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        應用案例

        中油金鴻泰安港新燃氣SCADA調度系統應用案例

        1 項目概述

        泰安港新燃氣有限公司隸屬于中油金鴻能源華東投資管理公司,位于山東省泰安市新泰市開發區。港新公司下轄燃氣場站、加氣站、管線覆蓋新泰市工業及居民區域;眾多的工業用戶、閥室、閥井分布在新泰市各地,調控指揮中心如果無法及時準確的獲悉各重要場站及用戶的信息,這將給生產調度人員對整體的運營及生產安全進行正確的評估及決策帶來了很大的麻煩,給相關人員下達準確的指導指令帶來很大的困難,很難對未來的形勢和環境進行準確的評估,因此,建設一個完善的生產指揮調度系統有助于改善公司的管理與運營。

        建設目標

        項目范圍包含港新公司下屬的場站、加氣站、用氣量大于200Nm3/H工業(商業)用戶20余個、6個長輸閥室、人員密集區域閥井30余個,以及港新公司調度中心進行新建,視頻系統、巡線系統、地理信息系統的集成和功能完善。

        港新公司建設大屏展示中心,整體展示港新公司所轄區域所有生產實時數據、視頻數據、人員數據。結合計算機、信息與控制技術最新發展,面向燃氣調度監控,整合燃氣管網監控與數據采集系統(SCADA系統)、燃氣管網地理信息系統(GIS系統)、視頻系統、仿真系統等系統的數字化管理系統。充分利用管網的數據信息,建立燃氣管網運行模型,形成統一的管理平臺和人機界面,監測管網的實時運行狀態,對管網運行工況進行仿真和評估,生成調度策略和緊急搶修策略,保障燃氣管網安全、連續、穩定運行,提高港新公司企業管理水平和運營經濟效益。完成對管網輸配及場站系統數據采集和監視管理任務,將整個遠程站的數據進行處理、分析、存檔并向各遠程站發送調度及控制指令。同時實現管網在線模擬、輸送計劃、泄漏檢測及定位、運行優化、計量管理等任務,同時提供開放式數據接口與城市智慧市政管理平臺連接,完成生產調度、維護調度、搶修調度等調度功能模塊。

        方案介紹

        3.1 系統架構

        泰安港新燃氣調度指揮平臺主要由三層組成:場站監控中心、通訊網路和調度中心。其中調度中心負責對所有管轄范圍內的管線、站庫系統進行監控,并對數據進行存儲、分析、報警、報表打印、向各現場設備發出調度控制指令,結合輸配管理系統(DMS)、應急指揮系統、地理信息GIS、視頻監控等子系統實現生產運營調度管理。通訊網絡平臺通過有線或無線等方式將反映場站控制系統等狀態數據傳送到調度中心,同時接收調度中心發來的調度控制指令。場站及控制器等硬件設備,用于燃氣輸配數據的采集、控制和調節。系統架構如下圖所示:

        3.2 系統介紹

        智慧燃氣調度指揮平臺主要由實時服務器、歷史服務器、工程師站、操作員站、Web服務器、三維監控服務器、巡檢服務器等部分組成。調度控制中心的計算機系統按客戶機/服務器結構設置。局域網采用高速以太網。為了提高系統的可靠性,服務器采用雙機熱備、局域網冗余配置。操作員工作站、工程師工作站等均作為局域網上的一個節點,共享服務器的資源。服務器采用分布式結構,按功能將它們分開設置,以降低單臺服務器的負荷,提高系統的處理能力和可靠性,并便于管理。

        3.2.1 實時服務器

        實時服務器采用力控eForceCon 5.0產品,主要負責采集場站SCADA服務器及控制器采集傳送來的現場過程數據,來完成實時數據的處理、存儲、統計、管理等功能,可以通過以太網與現場的控制器進行通訊,將操作員站的控制指令發送到場站現場控制器,實現控制要求。并為網絡中的其它服務器和工作站提供相關實時數據。

        3.2.2 歷史服務器

        歷史服務器采用力控pSpace 6.1產品,作為智慧燃氣調度指揮平臺系統的核心,歷史服務器是分析展示軟件的數據來源,它可以實時記錄采集的各個場站的數據,長期保存,為今后生產運營提供數據支持,并為網絡中的其它服務器和工作站提供數據服務。能自動恢復通信中斷期間的數據。為了保證歷史數據服務器的數據安全性,配置兩臺服務器,以磁盤陣列的方式進行雙機熱備冗余。

        3.2.3 工程師站

        工程師站是進行工程開發的平臺,可完成如下功能:

