佛燃集團SCADA系統設計分析

【摘要】SCADA系統即數據采集與監視控制系統。主要通過三大功能完成數據的采集、接收、處理、顯示、調用、入庫、WEB發布，并完成與公司其他系統的信息互聯，數據共享等。本文在介紹佛山燃氣公司天然氣管網SCADA系統設計組成和主要功能的基礎上，對該系統在公司的應用進行了詳細描述，并結合實際指出了項目的創新型與擴展性，該系統的使用將為燃氣運行管理工作提供決策支持，促進公司管理和效益的提升。相信在投運后，SCADA系統將在該公司管網輸配系統以及整個燃氣行業的管網輸配調度中發揮越來越重要的作用。

【關鍵詞】SCADA系統；天然氣；創新；管理；效益

【中圖分類號】F407.22 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0297-01

近年來，佛山燃氣與時俱進不斷發展，現已擁有管網長度2百多公里，擁有大型工業用戶8百多家、民用用戶13萬家以上，以及各類儲氣站和換氣站。隨著公司規模的擴大和用氣用戶的不斷增多，為了實現集團公司的集中管控和搶修中心的實時監控，公司決定部署SCADA系統，覆蓋禪城、三水和高明三區，主要對門站、工業用戶、加氣站、城區管網末端、調壓站等實現監控，為公司的決策輔助和實時監控提供良好的平臺。

一、SCADA系統概述和主要功能

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統，即數據采集與監視控制系統。主要通過三大功能完成數據的采集、接收、處理、顯示、調用、入庫、WEB發布，并完成與公司其他系統的信息互聯，數據共享等。

（一）SCADA系統組成

調度控制中心是整個城市燃氣輸配管網SCADA系統的調度指揮中心，在調度控制中心通過計算機系統即可完成對整個城市燃氣輸配管網的監控和運行管理等任務。

場站包括門站、管網調壓站、重點工業用戶專用調壓站以及管網監測點。

現場儀表包括傳感器、變送器、就地顯示儀表、智能儀表及執行機構，主要負責檢測、測量現場站點的運行參數并控制現場設備。

通訊系統重要站點采用有線信道DDN為主、無線信道GPRS為備用的組網方式；一般站點采用無線信道GPRs的通訊方式。

（二）SCADA系統功能

SCADA系統是一個分布式系統，可以實現監控、數據采集、數據計算分析等功能。

監控功能SCADA系統可以進行燃氣管網運行過程監控、輸配管網遙控遙調、系統運行狀態遠程診斷與監控管理等功能，從而及時了解生產運行情況，增加全網透明度，保證生產調度系統正常運行，提高系統維護和管理水平。

數據采集功能通過各監控點安裝的RTU等設備進行數據的采集和傳送，實時采集管網上各點的天然氣運行參數，并將參數傳遞到監控系統中，進而到調度中心，使整個SCADA系統及時收集數據，做出判斷。

數據計算分析功能通過對實際的數據、壓力、溫度、流量、色譜儀等數據進行管網動態儲氣量分析、每個主干網剩余供氣能力分析、管線壓力分布分析及進行未來前景分析等，實現燃氣輸配計劃的優化，提高經濟效益。

另外，該系統中的遠程抄表系統能自動為客戶服務中心提供抄表數據和收費依據，以此為基礎計算輸差管理指標。

二、SCADA系統在公司的應用

公司SCADA系統分兩期投入運行，第一期計劃實現對大型工業用戶的監控。

（一）SCADA系統網絡連接

RTU就是指安裝在各分公司場站的遠程終端單元。在SCADA系統中，各個遠程的DTU終端采集的數據通過GPRS無線網絡傳輸到信息中心機房，搶修中心通過IFIX客戶端將采集的數據進行顯示，操作人員通過客戶端對采集的數據可以進行匯總分析、流量統計、報警監控、報表制作等操作。如下圖所示：

（二）實現與GIS系統的對接

我公司的SCADA系統，同時建立了以地理信息系統（簡稱GIS）技術和計算機技術為支撐的城市管網GIS應用系統，在最大程度上滿足燃氣管網的資料維護、信息查詢、報警搶險等可視化日常事務管理；并且對于提高燃氣行業服務質量、管理水平，加強燃氣生產調度和突發事件處置能力，保障安全供氣，提供了高效率的支持。

三、項目的創新型和擴展性

（一）項目的創新型

燃氣SCADA系統從管理及技術兩方面進行創新建設。

1、管理創新。主要表現在業務的貫通性、管理的前瞻性、覆蓋的全局性、服務的實時性及應用的友好性等五大方面。

貫通性是創新實現管理過程貫穿燃氣輸配所有環節，形成集約化、扁平化、專業化管理模式。

前瞻性是運用燃氣SCADA系統，不但能滿足當前的業務需要，也能滿足未來的管理業務擴展的需求。

全局性是滿足企業內外信息獲取的需求，展示佛燃業務全方位信息、為各層級、各環節人員提供服務。

實時性是指通過數據采集，展示燃氣輸配的實時信息，為相關人員提供“第一手”的最新信息，最大程度提升了反應速度。

友好性是充分考慮相關部門的人員的需求，使得平臺能夠提供關鍵用戶最需要的信息和服務。

2、技術創新。主要有系統融合、實時監控、創新展示三大方面。

系統融合是通過該系統實現了燃氣輸配各系統問的業務融合，真正實現了系統的無縫集成和業務的全面貫通。

實時監控主要應用了GIS地理信息系統及視頻監控系統，對燃氣配送和運行管理進行全程監控。

創新展示是通過應用先進的多媒體展現技術，實現全方位、多角度的展現，該系統可滿足遠程控制、工作檢查、領導參觀、工作匯報等工作，可極大降低工作成本、提高工作效率。

（二）項目的擴展性。

系統的擴展性主要體現在應用模塊化系統架構，能適應未來管網擴展和新增功能要求。

四、項目預計取得的成果

加強管理規范。通過對燃氣輸配全程進行監控，采用信息化、標準化技術，調度指揮系統指令實現燃氣配送全過程的規范。

提升業務能力。通過提供直觀性、多維度、高密度的信息和建立反饋機制，使得操作者可以迅速反應，及時應對；促進管理者進行業務協同，將過程透明化，提高工作精細程度。

提高管理效益。通過全過程監控，按用戶需求組織生產配送，減少管理成本，提高資金周轉率；通過應急響應，進行多部門聯動，解決各部門單獨作戰、信息不流通問題，整體提高公司應急反應能力；通過統一調度和信息公開，提高服務效率，進而促進社會效益的提升。

五、燃氣SCADA系統應用帶來的機遇和挑戰

隨著自動化控制技術的發展，特別是信息技術的快速發展，工業自動化和管理信息化的結合已成為工業控制系統的發展趨勢，各種高級應用軟件已日趨成熟。今后在繼續加強和改善基礎設施、完善基本功能外，將結合佛燃發展情況及燃氣調配工作的實際需要，充分利用系統信息資源，增加和MIS系統的互連，使SCADA系統的數據庫在MIS系統中進行二次開發利用，為燃氣運行管理工作提供決策支持，逐步實現公司燃氣輸配和運行管理的智能化建設，為公司發展做出更大的貢獻。