SCADA系统在燃气输配系统中的应用

SCADA系统在燃气输配系统中的应用

盛帅

长春燃气股份有限公司 130000

摘要：对于燃气输配管道而言，其所具有的节点多、输配距离长以及地理环境复杂多样等特点，使得采用人工对管道进行监控、检查以及维护等将会耗费大量的人力物力。但SCADA系统的应用则正好解决了这一难题，通过计算机对燃气输配管道的相关数据和图像信息进行获取，并能够对生产调度过程实现自动化控制，由此可见SCADA系统的应用对于燃气输配极为的重要。

关键词：SCADA系统；燃气输配；应用

前言

自从实施西气东输工程以来，城市中使用燃气的人越来越多，供气任务也随之不断地加重，输配管理工作更是变得极为繁复。所以说必须不断完善燃气输配管网系统的功能，让其不仅能够使供气系统和用户用气的安全问题得到保障，还要能够使燃气输配系统的生产调度、运行管理等需求的不断增长得到满足，与此同时还要对现有及潜在的用户的用气数量与负荷等各项数据进行科学合理地分析和预测，这些都需要运用先进的科学技术对燃气输配管网系统功能进行不断地提升及完善才能够实现。而将SCADA系统充分的应用到城市燃气输配管网系统中，则可以使生产调度、输配管理等变得更加的智能化、信息化。

1. SCADA系统的主要配置

SCADA系统主要是由调度中心、通信系统以及远程终端三个部分所构成。调度中心其实质上是将SCADA服务器、工作站以及通信服务器等设备集合于一身的网络计算机系统。首先，调度中心可以对监控站点采集到的数据信息做到实时获取，从而掌握管网系统各站点的运行实际情况。与此同时针对所接收到的数据信息，结合管网标准参数及时的予以分析和调整，从而让系统能够更加稳定的运行。另外，可以将相关信息投影到大屏幕上，并还能够将各项报警记录和事件进行实时的打印。其次，通信系统能够实现调度中心指令与远程终端监测数据的相互传输，使两者可以进行有线和无线相结合的形式进行通信。由人工负责的监控站在与调度中心进行通信中，主要使用的是专线，并辅以CDMA无线的方式，而对于无人监控站则是以CDMA无线为主。监测站将获取到的监测数据快速地传回到调度中心，一旦发生意料之外的情况，调度中心就能够通过通信程序将控制指令发送到监控站的PLC设备之上，利用远程在最短的时间内将阀门切断，从而确保燃气输配的安全性。最后，远程终端站是以测控柜单元作为主体的，其主要负责采集并上传本地的数据信息。对调度中心发布的指令进行接收，并结合相应的参数命令实施控制等。RTU主要包括微处理器、电源以及输入输出模块等组成部分，通过微处理器对各部分实施控制。在燃气输配系统中SCADA系统的应用，在功能上能够对信息进行更加快速高效的反馈及发布指令等。利用智能管网系统，负责统筹调度的人员能够实时、全面地掌握到监控站点的一切情况，一旦遭遇到突发情况，能够及时、快速的处理好，对于存在的安全隐患问题也能予以妥善解决，由此可以看出，SCADA系统的应用不仅使管理的质量和效率得到了显著的提升，而且也在很大程度上节省了由管理而产生的人力物力。

二、监控系统的软件及硬件的构成

监控系统可以划分为调控中心监控、站级监控 以及现场监控等三个重要组成部分。在监控系统中，调度控制中心是由计算机应用系统、主机系统以及通信设备等构成，其主要负责的是控制管理，利用信道将各个控制站的控制系统实施有效地连接。站级控制系统主要负责执行管道监控和安全指令，而管道监控是利用仪表和控制装置对现场运行参数实施监测和处理的，从而使控制管道阀门、数据传送以及接收指令等功能得以真正的实现。现场控制主要是指上级控制指令通过现场单台或单套设备独立的执行相关安全操作。

首先，监控系统的系统配置。监控系统对于SCADA系统而言，其是实现智能控制功能的关键所在，监控系统的软硬件配置主要包括SCADA主机、数据采集设备、电源系统以及软件等。

其次，硬件接口。现场仪表传送的信号主要包括标准的模拟量信号、热电阻温度信号以及直流开关量信号等。燃气领域对于防爆系数具有极高的要求，需要在每一个信号回路都安装具有防爆功能的安全栅，与此同时也要一致的使用HART通信协议。现场仪器主要是对压力、差压信号、流量频率信号以及气体泄漏报警信号等进行监测，而这些监测的信号都有各自相对应的硬件接口，例如说压力、压差信号对应的硬件接口是模拟量输入模块，流量频率信号所对应的是流量计算机接口等等。

最后，远程通信。系统的远程通信主要是由卫星接收和发送来实现的，其还专门配有一条有线专线，与此同时，借助有线专线也可以让调度中心与场站之间实现信息上的相互传递，从而为监控提供更加有效的信息支持。

三、软件编制

系统为了能够获取到监控数据信息，就必须要安装各种硬件接口，而输入输出设备要想运行的稳定正常，就必须要在系统中安装与之相匹配的驱动。与此同时，以现场仪表的量程、量程转换以及报警门限等参数作为依据对I/O点予以定义。

为了能够让相关工作人员在日常的管网状态监视和远程控制操作过程中更为的方便快捷，SCADA系统就必须要将所有的状态信息充分的展示出来，并且还要兼具智能化的人机交互功能：首先，现场工艺界面，通过它可以将站点管网设备的整个运行流程、关键节点设备运行的相关参数等实时的、全面的展示出来。其次，实时参数界面，界面的整体设计是符合操作人员习惯的表格形式，其可以将设备的运行参数全面的展示出来，这样更加便于操作人员对运行指标进行更为全面的检查。还有就是报警窗口，监控系统根据划分出的警报紧急等级，将相应的警报信息在窗口显示出来，并把警报级别信息由高到低进行有序地排列，较为严重的警报则还能够以语音的形式进行播报，让人们提高警惕性。而警报的取消则需要操作人员进行充分的确认之后才能够将其从报警列表中删除掉。最后，ESD控制原理图，操作人员或管理者要想对战场的控制原理有整体上的了解掌握，就可以通过控制原理图来实现，并且它还更加便于快速高效地处理紧急情况，从而有利于把损失降到最低。

四、结语

总而言之，SCADA是集数据采集、储存及处理、数字化通信等功能于一体的系统，将其应用到燃气输配系统中可以使管道管理方面的自动化水平得到极大的提升。科学合理的调配资源、有效的进行指挥控制不仅能够节省大量的生产、运行等方面的成本，还能够使生产的质量和效率得到有效的提高。与此同时，SCADA系统对用气进行科学化的统筹调度，可以使能耗得到有效的降低，从而促使燃气输配系统更加安全稳定的运行下去。

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