天然气资源概况

SCADA系统介绍

天然气资源概况

天然气是一种埋藏于地下的可燃性气体，无色无味，主要成分中85~95%为甲烷（CH4），比重轻于空气，极易挥发，并在空气中扩散迅速。天然气与空气混合浓度在5~15%时遇明火或大于天然气燃点530℃时即燃烧，属可燃可爆性气体。在-162℃常压下可液化，称液化天然气（LNG），液化后体积缩小到1/600。天然气属于清洁燃料，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，假如将天然气的效应系数为1，则石油为1.85，煤为2.08。

地球上已探明的天然气地质储量超过140万亿立方米，年开采2万多亿立方米，可采68年。而天然气的勘探、开采和利用还又许多工作可做。专家们证明，占天然气主要成份的甲烷不仅可以有机生成，也可以无机合成。早在地球形成之初，甲烷就已经存在于地壳之中，天文学家也发现一些星球可能是被甲烷大气层包围着，这一理论大大拓展了天然气资源的勘探领域。此外，海洋学家发现在大洋深处的海底由于海水的压力作用，可能存在着大量的液态甲烷，其数量之大将可支撑人类数十年的文明。我国天然气的勘探、开发和利用都相对比较落后，已探明可采储量仅占世界的1.2%，目前年产量200亿立方米，预计2000年达到250亿立方米/年。我国天然气地质资源量估计超过38万亿立方米，可采储量前景看好，按国际通用口径，预计可采储量7-10万亿立方米，可采95年，在世界上属资源比较丰富的国家。陆上资源主要集中在四川盆地、陕甘宁地区、塔里木盆地和青海，海上资源集中在南海和东海。此外，在渤海、华北等地区还有部分资源可利用。由于资源勘探后，未能有效利用，以及政策不配套，造成用气结构不合理，都在一定程度上制约了我国天然气工业的健康发展。但是，随着我国的社会进步和经济发展，天然气成为主要能源将是一个必然的趋势。

系统概述

系统系统的意义

SCADA是Supervisory ControI And Data AcquiSition System 的缩写，是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。

了解生产情况是实施科学生产的基础，如果生产过程分布很近，可以采用就近控制的办法，就地接线，就地监视，就地控制，对于复杂的过程生产采用DCS系统控制的比较多，也有采用PLC的或者专业控制器。而对于生产各个环节分布距离非常远的，比如几公里，几十公里，几百公里甚至几千公里的，如变电站，天然气管线，油田，自来水管网，随着技术的发展，人们慢慢发展出远程采集监视控制系统，称为SCADA系统。

SCADA系统与其他系统的区别在于：

分布区域广泛

主站与控制对象距离远

监控终端的工作条件苛刻

通讯系统复杂多变

通讯系统不保证可靠传输

城市燃气SCADA系统介绍

城市燃气SCADA系统是城市燃气集、输、供、管计算机化、自动化的标志，是城市燃气管理网络化、自动化、信息化的基础，是城市燃气合理利用、可视调度、有效管理的科技手段，它为生产调度及时、准确、可靠的提供管网运行工况数据，降低劳动强度、提高管理效益、使整个供气生产管理过程可视化、规范化、自动化、信息化。

城市燃气SCADA系统分布包括调度控制中心、各类门站、高中低调压站、罐区、工业用户站、加臭站，各类管网测压站等。系统可根据技术内容划分为：调度控制中心部分、通讯系统部分、SCADA系统软件部分、远程控制终端（又称现场控制单元）RTU部分、系统安全防护部分。

下面就每个部分的基本功能、作用及设备配置做简朴介绍。

控制中心是城市燃气输配管网SCADA系统的控制中枢，它对燃气管网生产运行情况进行监控和管理，对工艺对象进行数据采集，工艺过程和重要设备进行控制。同时还可实现管网在线模仿仿真、设备运行优化、制定输送计划、泄漏检测及定位、计量管理、模拟培训，在电子地图上的定位显示和控制等一系列任务。

控制中心的操作人员通过计算机系统操作员工作站所提供的各场站的压力、温度、流量、液位信号及设备运行状态等信息，完成对整个输配管网的运行监控和调度管理。

控制中心主要功能如下：

各站点的数据汇集和处理；

工艺流程的动态显示；

下达调度和操作命令；

报警显示、管理以及事件的查询、打印；

实时数据的采集、归档、管理以及趋势显示；

历史数据的管理、存贮；生产统计报表的生成和打印；

模拟培训，管网在线仿真；

对全系统进行时间同步，控制权限的确定；

流量计算、管理；优化调度管理；

管网输配管理，管道泄漏检测和定位；

通讯系统监视及管理和主备信道的无扰切换；

网络监视及管理，系统诊断、故障分析及处理；

紧急切断和安全保护；

实现与企业信息管理系统（MIS）、ERP、MRPⅡ等系统的连接和数据交换；

实现与上级计算机网络的通信及数据共亨等。

系统结构和设备配置

控制中心是整个系统中数据最集中的地方，也是安全性要求最高的地方，因此在系统设计时的要充分考虑了这一要素。计算机网络设备可以按C/S结构配置。为提高系统的可靠性，保障系统长时期可靠运行，可对系统中重要设备采用多级热冗余设计。操作员工作站、工程师工作站等均作为局域网上的一个节点，共享服务器的资源。控制中心配置防火墙、网络路由设备等接入系统的通讯网络（DDN、GPRS、ISDN、光纤网络等）与RTU控制系统网络相连构成本SCADA系统的通信网络系统。通讯协议采用工业以太网TCP/IP，通讯接口为RJ45。另外考虑到电源稳定因素，在控制中心还应设置UPS电源系统。

通讯系统的主要功能是为SCADA系统的远程监控功能提供必需的数据通道，这些数据通道连接着各种不同的控制中心和远程站点。城市燃气管网SCADA系统的通讯系统目前常用的二个子系统，一个是有线DDN通信系统，作为控制中心与关键工艺站场的主通讯信道，另一个是GPRS无线通信系统，作为控制中心与各关键

工艺场站的备用通讯信道。另外还有其它专线（如：专用光纤等）通道等。

DDN接入示意图如下：

GPRS无线网络接入图如下：

系统软件

SCADA系统软件是基于Microsoft Windows 操作系统平台的软件，组态简单、方便，教轻易把握；历史数据库采用中文版Microsoft SQL Server 2000软件，通过配置，完成历史数据的存储、备份。系统软件应具有：IE浏览；监控管网的运行情况；海量存储能力；信息查询；数据库检索；图表分析；报表输出；组态编程简单、运行操作维护容易等功能。