一．前言 

　 　現今社會環境質量問題已成為影響民生的重要因素之一，成為影響人民生活幸福感的重要指標。天然氣因其相較煤炭、石油等能源而言，具有使用安全

、熱值高
、潔淨等優勢特點，被稱為“清潔能源”
，已成為當前重要能源之一。
天然氣主要存在於油田氣
、氣田氣
、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中
，也有少量出於煤層。最初開采上來的天然氣被稱為原料氣，通常在原料氣中含有硫化氫
、二氧化碳
、shuiheqitagezhongliuhuawuyijijixiezazhi。qizhongliuhuaqingheeryanghuatandouchengweisuanxingqiti，zaishuidecunzaixianengshengchengsuanhuozhesuanxingrongye。jianghuiduiguandaodengshebeifashengfushizuoyong，yanzhongshihaihuidusaiguandao，tongshiweijingjinghuadetianranqixieloudaowaijieyehuiduihuanjingzaochengwuran。yincixuyaoduiyuanliaoqijinxingjinghua，shiqichengfenfuhezuizhongshiyongbiaozhun。

二．係統概述
目前最終用戶是一個以天然氣采集、天然氣淨化輸送、天然氣精細化工生產為主的生產型企業。擁有10餘口天然氣井
、1家160萬立方米/日的天然氣淨化廠、1座儲氣站
、4座調壓站
、4座配氣站（包括1座門站）和數10公裏的天然氣傳輸管網。從數據采集的角度
，公司擁有淨化廠DCS控製係統3套，另有天然氣儲氣站、CNG加氣站PLC數據采集裝置
，天然氣井場、天然氣傳輸管網等。但是這些場站或分廠分布在方圓100餘yu平ping方fang公gong裏li的de丘qiu陵ling和he山shan區qu，各ge自zi相xiang對dui獨du立li的de運yun行xing
，單dan獨du負fu責ze裝zhuang置zhi的de監jian控kong和he計ji量liang工gong作zuo
，個ge別bie裝zhuang置zhi尤you其qi是shi天tian然ran氣qi采cai氣qi井jing還hai沒mei有you數shu字zi化hua
，不bu能neng進jin行xing數shu據ju采cai集ji和he傳chuan輸shu。現xian場chang生sheng產chan信xin息xi的de管guan理li還hai是shi停ting留liu在zai各ge自zi的de分fen廠chang、changzhan，shuzixinxichendianzaixianchang，bujingegekongzhixitongzhijianquefayouxiaodexinxigoutonghezonghedexinxichulinengli，erqiewufashangchuanyouxiaodexianchangxinxi。gongsilingdaoyuanligongzuoxianchang
，duixianchangqingkuangdehuoququdaozhuyaoshirenyuanhuibao、部門報表和現場視察，所獲取的信息基本上是“過去時”，不bu利li於yu對dui現xian場chang工gong作zuo的de管guan理li和he公gong司si天tian然ran氣qi資zi源yuan統tong一yi調tiao度du。因yin此ci亟ji需xu搭da建jian一yi整zheng套tao生sheng產chan調tiao度du與yu安an全quan監jian控kong係xi統tong
，滿man足zu當dang前qian信xin息xi化hua和he工gong業ye化hua的de高gao層ceng次ci深shen度du結jie合he的de新xin需xu求qiu。
本係統以天然氣輸配管網監控與數據采集（SCADA）係(xi)統(tong)為(wei)核(he)心(xin)，主(zhu)要(yao)監(jian)控(kong)天(tian)然(ran)氣(qi)淨(jing)化(hua)廠(chang)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)和(he)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)，采(cai)用(yong)流(liu)行(xing)可(ke)靠(kao)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)網(wang)絡(luo)構(gou)成(cheng)的(de)二(er)級(ji)式(shi)分(fen)布(bu)式(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)為(wei)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)管(guan)理(li)級(ji)
，負(fu)責(ze)數(shu)據(ju)的(de)處(chu)理(li)和(he)監(jian)控(kong)


，分(fen)布(bu)於(yu)輸(shu)配(pei)管(guan)網(wang)的(de)遠(yuan)程(cheng)RTU為(wei)係(xi)統(tong)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)級(ji)，負(fu)責(ze)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)設(she)備(bei)控(kong)製(zhi)，二(er)級(ji)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)有(you)線(xian)網(wang)絡(luo)和(he)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)有(you)機(ji)的(de)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)構(gou)成(cheng)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)監(jian)控(kong)（SCADA）係統和生產調度係統。生產調度係統的任務是保證天然氣輸配管網安全、可靠、平穩、高效
、經濟地運行。

