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力控eForceCon在燃氣調度中心SCADA系統(tǒng)中的應用
系統(tǒng)概括
隨著城市燃氣管網規(guī)模的不斷擴大,燃氣場站數(shù)量更多,分布范圍更廣,調度中心與場站之間的實時通訊與調度面臨更大的挑戰(zhàn),舊有的管理手段和管理模式已無法滿足新的管控需求,力控eForceCon產品在燃氣調度中心的應用中以自己的產品優(yōu)勢直面這些挑戰(zhàn),可以幫助企業(yè)顯著提升其調度管理水平。

以eForceCon產品構建的燃氣調度中心SCADA系統(tǒng)可為管理層提供一個穩(wěn)定,可靠,可信及時的監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)對全國各地方調度室及站控室的運行參數(shù)進行采集、存儲、分析、展示以及應用,以實際數(shù)據(jù)為依據(jù),優(yōu)化并指導燃氣公司的生產運營。系統(tǒng)將門站、工業(yè)用戶、加氣站、城區(qū)管網末端、調壓站等多種類型的監(jiān)控站點的實時數(shù)據(jù)傳送到各級燃氣調度中心,供調度中心操作員實時監(jiān)控,畫面也可同時呈現(xiàn)在大屏幕顯示系統(tǒng)上。
系統(tǒng)設計
燃氣調度中心SCADA系統(tǒng)設計緊密結合燃氣生產運行及相關業(yè)務流程,對管網、場站、燃氣業(yè)務、客戶服務等業(yè)務進行一體化管理,其主要實現(xiàn)目標如下:

各站庫所有參數(shù)的采集與存儲,并匯總到調度中心平臺。

各站庫主要參數(shù),主要工藝畫面的監(jiān)視。

各站庫主要參數(shù)的統(tǒng)計及分析,并以趨勢圖,餅圖,棒圖等展示。

各站庫主要參數(shù)的日報,月報,季報,年報展示。

支持遠程控制,客戶可進行本地遠程控制的切換。

與GIS,視頻等系統(tǒng)對接,進行業(yè)務聯(lián)動。

系統(tǒng)架構

該SCADA系統(tǒng)架構的設計涵蓋從底層設備到上層軟件應用的所有軟硬件。系統(tǒng)采集各類閥門,流量計,壓力表,溫度計等現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù),在場站匯總后通過安全網絡上傳到調度中心進行數(shù)據(jù)的分析及展示。

 

系統(tǒng)主要包括調度中心和站控系統(tǒng)。調度中心設置在企業(yè)的各級調度室,需要配備的硬件包括實時服務器(熱備冗余)、歷史服務器(熱備冗余)、磁盤陣列柜、Web服務器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、工程師站、操作員站(根據(jù)監(jiān)控站場數(shù)量調整)、視頻工作站、大屏顯示系統(tǒng)、打印機、UPS電源、網絡設備等;站控系統(tǒng)設置在各級場站,門站,主要配備的硬件有PLC系統(tǒng)、RTU系統(tǒng)、操作員站、通訊服務器等;層級之間配備了隔離網關等安全設備保證系統(tǒng)信息安全。

 

主要系統(tǒng)節(jié)點說明如下:

