发布日期：2022/2/20

　　导语：随着城市燃气管网规模的不断扩大，旧有的管理手段和管理模式都已无法满足“合理规划，科学管理，安全供气，优质服务，放心用气”的要求。本文主要介绍了典型燃气调度中心SCADA系统的架构以及力控软件在该系统中的应用情况。
一．概述
　　燃气调度中心SCADA系统涉及门站、工业用户、加气站、城区管网末端、调压站等多种类型的监控点。所有监控点的实时数据需要传送到燃气调度中心，可供调度中心操作员实时监测，并且可呈现在集中监控大屏幕上。
　　燃气调度中心SCADA系统可为管理层提供一个稳定，可靠，可信并及时的监管系统，对全国各地方站库的运营参数进行采集、筛选、过滤、统计、分析、计算、应用等，以科学的数据为依据，优化并指导燃气公司的生产运营。
二．系统设计原则
　　可扩展性——系统的设计上一方面要全面满足当前环境下的需求及未来一段时间的应用需求，另一方面要能方便的进行功能扩展，可灵活增添删减功能模块。
　　可集成性——从技术发展角度和用户需求来看，软件结构本身应能与其它应用系统集成，做到信息共享和资源共享。
　　互操作性——支持各种主流实时数据库的数据接口，并通过标准关系数据库接口(如ODBC、OLE DB)实现与ERP及其它MIS系统的数据集成。平台的开放性保证了今后可从生产管理系统的不同数据模块中裁剪不同的功能，以满足某个特定任务的需要，实现互操作。
三．系统设计目标
　　燃气调度中心SCADA系统设计目标如下：
　　▲各站库所有参数的采集与存储,并汇总到调度中心平台；
　　▲各站库主要参数，主要工艺画面的监视；
　　▲各站库主要参数的统计及分析；
　　▲各站库主要参数的趋势图，饼图，棒图展示；
　　▲各站库主要参数的日报，月报，季报，年报展示；
　　▲设备支持远程控制，远程客户可实时浏览现场数据信息。
四．系统架构
　　整个系统具有很好的扩展性，伸缩性，使得后期新增站库可以低成本无缝接入。整个系统的WEB发布功能，可满足用户在任何时间，任何地点都可通过用户认证方式访问此系统。
　　为提高系统的稳定性、可靠性、可用性，在中心系统的建设中，构建冗余网络提高底层通讯的稳定性。构建冗余的通信服务器、数据库服务器、应用服务器提高系统的可靠性，构建网络防火墙和病毒防火墙提高系统的抗风险能力。构建网络备份设备NAS，可大大降低意外事故带来的数据丢失造成的损失。
　　整个系统网络拓扑结构现场情况分析后，选用如下混合模式结构，整体拓扑图如下所示：
 

图1 系统架构图
 

　　在系统的建设中，本着降低系统通讯费用的原则，对已经接入集团专网的分公司，可考虑将分公司范围内各分站的数据通过集团专网传输到集团总部，这样可减少申请多条ADSL链路所产生的运营费用，但需要指出的是，如考虑使用集团专网传输数据，需尽可能的保证数据传输的带宽。
　　由于已有的各分公司监控系统平台各不相同，为了方便数据通信格式的统一和数据安全，在各个分公司系统中安装配置一台力控科技工业数据采集通讯网关pFieldComm和一台力控科技工业安全防护隔离设备pSafetyLink。其中数据可通过多种总线方式将各个分站的数据采集到通讯网关pFieldComm，然后再通过自身的另外一个网口将数据实时的发送到安全防护隔离设备pSafetyLink。该设备收到数据包后，将数据包进行解析，剥离TCP/IP协议，将原始数据单向传输到该设备的另外一侧，
　　力控科技pSafetyLink设备对远程数据进行加密压缩，并通过Internet将加密压缩后的数据包传送到远端调度中心的服务器。利用该设备的双系统，单向隔离传输功能，将病毒及网络黑客行为彻底隔离在外网，最大限度的保护生产系统的安全和可靠运行。
4.1．软件系统架构
　　燃气调度中心使用力控科技企业级实时历史数据库pSpace平台软件，对数据进行归档存储和二次处理。
pSpace平台针对生产企业具有一套成熟，先进的生产管理解决方案。该软件平台完全按照层次化，模块化的思想进行设计，结合生产型企业的特点和需求对整个系统进行抽象及提炼，以数据为主线进行设计与扩展，底层以各种驱动来提取生产中的各类数据，构架企业生产信息建立统一数据库平台。并以行业应用特点为模型结合强大的计算引擎建立应用功能模块，到最顶层以统一的展现方式为企业服务。整个系统可以总结如下：分布式数据采集，集中式数据存储，分布式模块化应用，统一信息展示。

图2 软件系统架构图

五．系统功能简述
5.1．实时监控画面展示
　　通过力控科技ForceControl组态软件的画面组态工具，用户可以快捷，方便的开发定制图形视图应用。可实时显示现场流程画面，将温度、压力、流量、泄漏报警等各种实时数据及时呈现给燃气调度中心相关人员。

图3 实时画面展示

图4 实时画面展示—生产数据

5.2．数据报表、曲线分析功能
　　燃气调度中心SCADA系统可自动生成日报表，月报表及年报表，管理人员可通过趋势、报表、历史回放等手段了解管网过去的状况、分析未来的趋势。系统具备可生成分时等特殊报表的功能，任意组合用户测量趋势、测量参数累计、故障时段等趋势记录，并可通过打印输出。
5.3．报警事件、安全管理功能
　　系统可实时显示并记录就地流量测量系统的各种报警信息，如流量/压力的超限、仪表工作电源不正常、阀门工作异常、通讯故障等报警信息。
　　此外燃气调度中心系统具备严格的权限管理功能及操作跟踪功能，记录所有用户操作过程，对出现的系统安全问题提供调查的依据和手段。为了保证系统采集、控制的安全可靠性，该方案采用SCADA操作员站双机热备、双网冗余配置。
5.4．企业信息门户功能
　　为了满足现代企业信息化的要求，力控软件平台可以将企业的生产过程系统，数据浏览系统，数据查询系统，数据分析系统以WEB的方式提供出来。
　　基于WEB的配置、运行、管理方式，极大的减少了企业的管理维护成本。操作人员无需具备高级语言开发能力，便可对pSpace WEB系统的页面，功能进行定制的修改。采用用户名和密码的验证访问方式，可保护系统的安全。
六．结语
　　燃气调度中心的信息化建设，积极响应了国家大力推进信息化与工业化深度融合，走中国特色新型工业化道路，促进经济发展方式转变和工业转型升级的发展战略。整套系统结合先进的计算机技术、网络通信技术、自动化控制技术，可以提高工作效率、降低成本，为燃气管网的统一调度管理提供了有力保障。