天然气管网SCADA系统方案建议书

城市天然气利用工程管网SCADA系统

方案建议书

美国SIXNET公司北京代表处

2006年6月

第一部分总体概述

一、城市燃气综合管理信息系统的建设

1、燃气信息化建设的意义

随着城市管网规模的不断扩大，手工的管理模式和管理手段已无法满足“合理规划、科学管理、安全用气、优质服务”的要求。对于突发事故的应变能力和处理效率难以适应城市建设高速发展的需求。为此，企业需要一种更为方便、及时的方式，实现管网设计、管网运行、管网维修、管网分析、管网决策的自动化和科学化。

此外，燃气综合管理信息系统的建设也是响应国家确立的以信息化带动工业化，以信息化推动现代化的发展战略思想。燃气信息化不仅适应城市信息化迅速发展的需要，而且对燃气企业的现代化建设和管理工作来说至关重要，充分体现了燃气企业“数字供气”的服务理念和管理水平。2、燃气综合管理信息系统的组成

燃气信息系统建设是以提高业务的效率和质量为目标，内容包括多个面向具体应用的应用系统以及支撑应用系统的公共信息平台。

燃气行业的信息化建设大致可以分为两个部分：

燃气生产管理部分，通常包括管网SCADA系统、地理信息系统（GIS）、燃气管网模拟/仿真系统、调度抢修辅助系统、全球定位系统（GPS）等。

企业营运管理部分，包括业务管理、供应链管理、人力资源管理、客户信息管理等、帐务收费管理以及查询统计等功能。

3、系统体系的构建（如图1）

燃气企业信息系统体系应根据本企业目前计算机应用体系结构和状况，考虑以下方面：

①、适应燃气企业目前的技术管理和应用规划；

②、保持与计算机和自动化新技术的同步发展；

③、建立基于Internet技术的主流的VPN形式的信息网络。

4、信息化建设的原则和步骤

燃气综合管理信息系统是燃气企业信息化的完整解决方案。系统建设是一个长期的、不断充实和完善的系统工程。随着管理体制的变化，在系统建设的不同阶段有不同的要求，所以信息化工作是在科学的管理理念和管理水平指导下实施的。同时，信息化工作是公司内部各个部门分工合作，相互协调的过程。

燃气企业的信息化建设应遵守统一规划，分步实施，先易后难原则；统一标准、互联互通、信息共享和系统开放原则；技术先进、可靠、实用原则；“以人为本“的服务体系；信息安全原则。

①、建立统一的企业信息平台；

②、建成核心数据交换中心；

③、根据实际情况分步重点建成急需的应用系统。

二、燃气管网SCADA 系统概述

1、SCADA 系统的功能

SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition ）系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA 系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、市政工程、石油天然气等领域的数据采集与监视控制以及过程控制。SCADA 系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。SCADA 系统主要由位于调度中心的服务器/计算机、位于各现场监控站的远程终端单元（RTU/PLC ）、以及连接它们的通讯系统组成。

国际天然气企业的信息化大都采用以SCADA 为基础的数据系统，它很好地解决了设备实时运行状态监测的数据采集、分析等支持功能；以ERP/EAM 为核心，并与SCADA 系统对接，对

生产输配管理过程 企业运行管理过程 RTU 图1：城市燃气综合管理信息系统的结构图

设备的运行、维护实施全面的在线实时管理；以GIS为辅助系统，与SCADA系统、ERP/EAM 系统整合，形成实时在线的一体化数据管理平台，全面提高城市燃气信息化水平。

2、SCADA系统的结构

按照标准化、开放性的原则，基于分布式计算机网络以及数据库技术，同时兼容现代的通讯技术，构筑先进SCADA系统。燃气管网SCADA系统结构一般由四部分组成。

①、调度控制中心：

调度控制中心是整个SCADA系统的调度指挥中心，在正常情况下操作人员在调度控制中心通过计算机系统即可完成对整个生产过程的监控和运行管理等任务。

②、远程测控终端（RTU）：

远程测控终端RTU（Remote Terminal Unit）是SCADA系统的基本组成单元。一个RTU可以有几个，几十个或几百个I/O点，可以放置在测量点附近的现场。RTU具备数据采集及处理、数据传输（网络通信）、PID控制或逻辑控制、流量累计等功能。

③、现场仪表：

现场仪表主要包括传感器、变送器、流量计及执行机构等，主要负责检测、测量现场站点的运行参数并控制现场设备。

④、通讯系统：

SCADA系统运行是否良好，通讯系统起到至关重要的作用。通常的通讯分有线（如DDN、ADSL、ISDN、PSTN以及自建光缆等）和无线（如电台、微波、GSM、GPRS/CDMA等），具体项目采用何种通讯方式根据实际情况确定。对于重要站点，可以采用主、备用两种通讯链路的通讯方式。

典型SCADA系统结构图

第二部分 SCADA系统方案概述

一、系统设计原则

1、先进性原则

系统建设应有高的技术起点，应采用具有标准功能的组态软件和拥有先进工业技术的SCADA系统。充分利用现有高新技术，确保系统投资取得最佳效益，系统完成后，达到国内领先水平。

2、可靠性原则

选用高品质的设备完成系统的架构，不仅可以保证系统稳定、可靠的运行，也可大大减少投运后的维护工作量、并节约二次投入的资金，同时避免因系统故障导致的损失。

3、开放性原则

先进而合理的系统整体结构可以保证系统具有较长的生命周期。从发展角度考虑，任何系统在投入运行以后都可能会有一些变更，因此系统必须具有灵活的结构和良好的开放性，对信息化管理软件和现场智能设备提供良好的通讯兼容。

4、安全性原则

系统具有强大的维护和诊断功能，保证系统安全、可靠的运行。注意软硬件设计中各环节的安全保密性。系统应具有对主要环节的监视和控制功能，并能防止非法用户的越权操作。在设计中做好系统内权限的分级管理，并使网络通信具有较强的容错和故障恢复能力。

5、经济性原则

系统设计在满足系统功能和用户需求的条件下，选用高性价比的产品。确保系统设计上述各原则的前提下，应充分保护用户的现有投资，以设备的高档次、可塑性、可配置性、易于维护性来满足系统所处的复杂环境和各种应用需求；以高质量、高标准的设备构成本系统，大大减少系统运行时的维护及维护费用；能够为将来系统规模扩大和功能扩展提供良好的接口，保护用户的投资；在确保上述各项的前提下，尽量降低系统造价，向用户提供高性能/价格比的设计方案。

二、标准和规范

1、采用的标准及规范

标准号题目

GB 50183 原油和天然气工程设计防火规范

GB 50251 输气管道工程设计规范