行实时采集现场数据，进行设备本地或远程的自动控制，对工艺进行全面、实时的监视，获取各类信号的报警，并利用大屏幕显示，为生产、调度和管理提供必要的数据。在调度中心的操作人员能够通过计算机系统监控各场站的压力、温度、流量及设备运行状态等信息，完成对整个输配管网的运行监控和调度管理。另一方面，能够在燃气抢修抢险过程中起到指挥作用，提供准确的新储配站及管网运行状态，保证城市生命线工程的有序化进行、保证燃气管网的安全运行，为企业信息化提供了基础数据平台，为企业经营管理和决策提供可行的数据保障。
二、系统主要实施内容
1、调度中心系统：主要由SCADA系统、数据库系统、GIS系统、网络通讯系统等软硬件设备组成；将实现对各监控站点的数据进行实时采集、处理和存储、显示实时和历史数据、曲线图、负责新储配站各类阀门的管理、可以开关远程站点的电动阀门、监控网络设备、处理报警信息等功能；并结合地理信息系统提供的信息，将管网各检测点的信息显示在大屏幕上，同时该信息还通过WEB服务器发布，供联网的客户端浏览；
2、中心调度室DLP 2*4 60寸大屏幕的安装，可将各类信息以高亮度、高清晰度投影的方式显示出来，实时显示各种信息、录像视频，便于观看，为多人提供信息服务；
3、新建储配站的站控系统和现场仪表、电缆及其施工安装工程：包括新储配站压缩机、调压撬与井区、加气区、城市管网自动储气、自动补气的控制设备安装及程序开发；
4、有人值守门站、气源站及无人值守的工业、民用调压设施压力、流量数据采集、泄露报警；
5、在主调度中心配备有32个远程摄像头的视频接收、操作控制、储存的设备,用于新站区的視频监控；视频监视器按4台40”液晶电视设置。在主调度中心可控制每个摄像头的方位和参数。
三、特点及创新点
燃气SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
SCADA系统集现代测量技术、计算机技术、GPRS无线分组数据通信技术、组态软件技术、分布式计算机网络与大型关系式数据库技术于一体的综合性城市燃气管网安全监控系统；它能对燃气输配管网的运行状态建立数学模型，用实时数据来模拟管网实际地运行情况，求解管网中各段流量、存量、温度、压力、气体的分布状态和管网的泄漏情况，从而达到实时掌握管网运行性能，预测未来供需情况，实现燃气输配计划的最优化。燃气公司的日供气量在时间上呈波浪状分布，用气量变化快，决定了系统对管网数据实时性要求高；并且市内管网分布广，数据采集点数量多，有的采集点位置较偏；因此，保证各监控点将采集到的数据实时有效地输送到调度控制中心，是系统成功运行的首要条件，所以要采用合适的网络传输方法保证数据的及时传输。另外，利用管网的数据信息，建立燃气管网运行模型，形成统一的管理平台和人机界面，监测管网的实时运行状态，对管网的运行工况进行仿真和评估，生成调度策略和紧急抢修策略，保障燃气管网安全、连续、稳定运行。
1、主要技术特点：
（1）为企业信息化提供了基础数据平台，为企业经营管理和决策提供可行的数据保障。
（2）SCADA系统，可以为多种应用系统提供可用的接口，为城市燃气提供可视化管理平台。
（3）降低了城市管网运营的劳动强度，提高了城市燃气调度管理和效益。使城市燃气能够合理的分配合理的利用，减少了不必要的浪费。
（4）为城市燃气的发展规划，提供实际的需求和在力的证据。
（5）调试集成的解决方案：SCADA系统所采用的核心产品包括上位监控软件和远程控制终端RTU均为成熟的产品，集成度很高。
（6）开放的系统结构和优异的扩展性能：基于真正的模块化结构，功能齐全、系统扩展容易、伸缩灵活，可与电子地图接口，实现控制的直观性和可操作性。
（7）系统具有优良的兼容性能：系统采用的是流行且通用的标准设备，具备良好的兼容性。采用的开放式网络是透明的，支持各种网络通讯协议和现场数据总线协议，兼容多厂家的RTU设备中。
（8）应用技术成熟稳定：系统综合了现代控制技术、网络技术、数据库技术、通讯技术、等流行技术，使之地结合在一起。良好的总体性能及成功的应用实例更为业界所赏识。
（9）基于WINDOWS平台的SCADA软件：SCADA系统软件是基于WINDOWS技术的工业控制平台软件。
2、创新点：
塘沽新建储配站有两路气源，一路来自渤西气，一路来自于陕气，根据两路气源的气源情况，及公司用气特点，系统通过判断管网的压力和流量条件，自动控制安装在气源进站口的部分电动阀门实现向三组75口储气井储气，并通过系统自动检测站外用气需要，调节减压撬及开启井区阀门自动实现由地下储气井向站外供气，据此实现站区的全自动控制。
四、效益分析及成果应用情况
城市燃气SCADA系统是城市燃气集、输、供、管计算机化、自动化的标志，是城市燃气管理网络化、自动化、信息化的基础，是城市燃气合理利用、可视调度、有效管理的科技手段，它为生产调度及时、准确、安全、可靠的提供管网运行工况数据，降低劳动强度、提高管理效益、使整个供气生产管理过程可视化、规范化、自动化、信息化，提升了煤气公司的科技水平，为公司领导层的决策提供辅助依据。同时，新建塘沽燃气公司储配站储气设施采用的国际国内最先进的高压地下储气形式，最高储存压力达到了25Mpa，将承担用气高峰时向城市管网补气调峰之用，并能够向改燃后的汽车加气使用，而燃气调度系统的建成将实现该项功能的全自动控制，可以完成工况下的自动补气、充气，节省了运行成本，并能够更好的满足汽车的加气功能。
五、结束语
塘沽燃气调度系统的建成不仅可以提高塘沽燃气管网信息管理水平和效率，更好地为塘沽区域广大燃气用户服务，而且能够成为塘沽区乃至滨海新区整体发展规划的有力辅助工具,切实有效地减少塘沽有害气体的排放，有效的改善本地区空气质量环境，必将带来极大的社会效益和环境效益。
参考文献:
[1] 曾力，张广煜，应佐萍. SCADA系统在城市燃气供应中的应用[J]. 煤气与热力，2002.22（3）：264-265
[2] 白庆林,张培山,张林江等.城市燃气SCADA及信息管理系统设计[J].自动化与仪表,2009,24(4):47-50.