1. 調度中心管理系統(tǒng)
在中心系統(tǒng)的建設中,可構建冗余的實時服務器、歷史服務器提高系統(tǒng)的可靠性,分布在網絡中的實時服務器、歷史服務器、報警服務器等分布式管理服務器可方便的進行系統(tǒng)擴展。
1) 實時服務器
實時數(shù)據(jù)服務器由eForceCon產品構建,主要為系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)管理支撐,負責處理、存儲、管理從站場和RTU采集傳送來的實時數(shù)據(jù),并為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)服務器中運行通信管理軟件,完成與各站場及RTU的通信連接、協(xié)議轉換、網絡管理等任務。分布式的服務器節(jié)點之間可通過遠程數(shù)據(jù)源進行信息交互從而實現(xiàn)系統(tǒng)資源的負載均衡。
2) 歷史服務器
歷史數(shù)據(jù)服務器由eForceCon產品歷史庫構建,也可由pSpace充當,主要完成歷史數(shù)據(jù)的存儲、管理,并為網絡中的其它服務器和工作站提供歷史數(shù)據(jù)服務。系統(tǒng)支持斷線緩存,能自動恢復通信中斷期間的數(shù)據(jù)。
3) WEB服務器
Web服務器由eForceCon產品的Web工具實現(xiàn),是實時監(jiān)控系統(tǒng)與管理應用系統(tǒng)之間的銜接服務器。Web服務器保證生產數(shù)據(jù)都在 B/S 結構的統(tǒng)一平臺下進行監(jiān)控,包括場站、分輸站、管網城網的監(jiān)控信息以及視頻監(jiān)控信息都可在統(tǒng)一平臺上進行監(jiān)視。
4) 操作員工作站
操作員工作站是調度、操作人員與調度中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)的人機界面(HMI),由eForceCon產品的CS客戶端充當,它在調度中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)中作為客戶端,操作員通過它可詳細了解管網的運行狀況并下達命令,它們通過局域網與服務器互聯(lián)并交換信息。
5) 工程師工作站
工程師工作站是系統(tǒng)工程師的操作平臺,由eForceCon產品開發(fā)版構建。工程師可通過它對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫等進行維護和管理;通過遠程部署工具對整個系統(tǒng)應用程序、工程進行遠程更新、修改、管理各服務器的運行程序;同時還可以對系統(tǒng)進行二次開發(fā),實現(xiàn)更多的功能。
2. 門站監(jiān)控系統(tǒng)
站控系統(tǒng)設在各門站控制室,系統(tǒng)主要由操作站和RTU,PLC等控制系統(tǒng)及組成,由eForceCon產品獨立構建。RTU或PLC完成對所屬門站的溫度、壓力、流量、泄漏報警等各種參數(shù)的采集、處理及控制。操作站實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集處理和顯示,以及異常情況的就地控制,訊服務器進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的上傳。
3. 網絡安全防護
系統(tǒng)采用縱深防御和安全分區(qū)設計,將全網劃分為多個不同的網絡安全層次,使層級間具備方位路徑控制、入侵檢測與防護、技術隔離與安全審計能力,構建在安全管理中心支持下的計算環(huán)境、區(qū)域邊界、通信網絡三重防御體系,以實現(xiàn)系統(tǒng)安全互聯(lián)、區(qū)域邊界安全防護和計算環(huán)境安全。 根據(jù)層級間的邊界防護,層內安全,主機安全及數(shù)據(jù)安全的要求,在各個分公司系統(tǒng)中部署力控通訊網關pFieldComm和力控工業(yè)安全防護隔離設備pSafetyLink。pFieldComm可通過多種總線方式采集各個分站的數(shù)據(jù)并轉發(fā)到安全防護隔離設備pSafetyLink。pSafetyLink對遠程數(shù)據(jù)進行加密壓縮,并通過Internet將數(shù)據(jù)包傳送到遠端調度中心的服務器。利用pSafetyLink設備的雙系統(tǒng),單向隔離傳輸功能,系統(tǒng)可將病毒及網絡黑客行為徹底隔離在外網,最大限度的保護生產系統(tǒng)的安全和可靠運行。
1、 燃氣管網全網實時監(jiān)測

系統(tǒng)可將分布在各個區(qū)域的站庫所采集的管網設備的運行參數(shù)匯集到調度監(jiān)控界面上來,并結合GIS系統(tǒng)提供的天然氣管網地理信息,整體顯示所轄區(qū)域內管網運行的狀態(tài)信息,并將管網各監(jiān)測點的信息(壓力、溫度、流量等)實時地顯示在中心的大屏幕監(jiān)視屏上。

 

2、 站庫工藝流程圖動態(tài)展示

通過力控科技eForceCon平臺組態(tài)軟件的畫面組態(tài)工具,用戶可以快捷,方便的開發(fā)定制工藝流程圖,相關開關量、設備的運行/停止、模擬量的實時變化等,圖形目標的前景色、背景色及目標的動態(tài)移動方向均可任意指定,并可動態(tài)變化。

 

3、 實時歷史趨勢曲線分析功能

系統(tǒng)可任意組合用戶測量趨勢、測量參數(shù)累計、故障時段等趨勢記錄,并可通過打印輸出。管理人員可通過實時或歷史趨勢了解管網過去及當前的狀況、分析未來的趨勢。

 

4、 各類生產報表的生成及查詢

系統(tǒng)可自動生成日報表,周報表,月報表,年報表,以及各類自定義的分時報表。報表可按指定的時間段,時間間隔及指定站點,區(qū)域進行查詢,并可以excel,pdf等各種形式導出或打印。

 

5、 報警及事件管理功能

系統(tǒng)可實時顯示并記錄就地流量測量系統(tǒng)的各種報警信息,如流量/壓力的超限、儀表工作電源不正常、閥門工作異常、通訊故障等報警信息。此外燃氣調度中心系統(tǒng)具備嚴格的權限管理功能及操作跟蹤功能,記錄所有用戶操作過程,對出現(xiàn)的系統(tǒng)安全問題提供調查的依據(jù)和手段。

 

6、 企業(yè)信息門戶功能

為了滿足現(xiàn)代企業(yè)信息化的要求,系統(tǒng)將企業(yè)的生產過程系統(tǒng),數(shù)據(jù)瀏覽系統(tǒng),數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng),數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以WEB的方式提供出來?;赪EB的配置、運行、管理方式,極大的減少了企業(yè)的管理維護成本。web頁面在與其他信息化系統(tǒng)融合時也更有優(yōu)勢。

 

應用總結

由eForceCon產品構建的燃氣調度SCADA系統(tǒng),推動了燃氣調度中心的信息化建設,實現(xiàn)了城市基礎管網設施及燃氣資源的動態(tài)感知、集中監(jiān)控、智能報警、診斷分析、遠程運維、在線模擬、輸配管理、實時協(xié)調等功能,從而實現(xiàn)城市指揮中心的統(tǒng)一調度、智能聯(lián)動、快速響應,提高了城市的市政管理水平和對外服務能力。整套系統(tǒng)結合先進的計算機技術、網絡通信技術、自動化控制技術,可以提高工作效率、降低成本,為燃氣管網的統(tǒng)一調度管理提供有力保障。

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