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城市燃气管网SCADA系统的开发


煤气与热力 第 23 卷   1 期 第 Vol . 23   No. 1                          2003 年 1 月 Jan. 2003 Gas & Heat
文章编号 :1000 - 4416 ( 2003) 01 - 0020 - 03

城市燃气管网 SCADA 系统的开发
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肖文晖 ,刘亚斌 ,王思存 ( 1. 北京航空航天大学 , 北京 100083 ; 2. 佳博 ( 鞍山) 自动化工程有限公司 , 辽宁 鞍山 114040) 摘要 : 描述了开发的城市燃气 SCADA 系统的硬 、 软件设计和实现 。系统的实际安装和运行表明 , 本系统的硬 、 软件设计是合理的 ,系统性能符合现场要求 。 关键词 : 城市燃气 ; SCADA ; 局域网络 中图分类号 : TU996. 6 ,TP273. 5     文献标识码 : B

SCADA on Urban Gas Network
XIAO Wen2hui , LIU Ya2bin , WANG Si2cun
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( 1. Beijing University of Aeronautics and Astronautics , Beijing 100083 , China ; 2. Jiabo ( Ansan) Automatic Limited Corporation , Ansan 114040 , China)

tem’ installation and run prove that the design is right and the capability fits the local demand. s Key words : urban gas ; SCADA ; LAN

1      引 言

国外在燃气管网管理调度中 , 已成功地采用了 计算机测控技术和数据通信技术 。近年来国内各大 [1 — ] 8 中城市建设了燃气管网遥测调度指挥系统 ,城 市燃气管网遥测系统正在不断普及 。它的使用能够 更加合理调度 ,保证安全供气 , 节约能源与资金 , 节 约人力和物力 , 提高经济效益和管理水平 。根据市 场调查和燃气公司的要求 , 我们开发出一套通用的 采用局域网的分布式燃气管网微机监控系统 , 以较 高的性能价格比为目标 , 建立了开放型的燃气管网 SCADA 系统 。系统的特点如下 。 (1) 采用工业控制计算机组成调度中心系统 , 为系统 24 h 连续工作提供了保证 ,提高了可靠性 。 (2) 系 统 软 件 基 于 中 文 Windows NT 或 中 文

Windows 95 操作系统平台 , 采用面向对象的程序设

Ξ 收稿日期 :2001 - 12 - 25 ; 收稿日期 :2002 - 10 - 25 )     作者简介 : 肖文晖 (1972 — ,男 ,贵州贵阳人 ,硕士生 ,主要从事计算机系统及其应用的研究 。

Abstract : This paper describes the design and realization of the SCADA about urban gas networks. The sys2

计方法 ,人机界面形象直观 、 功能齐全 、 操作与学习 方便 。 ( 3) 一般燃气管网各个监控站分布较广 , 地形 复杂 ,为保证实时数据可靠传输 ,采用专业的无线通 信网和先进的数据专线通信网络 。 ( 4) 远程监控站 ( RTU) 具有工业级别的模块化 、 无排风扇结构 ,符合现场防爆 、 、 防水 防尘等要求 ,具 有高度的可靠性 、 安全性 、 稳定性 , 适合无人值守和 连续运行 。 (5) 各监控站可独立自主工作 , 当 RTU 与主站 通信中断或主站因故障停止运行时 ,RTU 自动执行 预定程序 ,采集 、 存储数据 ,直到故障排除 ,再将数据 追补到上位机数据库中 。 ( 6) 传感器采用智能型的进口产品 , 通过开放 的工业现场总线与监控站连接 ,具有组态灵活 、 精度 高、 反应时间快等优点 ,能够对突发事件作出快速反

Ξ

第 1 期             肖文晖等 : 城市燃气管网 SCADA 系统的开发 应 ,优化系统的整体性能 。 (7) 系统的整体设计充分利用了先进的技术 , 具有起点高 、 组态方便 、 扩充灵活等特点 , 易于扩大 规模 、 增加设备 、 软件升级 ,用户的投资得到保障 。 ( 8) 任何远程监控站 ( RTU) 发生故障或断电 ,不 影响整个系统的运行 ,容易判断故障点 ,便于维护 。
3. 1   调度指挥中心计算机管理系统

