一、项目背景
杭州市天然气利用工程由杭州市燃气(集团)有限公司投资建设。主要内容包括天然气门站、高压输气管道、高中压调压计量站、中压输配管网、庭院户内管网、SCADA系统、转换改造工程、应急气源、后方设施改造等。其中SCADA系统由澳大利亚悉雅特公司承建,SCADA系统的设计规模包括调度中心1座(含数据中心);容灾中心1座;北门站1座,配备有SCC(站控中心);空混站1座,配备有SCC(站控中心);高中压调压站7座;高压阀室2座;中压专用调压站25座;中压区域调压站75座;中压管网监测点5座;其他场站3座。现场I/O点约2000点。
二、系统解决方案
该系统是以MOSAIC、MOXRTU为核心并采用以太网交换机、路由器等现代网络设备构成的一个分布式计算机数据采集与监控网络。系统网络中的主要元素为调度控中心;容灾中心;门站、空混站、储备站、高中压调压站、中压管网专用调压站、中压管网区域调压站及中压管网的压力点。
1.上位设备
SCADA实时数据服务器是上位监控软件MOSAIC服务器端的运行平台,负责处理、存储、管理从输配管网各站场控制系统传送来的实时数据,同时又为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。操作员工作站
操作员工作站是操作员与调度中心计算机监控系统的人机接口,它在调度中心计算机监控系统中作为客户机,操作员通过它可以详细了解有关天然气输配管网的设备运行状态,并下达调度控制指令;操作员工作站通过以太网与SCADA服务器互连并交换信息。
2.下位设备
所有远程站点均装有独立的MOXRTU控制系统,就地的MOXRTU控制系统出现故障,不会妨碍调度中心与其它场站通讯。
杭州市天然气输配管网的远程站点可划分为二组,分别是:
q 有人值守场站,包括门站1座、包空混站;
q 无人值守场站,高中压调压站、高压阀室、中压管网专用调压站、中压管网区域调压站、中压管网的压力点及其它场站;
3.系统描述
杭州市天然气输配管网监控与数据采集(SCADA)系统是以MOSAIC监控软件、MOX远程控制终端MOXRTU,并融合了先进的RTU技术、现场总线技术、网络通信技术、无线通讯技术、数据库技术、SCADA/HMI技术及客户/服务器(Client/Server以下简称C/S)技术、“Cluster”实时全分布技术等的一体化的集成控制系统工程。
4 .系统功能
调度中心
调度中心的主要功能如下:
q 数据采集和处理;
q 工艺流程的动态显示;
q 下达调度和操作命令;
q 报警显示、管理以及事件的查询、打印;
q 实时数据的采集、归档、管理以及趋势显示;
q 历史数据的管理、存贮;
q 生产统计报表的生成和打印;
q 对全系统进行时间同步;
q 流量计算、管理;
q 控制权限的确定;
q 网络监视及管理;
q 通信监视及管理和主备信道的无扰切换;
q 系统诊断、故障分析及处理;
q 紧急切断和安全保护;
q 实现与企业信息管理系统(MIS)连接和数据交换;
§ 容灾中心
容灾中心的主要功能如下:
q 数据采集和处理;
q 工艺流程的动态显示;
q 下达调度和操作命令;
q 报警显示、管理以及事件的查询、打印;
q 实时数据的采集、归档、管理以及趋势显示;
q 历史数据的管理、存贮;
q 生产统计报表的生成和打印;
q 流量计算、管理;
q 控制权限的确定;
q 网络监视及管理;
q 通信监视及管理和主备信道的无扰切换;
q 系统诊断、故障分析及处理;
q 紧急切断和安全保护;
q 实现与上级计算机网络的通信及数据共亨等。
§ 远程场站
q RTU实现数据上传信息调度中心SCADA实时数据服务器;
q 现场数据采集存储;
q 天然气流量计算AGA3、AGA7、AGA8;
q 数据处理(工程单位换算、算术与逻辑运算、流量积算);
q 联锁保护;
q 紧急停车ESD;
q 执行SCADA系统调度中心发送的指令,并向调度中心发送带时间标签的实时数据;
q 自动进行监控任务,发出控制或调节命令;
q 与第三方智能仪表设备通讯(通常采用串口通讯,MODBUS协议)。
三、系统评估
该项目于2004年12月签订,2006年7月项目主体调度中心、容灾中心、4个高中压调压站、1高压阀室、19个中低压专用调压站投入试运行,该系统自试运行以来一直运行稳定、正常。
杭州燃气(集团)有限公司以前使用的二遥系统功能单一,使用电台数据传输十分不稳定。管网监控SCADA系统投运后,实现了管网的全系统监控,MOSAIC服务器、MOX RTU、CDMA及光纤有线网络工作十分稳定。燃气公司现在可以根据系统实时数据和报表来准确的预测工业用户的流量,大大方便了生产决策及与上游送气公司的调度和协调。燃气公司的管理和生产运行人员都对SCADA监控系统予以充分的肯定,认为SCADA运行稳定,达到了业主最初的预期目标及合同中对系统的要求。