三．係統架構 
天然氣淨化廠生產輸配調度係統是以現場儀表、力控ForceControl係列監控組態軟件、力控pSpace實時曆史數據庫
、SQL Server關係數據庫、以及RTU模塊為核心並采用以太網交換機
、路由器、防火牆等現代網絡設備構成的一個分布式計算機數據采集與監控網絡。圖1所示為係統架構示意圖。

圖1  係統架構示意圖

係統通過調度中心集中監視和控製天然氣輸配管網的運行、管理與維護。在每個站點的本地實現實際流程控製和設備保護功能，並可從調度中心和場站進行監控。

3.1調度中心
調度中心提供係統的全部功能，實現在調度中心通過計算機係統遠程監控天然氣淨化廠
、場站、天然氣輸配管網的運行情況。配備冗餘配置的企業級實時數據庫pSpace Server做為SCADA實時服務器負責處理、存儲
、管理從淨化廠、場站
、shupeiguanwanggeyuanchengzhandianchuansonglaideshishishuju，tongshiyouweiwangluozhongdeqitafuwuqihegongzuozhantigongshishishuju。shuangjirongyujiagoushideshujukeshishishixianbeifenzengjialexitongdeanquanwendingxing。lishishujujingyasuochulihoucunfangzaipSpace Server曆史庫中
，也可以通過ODBCRouter寫入關係型數據庫SQL Server 中。同時配備SCADA服務器運行通信管理軟件
，可完成與各遠程站點的通信鏈接、協議轉換、網絡管理等任務。另外單獨配備WEB服務器專門用於網絡發布，即可實現廣域網遠程客戶瀏覽
，又避免係統數據直接遭到網絡黑客、病毒攻擊所帶來的安全隱患。

　 　為wei了le便bian於yu工gong作zuo人ren員yuan實shi時shi了le解jie現xian場chang情qing況kuang，調tiao度du中zhong心xin配pei備bei工gong程cheng師shi站zhan以yi及ji操cao作zuo員yuan站zhan，實shi時shi顯xian示shi現xian場chang工gong藝yi畫hua麵mian，並bing且qie可ke直zhi接jie接jie到dao控kong製zhi中zhong心xin大da屏ping幕mu予yu以yi顯xian示shi。調tiao度du中zhong心xin采cai用yong冗rong餘yu的de10/100Mbps 快速交換式以太網網絡。網絡基於客戶機/服務器模式構建，網絡通訊協議為TCP/IP，通訊介質為5類雙絞線。係統的各項任務按功能劃分分別運行在網絡中不同的服務器中（SCADA服務器、數據庫服務器、Web服務器等），其它客戶機（操作員工作站、工程師工作站、管理員工作站等）通tong過guo網wang絡luo共gong享xiang服fu務wu器qi資zi源yuan。基ji於yu這zhe種zhong框kuang架jia的de係xi統tong網wang絡luo可ke合he理li利li用yong網wang絡luo資zi源yuan

，減jian輕qing了le單dan台tai服fu務wu器qi的de工gong作zuo和he通tong訊xun負fu荷he
，同tong時shi也ye可ke避bi免mian由you於yu單dan台tai服fu務wu器qi的de故gu障zhang而er導dao致zhi的de係xi統tong癱tan瘓huan問wen題ti
，保bao證zheng係xi統tong上shang層ceng網wang絡luo高gao速su穩wen定ding運yun行xing。

3.2遠程監控站
淨化廠
、配氣站（含門站）、儲備站、場站等為本係統的遠程監控站
，裝有獨立的控製裝置采集現場儀表信號，遠程站點接受中心下達的指令和向中心傳遞信息；同(tong)時(shi)它(ta)們(men)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)相(xiang)對(dui)獨(du)立(li)的(de)控(kong)製(zhi)站(zhan)，配(pei)備(bei)有(you)力(li)控(kong)就(jiu)地(di)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)平(ping)台(tai)