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软件是整个系统运行的核心 ,在运行中 ,工作主 机通过通信网络实时监控各监控站的有关参数 , 如 压力 、 、 流量 压缩机状态 、 罐容等 ,将现场数据经处理 后显示在计算机屏幕上 , 并通过模拟屏形象直观显 示各种必要的工况图 。除各子站的有关燃气参数直 观显示外 ,还具有各种越限报警功能 ,越限报警可直 接利用多媒体技术 ,用语音提示报警 ,同时还可对储 配站的控制点进行手动或自动控制 。另外系统还可 对各种必要的燃气参数进行存储 、 、 。系统 统计 打印 决策管理人员可根据计算机提供的各站天然气参数 信息 ,进行实时管理与调度 ; 根据各种统计报表进行 中长期的规划和管理 , 从而使燃气调度管理更加科 学化 、 现代化和规范化 。 依据系统功能设计要求 , 调度指挥中心计算机 管理系统软件设计具有如下主要功能 : ( 1) 可对各子站的监测参数进行各种方式的检 测 ( 标准巡测 ,部分巡测 ,单站巡检) 。 ( 2) 所测参数可在模拟屏和计算机上以形象直 观的图形方式显示 。 ( 3) 所测参数可做成各种曲线 , 在计算机上显 示出各采集点压力变化曲线 、 各采集点流量变化曲 线、 气量变化曲线 、 其他曲线 。 ( 4) 辅助数据分析功能 。 ( 5) 所测参数可在线存入实时数据库和历史数 据库 ,实时数据库存放当前数据 ,历史数据库的正常 运行数据存放 3 年以上 。 ( 6) 可输出所需报表 。 (7) 可在计算机屏幕上动态显示输配系统总 图、 区域图 、 储配站的工艺流程图等 。 (8) 具有各种越限报警功能 , 并有语音提示 。 现场数据越限时显示报警信息 , 主控计算机会出现 明显的报警画面和报警信息 , 同时还会有多媒体语 音提示 ,模拟屏上的相应数据会快速闪烁 。 ( 9) 组态灵活 ,可随意增减子站 、 测点 。 ( 10) 具有监控站远程参数设置功能 。 ( 11) 具有系统维护功能 , 如系统设置 、 数据备

2  系统配置
根据燃气管网结构和燃气公司要求 , 网络系统 拓扑结构采用星型结构 , 调度中心主站为系统的根 节点 , 各监控站 ( RTU) 为子节点的分布式计算机监 控系统 。其计算机硬件配置如图 1 所示 。 调度中心 ( 主站系统 ) 是整个系统的通信 、 监视 和指挥中心 。工作主机采用工业控制计算机 , 具有 防尘 、 抗震 、 防静电 、 防腐蚀和抗干扰等优点 。除主 计算机外 ,还配有数据库服务器 , 大型模拟屏 、 投影 设备 、 打印机 、 不间断电源 、 UPS 通信接口单元 ( 有线 和无线) 。大型模拟盘屏面采用 “马赛克” 结构 ( 工程 塑料) ,用不同颜色的数字显示器 , 显示实时采集的 不同参数 , 显示位数为 4 位 。罐高可用数字结合光 带形象显示 ( 高度) 。以旋转指示灯表示压缩机运行 状态 ,与主计算机通信接口为标准 RS - 232C 。报警 发生时 ,模拟屏上相应位置的数据会快速闪烁 ,同时 对应站点的双色灯由绿变红 , 直到报警解除为止 。
UPS 电源系统保证在调度中心意外突然停电的情况

下为主机 、 显示器 、 通信系统等关键设备继续供电 , 长达 8 h , 保证管网调度遥测系统的安全性和连续 性。

图1  计算机硬件配置图

份恢复 、 。 帮助 (12) 良好的可扩展性 ,提供挂接其他应用软件 的接口 。 ( 13) 其他功能按用户具体要求开发 。 (14) 软件是网络版 ,有与公司管理系统联网能

