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力控eForceCon在燃氣調度中心SCADA系統中的應用
系統概括
隨著城市燃氣管網規模的不斷擴大,燃氣場站數量更多,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,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勢直面這些挑戰,可以幫助企業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系統可為管理層提供一個穩定,可靠,可信及時的監控系統,系統對全國各地方調度室及站控室的運行參數進行采集、存儲、分析、展示以及應用,以實際數據為依據,優化并指導燃氣公司的生產運營。系統將門站、工業用戶、加氣站、城區管網末端、調壓站等多種類型的監控站點的實時數據傳送到各級燃氣調度中心,供調度中心操作員實時監控,畫面也可同時呈現在大屏幕顯示系統上。
系統設計
燃氣調度中心SCADA系統設計緊密結合燃氣生產運行及相關業務流程,對管網、場站、燃氣業務、客戶服務等業務進行一體化管理,其主要實現目標如下:

各站庫所有參數的采集與存儲,并匯總到調度中心平臺。

各站庫主要參數,主要工藝畫面的監視。

各站庫主要參數的統計及分析,并以趨勢圖,餅圖,棒圖等展示。

各站庫主要參數的日報,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,視頻等系統對接,進行業務聯動。

系統架構

該SCADA系統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。系統采集各類閥門,流量計,壓力表,溫度計等現場設備的數據,在場站匯總后通過安全網絡上傳到調度中心進行數據的分析及展示。

 

系統主要包括調度中心和站控系統。調度中心設置在企業的各級調度室,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、視頻監控系統、工程師站、操作員站(根據監控站場數量調整)、視頻工作站、大屏顯示系統、打印機、UPS電源、網絡設備等;站控系統設置在各級場站,門站,主要配備的硬件有PLC系統、RTU系統、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信息安全。

 

主要系統節點說明如下:

1. 調度中心管理系統
在中心系統的建設中,可構建冗余的實時服務器、歷史服務器提高系統的可靠性,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擴展。
1) 實時服務器
實時數據服務器由eForceCon產品構建,主要為系統提供實時數據管理支撐,負責處理、存儲、管理從站場和RTU采集傳送來的實時數據,并為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。實時數據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、協議轉換、網絡管理等任務。分布式的服務器節點之間可通過遠程數據源進行信息交互從而實現系統資源的負載均衡。
2) 歷史服務器
歷史數據服務器由eForceCon產品歷史庫構建,也可由pSpace充當,主要完成歷史數據的存儲、管理,并為網絡中的其它服務器和工作站提供歷史數據服務。系統支持斷線緩存,能自動恢復通信中斷期間的數據。
3) WEB服務器
Web服務器由eForceCon產品的Web工具實現,是實時監控系統與管理應用系統之間的銜接服務器。Web服務器保證生產數據都在 B/S 結構的統一平臺下進行監控,包括場站、分輸站、管網城網的監控信息以及視頻監控信息都可在統一平臺上進行監視。
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控系統的人機界面(HMI),由eForceCon產品的CS客戶端充當,它在調度中心計算機監控系統中作為客戶端,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并交換信息。
5) 工程師工作站
工程師工作站是系統工程師的操作平臺,由eForceCon產品開發版構建。工程師可通過它對計算機監控系統的數據庫等進行維護和管理;通過遠程部署工具對整個系統應用程序、工程進行遠程更新、修改、管理各服務器的運行程序;同時還可以對系統進行二次開發,實現更多的功能。
2. 門站監控系統
站控系統設在各門站控制室,系統主要由操作站和RTU,PLC等控制系統及組成,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的采集、處理及控制。操作站實現數據的采集處理和顯示,以及異常情況的就地控制,訊服務器進行現場數據的上傳。
3. 網絡安全防護
系統采用縱深防御和安全分區設計,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境、區域邊界、通信網絡三重防御體系,以實現系統安全互聯、區域邊界安全防護和計算環境安全。 根據層級間的邊界防護,層內安全,主機安全及數據安全的要求,在各個分公司系統中部署力控通訊網關pFieldComm和力控工業安全防護隔離設備pSafetyLink。pFieldComm可通過多種總線方式采集各個分站的數據并轉發到安全防護隔離設備pSafetyLink。pSafetyLink對遠程數據進行加密壓縮,并通過Internet將數據包傳送到遠端調度中心的服務器。利用pSafetyLink設備的雙系統,單向隔離傳輸功能,系統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的安全和可靠運行。
1、 燃氣管網全網實時監測

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

 

2、 站庫工藝流程圖動態展示

通過力控科技eForceCon平臺組態軟件的畫面組態工具,用戶可以快捷,方便的開發定制工藝流程圖,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移動方向均可任意指定,并可動態變化。

 

3、 實時歷史趨勢曲線分析功能

系統可任意組合用戶測量趨勢、測量參數累計、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

系統可實時顯示并記錄就地流量測量系統的各種報警信息,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,對出現的系統安全問題提供調查的依據和手段。

 

6、 企業信息門戶功能

為了滿足現代企業信息化的要求,系統將企業的生產過程系統,數據瀏覽系統,數據查詢系統,數據分析系統以WEB的方式提供出來。基于WEB的配置、運行、管理方式,極大的減少了企業的管理維護成本。web頁面在與其他信息化系統融合時也更有優勢。

 

應用總結

由eForceCon產品構建的燃氣調度SCADA系統,推動了燃氣調度中心的信息化建設,實現了城市基礎管網設施及燃氣資源的動態感知、集中監控、智能報警、診斷分析、遠程運維、在線模擬、輸配管理、實時協調等功能,從而實現城市指揮中心的統一調度、智能聯動、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,為燃氣管網的統一調度管理提供有力保障。

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