，在(zai)本(ben)地(di)配(pei)備(bei)工(gong)作(zuo)站(zhan)或(huo)顯(xian)示(shi)終(zhong)端(duan)，具(ju)有(you)就(jiu)地(di)控(kong)製(zhi)顯(xian)示(shi)功(gong)能(neng)。對(dui)於(yu)已(yi)經(jing)建(jian)設(she)流(liu)量(liang)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)配(pei)氣(qi)站(zhan)，暫(zan)時(shi)以(yi)流(liu)量(liang)計(ji)算(suan)機(ji)作(zuo)為(wei)RTU功能，通過TCP/IP等通訊方式將現場數據傳送給調度中心。
針對地理位置較為偏僻的遠程監控站
，采用GPRS無線方式進行數據傳輸，此種方式無需專門架設通信線路，輕鬆實現數據上傳與下置。

四． 係統功能 
整套係統對集團公司整個天然氣輸配管網、場站、淨化廠的生產運行進行調度並對工藝對象進行數據采集及工藝過程和重要設備的控製，同時實現管網設備運行優化、製定輸送計劃、計量管理等一係列任務。調度中心的操作人員通過計算機係統的操作員工作站所提供的各場站工藝過程的壓力、溫度、流量、液位信號及設備運行狀態等信息，完成對整個輸配管網的運行監控和調度管理。係統具有靈活、易(yi)於(yu)學(xue)習(xi)和(he)操(cao)作(zuo)的(de)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)
，開(kai)放(fang)型(xing)的(de)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)和(he)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)
，使(shi)其(qi)在(zai)投(tou)產(chan)之(zhi)後(hou)提(ti)供(gong)給(gei)用(yong)戶(hu)一(yi)個(ge)良(liang)好(hao)的(de)開(kai)發(fa)和(he)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)
，其(qi)主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)如(ru)下(xia)：
●實時數據的采集、歸檔
、管理以及趨勢顯示及工藝流程的動態顯示。包括現場溫度、壓力


、壓差、容積

、液位PID調節參數及給定值的設定
；球罐區的監控數據，管網輸配運行數據等
；並且所有工藝流程均可動態顯示。

●各個場站監控平台均可執行SCADA係統控製中心發送的調度和操作指令，並向調度中心發送帶時間標簽的實時數據，從而保證數據的同步性。
●現場可燃氣體的監測和報警顯示
、管理以及事件的追憶、查詢、打印。同時具備事件記錄功能，管理人員可隨時了解係統運行狀況，根據事件記錄將事件責任落實到具體操作過程或者設備故障等。

 
●係統具備曆史數據的管理、存貯功能
，根據不同需求生成生產報表，並且實現查詢打印功能,可實時顯示數據實時趨勢曲線和曆史曲線。
●係統結合先進的控製策略具備天然氣流量計算、輸配優化調度管理功能

，並且可實現與企業信息管理係統ERP、MIS等係統對接，實現數據交互。
●係統遵循嚴格的用戶控製權限管理體製
，具備網絡監視及管理功能，針對不同級別的操作人員設定不同的權限，實現安全可靠管理。
●分fen布bu式shi架jia構gou設she計ji可ke以yi實shi現xian通tong信xin監jian視shi及ji管guan理li和he主zhu備bei信xin道dao的de無wu擾rao切qie換huan，具ju備bei係xi統tong自zi診zhen斷duan和he故gu障zhang分fen析xi處chu理li能neng力li。遇yu有you緊jin急ji情qing況kuang可ke自zi動dong緊jin急ji切qie斷duan故gu障zhang源yuan
，對dui係xi統tong起qi到dao安an全quan保bao護hu作zuo用yong。
●高效的網絡配置可實現與上級計算機網絡的通信及數據共享，良好的開放性為日後的係統擴容預留了足夠的接口。

五．結語 
本係統利用現代網絡通訊技術，將地理位置分散的門站、加氣站、調壓/計量站有機的結合起來，實現公司在生產過程監控、統一調度指揮、安(an)全(quan)係(xi)統(tong)的(de)集(ji)中(zhong)管(guan)理(li)，在(zai)消(xiao)除(chu)信(xin)息(xi)孤(gu)島(dao)的(de)同(tong)時(shi)也(ye)為(wei)領(ling)導(dao)決(jue)策(ce)
，安(an)全(quan)運(yun)行(xing)與(yu)聯(lian)合(he)調(tiao)度(du)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)。從(cong)而(er)更(geng)好(hao)的(de)提(ti)升(sheng)公(gong)司(si)在(zai)運(yun)營(ying)自(zi)動(dong)化(hua)、管理現代化的水平。