3  软件功能

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2003 年 煤气与热力               

力和远程访问服务能力 。 3. 2   数据采集系统软件 数据采集系统软件是整个系统的基石 , 保证数 据顺利地采集和发送 , 其主要功能有 : ① 现场数据 采集 ,数据分析 ,数据处理 ,控制输出 ; ②报警监视 、 报警处理 ; ③ 数据存储 , 数据被上位计算机和调度 中心读取 ; ④ 接受主站发来的参数设定和控制命 令 ; ⑤ 可远程或现场设定 、 修改参数 ; ⑥ 无线通信 有通话申请及通话应答功能 ; ⑦ 程序自检 , 死机自 恢复功能 ,有效解决了无线通信的长发死机问题 ; ⑧ 数据中继转发功能 。

该模块包括天然气输配日报表 、 参数日报表和 数据分析表 ,完成对采集数据的处理 。 ( 5) 系统维护模块 该模块包括操作员管理 、 设置系统时间 、 数据库 维护 、 系统运行记录和清除打印队列 。完成对系统 的管理 。 ( 6) 其他模块 该模块包括帮助 、 操作员换岗和系统退出 。当 操作员需要换岗时 ,运行 “操作员换岗” 选项 。

5      结 语
Windows 环境下实现的城市燃气管网监控监测

4  燃气 SCADA 系统的实现
软件系统的设计中 ,自始至终强调通用性要求 , 对现场情况的假定和限制减至最少 , 且具有较强的 功能和变动灵活性 。软件系统是在 Windows NT 环 境下用 Visual Basic 编制的 。由进入软件系统的主 窗口可看到 ,它由若干个相对独立又互相关联的模 块组成 ,即巡测 、 、 、 显示 查询 报表和其他 。每部分以 界面显示为载体 ,呈现了树形结构的功能模块层次 。 ( 1) 巡测模块 该模块包括标准巡测 、 部分巡测 、 标准巡测中断 和修改系统配置参数 。它可以灵活设置对各个监控 站的查询 。 ( 2) 显示模块 该模块包括工艺流程图 、 实时曲线图 、 实时数据 窗口和实时直方图表窗口 , 主要用于实时测量数据 的显示和分析 。工艺流程图主要显示重要监控站的 工艺流程 ,实时曲线图实时显示所选站点的实时数 据 ,实时数据窗口显示多个监控站的实时数据 ,实时 直方图表窗口用于显示各站的模拟量信号 , 便于各 个站点的比较 。 ( 3) 查询模块 该模块包括历史数据 、 历史曲线图 、 故障数据 , 主要用于历史数据的显示和分析 。 ( 4) 报表模块

系统是 Windows 环境下的 、 且具有通用性的自动监 控系统 , 该系统界面美观 、 友好 , 使用简单方便 、 实 用 。目前 ,我们正在大力开发用于该系统的燃气优 化调度预测 ,以使其功能更趋完善 ,使管网运行更安 全、 费用更经济 。 参考文献 :
[1 ]   吴晓雷 . 基于公用数据通讯网的城市燃气管网计算机

遥控遥测系统 [D ] . 北京 : 北京航空航天大学 , 1998.
[2 ]  何克忠 , 郝忠恕 . 计 算 机 控 制 系 统 ? 分 析 与 控 制 [M] . 北京 : 清华大学出版社 , 1998. [3 ]     , 严铭卿 , 石   , 等 . 燃气管网 SCADA 系统 常 琳 影

研究 [J ] . 煤气与热力 , 1993 , (1) : 28 — 33.

[4]   李英玉 , 袁   . 宝鸡天然气贮配 SCADA 系统设计方 亮

案的探讨 [J ] . 煤气与热力 , 1998 , (6) : 31 — 33.

[5 ]   王涤波 , 陆   , 张炳蔚 . 昆明市燃气管网管理信息 新

系统的开发 [J ] . 煤气与热力 , 1999 , (5) : 32 — 35.
[J ] . 煤气与热力 , 2000 , (5) : 380 — 382.

[6 ]     , 金   . 城市燃气管网计算机遥测调度系统 石 峰 华

[7 ]     , 卢炳义 , 许   , 等 . SCADA 系统在城市燃 李 炜 涛 316.

气供应中的应用 [J ] . 煤气与热力 , 2001 , ( 4 ) : 315 —

[8 ]     , 张广煜 1 天然气长输管线 SCADA 系统 [J ] . 煤 曾 力

气与热力 , 2002 , (2) : 160 — 163.


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