        • 經過授權的維護人員(維護工程師),通過工程師站可以對整個系統進行維護,包括控制網絡的組態設置(網絡節點的增減、通訊速率的設置等)、人機界面(HMI)畫面的修改、現場過程數據采樣點和被控點的增減等;

        • 具有操作員站的全部功能,需要時可以作為操作員站使用。

        3.2.4 操作員

        總部調度室的操作員,在操作員站對各個場站系統進行監視、控制、產生報表和曲線。

        • 作為人機界面(HMI),通過多媒體手段(畫面、聲音等),為操作人員提供各個場站形象直觀的現場過程數據、過程報警、事件報警等;

        • 作為人機界面,操作員通過輸入設備(鼠標、鍵盤等),向各個場站發送調控指令。

        3.2.5 WEB服務器

        Web服務器是實時監控系統與管理應用系統之間的銜接服務器。實時監控系統將有關信息寫入Web服務器,并對其實時更新。Web服務器在管理信息網絡中以網站的形式出現,它既為管理系統提供生產信息,又避免了與生產實時監控系統等無直接關系的計算機直接訪問實時監控系統服務器。以方便快捷的方式為領導和管理者展示企業信息,從WEB提供的數據分析及專業應用工具中了解企業的運作。

        3.2.6 三維可視化平臺服務器

        三維可視化平臺服務器將場站、管網節點等設備以三維形式進行展現,操作人員可在三維場景中進行監控。

        三維可視化平臺可與管理平臺無縫集成。在管理平臺中可隨時二維、三維場景進行瀏覽,也可在有異常情況發生時,隨時切換到相關的監測點,查看畫面情況。

        系統功能

        4.1 SCADA系統總括

        SCADA系統包含:二維、三維工藝流程圖;閥室進出口壓力、濃度;報表列表、趨勢曲線、生產報表、事件列表、系統配置圖、企業參數、分輸參數、配置用戶、公司分布、巡線系統、通訊通道狀態。運行參數匯集到大屏界面上。

        1) 三維工藝流程圖

        用戶可以對門站內的電動調節閥進行遠程操作,并可看到閥門開啟與關閉過程中的狀態變化。

        2) 閥室三維圖

        閥室三維畫面顯示的畫面與實際現場畫面一致,并在現場安裝里濃度、壓力傳感器以及遠程設備。

        3) 報警列表

        可更具需求設置報警上下限(二次開發),用戶可在報警列表中看到歷史和實時報警,以及報警的開始值、結束值等。下圖包括了報警列表和門站內重要流量計、壓力和溫度的報警值設置表格。


        4)生產報表

        生產報表包括門站與加氣站流量計數據與變送器數據,可查詢歷史數據,數據保存周期為30s,報表內可對標況工況流量進行小時瞬時流量的計算。

        趨勢曲線同樣包括實時曲線和歷史數據,曲線可添加與刪除,并且可以添加多條屬性相同的曲線進行對比觀看。

        5)趨勢曲線

        趨勢曲線分為實時曲線和歷史曲線兩部分,實時曲線可顯示選中參數最近10分鐘趨勢變化及對比情況,并隨時間不斷更新;歷史曲線可查詢選中參數的任意歷史時間段內的趨勢變化。

               6)企業用戶參數

        用戶可實時查看企業的當前用氣量、瞬時流量、壓力、溫度

        4.2 公司分布、巡線系統

        公司分布:GIS系統提供的天然氣管網地理信息,可直觀查看閥室分布情況與閥室的濃度壓力當前值,以及城網管線的實際分布情況。

        4.3 大屏、視頻顯示系統

        大屏幕顯示系統是集多屏拼接技術、圖形信號處理技術、信號切換技術、網絡通信技術等為一體的,具有高亮度、高清晰度的圖形信息顯示系統

        4.4 配置用戶

        值班站長,通過“配置用戶”功能維護值班人員用戶管理,可以增加、刪除用戶或修改用戶密碼及功能權限,如圖示:

        項目總結

        燃氣調度指揮中心應用力控ForceCon Platform平臺軟件作為數據平臺,以完善的自動化監控系統促進泰安港新燃氣信息化建設,實現了實時對設備參數和運行工況進行監視,消除設備運行隱患,確保主設備的完好率和可調率,減輕運行人員勞動強度,達到“無人值班、少人值守”的運行管理要求,進一步提高燃氣調度的及時性和準確性。順應我國燃氣行業運行管理現代化的發展趨勢。泰安港新燃氣生產調度指揮系統的建設,積極響應了國家大力推進信息化與工業化深度融合,走中國特色新型工業化道路,促進經濟發展方式轉變和工業轉型升級的發展戰略。





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