系統概述
燃氣監控系統結合最新的計算機、自動化、網路通訊技術以及與GIS系統的充分融合,形成了SCADA功能為主體、高級套用功能可擴充的新一代燃氣管網監控系統。SCADA系統主要完成數據採集、處理、存儲、查看、報警、報表及遠程操作、Web發布等功能。
在此基礎上,結合燃氣公司地理信息系統GIS、ERP系統等,可形成負荷預測與趨勢分析、事故預測及報警、燃氣管網模擬仿真與泄漏檢測功能、最佳化調度、故障搶險調度決策等高級套用功能,確保供氣管網安全、穩定、經濟運行,提高燃氣管網現代化管理水平和管理效率。
SCADA系統由調度中心、端站監控點及通信系統組成。調度中心完成SCADA及其高級套用功能,並可與其他系統如ERP等實現信息集成。端站完成現場數據的採集和上傳,並可接受調度中心下發的控制指令。通信系統按實時性要求提供無線和有線多種通信方式,保證數據傳輸的準確和及時。
DATA86燃氣監控系統的主要目的是幫助燃(煤)氣公司解決供氣各環節無法監測和控制的問題,完成遠程流量抄表、居民用戶抄表、壓力監測等煩瑣工作,為有關部門分析解決問題、制定規劃、進行決策提供準確詳實的數據依據,進而提高企業的工作效率、提升企業的管理水平和經濟效益。
系統組成
燃氣監控系統主要由公司調度中心、GPRS通信網路、GPRS RTU設備(DATA-6216電池供電型)、壓力變送器和流量計組成。
調度中心概述
調度中心硬體部分主要包括伺服器、工作站及印表機、操作台、投影系統等。伺服器一般按照功能節點配置,包括前置採集伺服器、SCADA伺服器、歷史數據伺服器等。從可靠性角度考慮,以上伺服器通常配置為雙機冗餘熱備運行方式,雙機可無縫自動切換,保證主備機數據的一致性。
根據需要還可增加套用伺服器、WEB伺服器等,以提供特殊套用或者WEB發布,供區域網路或者外網的授權用戶以標準瀏覽器的方式訪問SCADA系統各種實時及歷史數據。
工作站主要有操作員站和工程師站組成。操作員站以直觀友好的界面,實時顯示管網運行情況,完成信息查詢、資料庫檢索、圖示分析、報表輸出、聲光報警及遠程操作等功能。通過操作員站的人機界面,值班人員可全面的了解整個燃氣管網的運行狀況,並下達調度控制指令,完成SCADA系統的調度管理。工程師站用於系統二次開發,標記修改或更新系統的各種參數和常熟,完成資料庫的管理和維護等工作。
根據需要還可單獨設立報表工作站,視頻監控工作站等。
以上伺服器及工作站的硬體配置具有伸縮性,可根據具體需求調整。
Induview SCADA/HMI是面向能源管理及管網管線的專用組態軟體,其功能強大、運行可靠、使用方便,尤其在海量數據處理(無限制I/O點數)、冗餘可靠運行、開放性互連互通、矢量圖形無級縮放等方面,處在同類產品的前列。
Induview SCADA/HMI基於中文Windows2000/XP和主流UNIX作業系統,支持實時資料庫和網路資料庫,用戶界面友好,具有分組顯示、趨勢圖顯示列印、動態流程報警管理、報表及記錄功能,並配以相應的時間存取、分析、列印、追憶等監控功能。操作員通過豐富靈活的動態畫面,可以方便準確地完成對工業現場的監視、操作任務。
系統功能及特點
1、採集管網壓力、流量、電池電壓等數據。
2、將採集數據主動上報到監控中心;支持定時上報和監測數據超限上報。
3、支持現場無電源時採用電池供電方式。
4、採用GPRS、短訊息無線通信方式。
5、現場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數據及工作參數。存儲數據≥1萬條。
6、數據存儲間隔、數據上報間隔可以設定。
7、電池壽命根據上報頻率確定,可達到1-3年。
8、為現場壓力變送器提供直流電源:5V、12V、24V。
9、支持遠程升級設備程式、設定參數。
10、圖模庫一體化
11、多種曲線顯示功能
12、圖形編輯
13、遙測、遙控、遙信功能
14、報警功能
15、統計查詢
16、報表功能
17、時間順序記錄(SOE)
18、資料庫管理
19、WEB訪問
20、用戶高級語言
21、與其他系統的互聯
端站測控
燃氣管網監控終端DATA-6216為採集傳輸一體式測控終端,是組成成套系統的現場核心設備,可與各種變送器組合成為多種不同類型的遠程監控系統。
各端站內安裝數據採集設備,實時採集各站的壓力、流量等數值及報警信號等,然後把數據上傳到調度中心,並接受調度中心下發的命令。端站監控設備主要由RTU或PLC組成,根據每站數據採集規模,配置選型不盡相同。 端站測控細節最佳化
1、防浪涌保護: 我們提倡在“全環節”加裝浪涌防護器,通過安裝電源防浪涌器、通道防雷器、模擬信號防雷器等,完整的保護整個SCADA系統。
2、電源:調度中心應配置大容量UPS電源,各端站RTU箱內配備工業級電源模組和蓄電池。電源模組具備電池活化功能,可定期或人工對電池充放電,保證蓄電池的可用壽命。
3、防盜和交流失電告警:機櫃/機箱內配置開門報警系統。開門報警系統由門磁開關和警笛組成,當門被打開時,門磁開關動作,產生報警信號。交流電源失電後,產生報警信號,主動報警到調度中心。
4、數據超限保護:通過內置電池的保護,數據間隔3分鐘的情況下,RTU能夠存儲12小時帶時間標籤的現場數據,並具備超限主動上報功能。
燃氣管網監控終端特點:
自帶鋰電池組供電,無需外接電源。
防潮、防水,防護等級IP68。
DATA-6216支持多中心、多連線埠通信。
採用定時採集、集中上報的工作模式。
體積小巧,可直接壁掛安裝在監測井內。
燃氣管網監控終端功能:
信息採集:儀表數據、設備狀態、電池電壓、信號質量自動採集。
無線通信:DATA-6216支持GPRS/CDMA、簡訊、藍牙等多種通信方式。
智慧型報警:數據越限或電池電壓過低時,自動報警並加報數據。
數據存儲:監測數據自動存儲,實現現場設備、監控中心雙備份。
定時供電:定時對外供電,為儀表、變送器提供工作電源。
遠程維護:遠程修改設備參數、上報頻率;遠程升級設備程式。
通訊系統
通信系統在整個SCADA系統中占有重要地位,是整個系統的聯繫紐帶。 管網管線SCADA系統項目具有涉及端站數較多、地理分布範圍較廣、情況各異的特點,所以各端站的數據接入方式要具體情況具體分析,根據實際需求分別採用有線,如區域網路等;無線網路,如GPRS/CDMA等。
根據對GPRS/CDMA通訊較深刻的理解,結合大量的實施經驗,從保證GPRS/CDMA數據通信的可靠、穩定以及經濟性的角度出發,我們提出了基於時間視窗的最佳化措施:
數據刷新間隔由傳統的固定時間間隔變為可調的時間間隔,根據現場通信網路狀況、數據量,數據召喚間隔可從n秒到n分鐘可調整;支持數據的即時刷新,即針對某個站,可通過人工召喚的方式,最迅速的召喚上來實時數據;
終端站支持故障時信息的主動上傳,保證不會遺漏故障時數據,便於事後分析故障情況。 平時調度中心以較低但滿足數據實時性要求的時間間隔收發數據,故障時縮小讀取數據間隔,便於事後分析故障情況。