《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于力控軟件的燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)應(yīng)用方案
摘要: 隨著城市燃氣管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,,舊有的管理手段和管理模式都已無法滿足“合理規(guī)劃,,科學管理,安全供氣,優(yōu)質(zhì)服務(wù),,放心用氣”的要求,。本文主要介紹了典型燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)的架構(gòu)以及力控軟件在該系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,。
Abstract:
Key words :

  導語:隨著城市燃氣管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,,舊有的管理手段和管理模式都已無法滿足“合理規(guī)劃,科學管理,,安全供氣,,優(yōu)質(zhì)服務(wù),放心用氣”的要求,。本文主要介紹了典型燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)的架構(gòu)以及力控軟件在該系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,。
一.概述
  燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)涉及門站、工業(yè)用戶,、加氣站,、城區(qū)管網(wǎng)末端、調(diào)壓站等多種類型的監(jiān)控點,。所有監(jiān)控點的實時數(shù)據(jù)需要傳送到燃氣調(diào)
度中心,,可供調(diào)度中心操作員實時監(jiān)測,并且可呈現(xiàn)在集中監(jiān)控大屏幕上,。
  燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)可為管理層提供一個穩(wěn)定,,可靠,可信并及時的監(jiān)管系統(tǒng),,對全國各地方站庫的運營參數(shù)進行采集,、篩選、過濾,、統(tǒng)計
,、分析、計算,、應(yīng)用等,,以科學的數(shù)據(jù)為依據(jù),優(yōu)化并指導燃氣公司的生產(chǎn)運營。
二.系統(tǒng)設(shè)計原則
  可擴展性——系統(tǒng)的設(shè)計上一方面要全面滿足當前環(huán)境下的需求及未來一段時間的應(yīng)用需求,,另一方面要能方便的進行功能擴展,,可靈活增添
刪減功能模塊。
  可集成性——從技術(shù)發(fā)展角度和用戶需求來看,,軟件結(jié)構(gòu)本身應(yīng)能與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成,,做到信息共享和資源共享,。
  互操作性——支持各種主流實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)接口,,并通過標準關(guān)系數(shù)據(jù)庫接口(如ODBC、OLE DB)實現(xiàn)與ERP及其它MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成,。平臺
的開放性保證了今后可從生產(chǎn)管理系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)模塊中裁剪不同的功能,,以滿足某個特定任務(wù)的需要,實現(xiàn)互操作,。
三.系統(tǒng)設(shè)計目標
  燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)設(shè)計目標如下:
  ▲各站庫所有參數(shù)的采集與存儲,并匯總到調(diào)度中心平臺,;
  ▲各站庫主要參數(shù),主要工藝畫面的監(jiān)視,;
  ▲各站庫主要參數(shù)的統(tǒng)計及分析,;
  ▲各站庫主要參數(shù)的趨勢圖,餅圖,,棒圖展示,;
  ▲各站庫主要參數(shù)的日報,月報,,季報,,年報展示;
  ▲設(shè)備支持遠程控制,,遠程客戶可實時瀏覽現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息,。
四.系統(tǒng)架構(gòu)
  整個系統(tǒng)具有很好的擴展性,伸縮性,,使得后期新增站庫可以低成本無縫接入,。整個系統(tǒng)的WEB發(fā)布功能,可滿足用戶在任何時間,,任何地點都
可通過用戶認證方式訪問此系統(tǒng),。
  為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性,、可用性,,在中心系統(tǒng)的建設(shè)中,構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)提高底層通訊的穩(wěn)定性,。構(gòu)建冗余的通信服務(wù)器,、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器
、應(yīng)用服務(wù)器提高系統(tǒng)的可靠性,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)防火墻和病毒防火墻提高系統(tǒng)的抗風險能力,。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)備份設(shè)備NAS,,可大大降低意外事故帶來的數(shù)據(jù)丟失造成的損失。
  整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)現(xiàn)場情況分析后,,選用如下混合模式結(jié)構(gòu),,整體拓撲圖如下所示:


圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖


  在系統(tǒng)的建設(shè)中,本著降低系統(tǒng)通訊費用的原則,,對已經(jīng)接入集團專網(wǎng)的分公司,,可考慮將分公司范圍內(nèi)各分站的數(shù)據(jù)通過集團專網(wǎng)傳輸?shù)郊?/font>團總部,這樣可減少申請多條ADSL鏈路所產(chǎn)生的運營費用,,但需要指出的是,,如考慮使用集團專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù),需盡可能的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?/font>,。
  由于已有的各分公司監(jiān)控系統(tǒng)平臺各不相同,,為了方便數(shù)據(jù)通信格式的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)安全,在各個分公司系統(tǒng)中安裝配置一臺力控科技工業(yè)數(shù)據(jù)
采集通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm和一臺力控科技工業(yè)安全防護隔離設(shè)備pSafetyLink,。其中數(shù)據(jù)可通過多種總線方式將各個分站的數(shù)據(jù)采集到通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm,,然后再通過自身的另外一個網(wǎng)口將數(shù)據(jù)實時的發(fā)送到安全防護隔離設(shè)備pSafetyLink。該設(shè)備收到數(shù)據(jù)包后,,將數(shù)據(jù)包進行解析,,剝離TCP/IP協(xié)議,將原始數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)皆撛O(shè)備的另外一側(cè),,力控科技pSafetyLink設(shè)備對遠程數(shù)據(jù)進行加密壓縮,,并通過Internet將加密壓縮后的數(shù)據(jù)包傳送到遠端調(diào)度中心的服務(wù)器。利用該設(shè)備的雙系統(tǒng),,單向隔離傳輸功能,,將病毒及網(wǎng)絡(luò)黑客行為徹底隔離在外網(wǎng),最大限度的保護生產(chǎn)系統(tǒng)的安全和可靠運行,。
4.1.軟件系統(tǒng)架構(gòu)
  燃氣調(diào)度中心使用力控科技企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace平臺軟件,,對數(shù)據(jù)進行歸檔存儲和二次處理。
  pSpace平臺針對生產(chǎn)企業(yè)具有一套成熟,,先進的生產(chǎn)管理解決方案,。該軟件平臺完全按照層次化,模塊化的思想進行設(shè)計,,結(jié)合生產(chǎn)型企業(yè)的
特點和需求對整個系統(tǒng)進行抽象及提煉,,以數(shù)據(jù)為主線進行設(shè)計與擴展,底層以各種驅(qū)動來提取生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù),,構(gòu)架企業(yè)生產(chǎn)信息建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺,。并以行業(yè)應(yīng)用特點為模型結(jié)合強大的計算引擎建立應(yīng)用功能模塊,到最頂層以統(tǒng)一的展現(xiàn)方式為企業(yè)服務(wù)。整個系統(tǒng)可以總結(jié)如下:分布式數(shù)據(jù)采集,,集中式數(shù)據(jù)存儲,,分布式模塊化應(yīng)用,統(tǒng)一信息展示,。


圖2 軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖


五.系統(tǒng)功能簡述
5.1.實時監(jiān)控畫面展示

  通過力控科技ForceControl組態(tài)軟件的畫面組態(tài)工具,,用戶可以快捷,方便的開發(fā)定制圖形視圖應(yīng)用,??蓪崟r顯示現(xiàn)場流程畫面,將溫度,、壓
力,、流量、泄漏報警等各種實時數(shù)據(jù)及時呈現(xiàn)給燃氣調(diào)度中心相關(guān)人員,。


圖3 實時畫面展示


圖4 實時畫面展示—生產(chǎn)數(shù)據(jù)


5.2.數(shù)據(jù)報表、曲線分析功能
  燃氣調(diào)度中心SCADA系統(tǒng)可自動生成日報表,,月報表及年報表,,管理人員可通過趨勢、報表,、歷史回放等手段了解管網(wǎng)過去的狀況,、分析未來的
趨勢。系統(tǒng)具備可生成分時等特殊報表的功能,,任意組合用戶測量趨勢,、測量參數(shù)累計、故障時段等趨勢記錄,,并可通過打印輸出,。
5.3.報警事件、安全管理功能
  系統(tǒng)可實時顯示并記錄就地流量測量系統(tǒng)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(diào)度中心系統(tǒng)具備嚴格的權(quán)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(xiàn)的系統(tǒng)安全問題提供調(diào)查的依據(jù)和手段,。為
了保證系統(tǒng)采集、控制的安全可靠性,,該方案采用SCADA操作員站雙機熱備,、雙網(wǎng)冗余配置。
5.4.企業(yè)信息門戶功能
  為了滿足現(xiàn)代企業(yè)信息化的要求,力控軟件平臺可以將企業(yè)的生產(chǎn)過程系統(tǒng),,數(shù)據(jù)瀏覽系統(tǒng),,數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng),數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)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(yè)的管理維護成本,。操作人員無需具備高級語言開發(fā)能力,便可對pSpace WEB系統(tǒng)的頁面,,
功能進行定制的修改,。采用用戶名和密碼的驗證訪問方式,可保護系統(tǒng)的安全,。
六.結(jié)語
  燃氣調(diào)度中心的信息化建設(shè),,積極響應(yīng)了國家大力推進信息化與工業(yè)化深度融合,走中國特色新型工業(yè)化道路,,促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和工業(yè)
轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展戰(zhàn)略,。整套系統(tǒng)結(jié)合先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),、自動化控制技術(shù),,可以提高工作效率、降低成本,,為燃氣管網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度管理提供了有力保障,。

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