論燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  論燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用</p><p>  摘要:近幾年隨著國家大力發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè),對燃?xì)馄髽I(yè)燃?xì)廨斉涔芾硇畔⒒笤絹碓礁?。逐步建立起燃?xì)鈹?shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、地理信息管理系統(tǒng)(GIS)、安防系統(tǒng)、車輛調(diào)度管理系統(tǒng)(GPS)、輔助決策系統(tǒng)(包括管網(wǎng)仿真、負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng))等多個(gè)燃?xì)庹{(diào)度輸配管理信息化管理子系統(tǒng),這些系統(tǒng)的建立極大地提高了企業(yè)管理水平、經(jīng)濟(jì)效益和管網(wǎng)運(yùn)行

2、的安全性。本文主要提出燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)計(jì)思路和方法。 </p><p>  關(guān)鍵詞:輸配調(diào)度;SCADA;GIS;GPS </p><p>  中圖分類號:TU996.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號: </p><p>  1. 系統(tǒng)組成及功能 </p><p>  燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng)為燃?xì)馄髽I(yè)對燃?xì)馍a(chǎn)、產(chǎn)銷、管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備資產(chǎn)

3、管理、用氣安全管理等提供現(xiàn)代化的管理手段。它對提高燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)效益,減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān),實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨斉湔{(diào)度自動(dòng)化與現(xiàn)代化。 </p><p>  燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng)由SCADA系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、輔助決策支持系統(tǒng)(管網(wǎng)仿真系統(tǒng)、負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)、泄露檢測定位)等子系統(tǒng)組成,各子系統(tǒng)提高了燃?xì)馄髽I(yè)生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、安全管理、急搶修管理、輔助支持等五大部分管理手段和效率。 <

4、;/p><p>  輸配調(diào)度各子系統(tǒng)具有以下功能: </p><p>  1.1 SCADA系統(tǒng) </p><p>  SCADA系統(tǒng)融合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、HMI技術(shù)、控制技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)對燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的進(jìn)氣、計(jì)量、輸配、調(diào)壓全過程的監(jiān)控、管理和調(diào)度,能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息、管網(wǎng)狀況的自動(dòng)化收集、分類、傳送、整理、分析和存儲,為其他信息化系

5、統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 </p><p>  SCADA系統(tǒng)主要實(shí)時(shí)監(jiān)測管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)顯示管網(wǎng)運(yùn)行流程圖、顯示采集的歷史/實(shí)時(shí)趨勢、下達(dá)調(diào)度和操作命令、報(bào)警和事件管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和管理、生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表等功能模塊組成。 </p><p>  1.2 GIS系統(tǒng) </p><p>  GIS系統(tǒng)為用戶提供一套管理燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)空間及屬性信息、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合查詢、統(tǒng)計(jì)及輸出、

6、可以有效進(jìn)行緊急事故處理、并可與SCADA系統(tǒng)、客戶信息系統(tǒng)集成使用的管理系統(tǒng)。 </p><p>  GIS系統(tǒng)主要由圖形基本操作模塊、管網(wǎng)設(shè)施管理模塊(設(shè)備臺賬管理)、管網(wǎng)制圖系統(tǒng)、管網(wǎng)綜合查詢系統(tǒng)模塊、管網(wǎng)綜合統(tǒng)計(jì)模塊、搶修輔助決策系統(tǒng)模塊、系統(tǒng)維護(hù)管理模塊、WEB GIS子系統(tǒng)、移動(dòng)GIS子系統(tǒng)(PDA)等組成。 </p><p>  1.3應(yīng)急搶修系統(tǒng) </p>&

7、lt;p>  應(yīng)急搶修系統(tǒng)利用GIS系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)及GPS系統(tǒng)分析事故原因,針對不同管網(wǎng)事故模式自動(dòng)生成相應(yīng)的科學(xué)、合理的應(yīng)急預(yù)案,為搶修部門提供決策支持。應(yīng)急搶修系統(tǒng)根據(jù)SCADA系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)獲取事故報(bào)警信息,利用客戶服務(wù)系統(tǒng)提供的用戶信息,分析出影響到用戶數(shù)量及范圍,根據(jù)應(yīng)急預(yù)案等級劃分標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)自動(dòng)識別需要啟用哪級預(yù)案。通過GIS系統(tǒng)自動(dòng)對搶修點(diǎn)進(jìn)行定位、顯示相關(guān)閥門、調(diào)壓器、管線、用戶信息并提供最

8、優(yōu)關(guān)閥方案。利用GPS系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度離事故現(xiàn)場最近的搶修車輛和人員到現(xiàn)場搶修,將事故影響限制在最小范圍內(nèi)。 </p><p>  應(yīng)急搶修系統(tǒng)由應(yīng)急預(yù)案等級劃分模塊、應(yīng)急過程管理模塊、應(yīng)急信息發(fā)布模塊、道路封鎖管理模塊、風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)模塊、短信群發(fā)功能模塊、與GPS系統(tǒng)集成、與GIS系統(tǒng)集成、與CIS系統(tǒng)集成、與SCADA系統(tǒng)集成模塊等組成。 </p><p>  1.4 GPS系統(tǒng) <

9、/p><p>  GPS系統(tǒng)是綜合GPS、GIS、GPRS(或CDMA1X并容合GSM)無線通信技術(shù),為燃?xì)庥脩籼峁└鞣N運(yùn)輸車輛的調(diào)度管理的系統(tǒng)軟件。提供了對公司車輛進(jìn)行高效和科學(xué)化的管理手段。 </p><p>  GPS系統(tǒng)主要功能有車輛實(shí)時(shí)定位、車輛監(jiān)視控制、車輛調(diào)度管理、車輛報(bào)警處置、短信語音通信等。 </p><p>  1.5 輔助決策系統(tǒng) </p&g

10、t;<p>  輔助決策系統(tǒng)用于解決和優(yōu)化城市燃?xì)鈴?fù)雜管網(wǎng)、多氣源燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng),建立管網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行模型,分析SCADA系統(tǒng)采集的管網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對管網(wǎng)的異常運(yùn)行工況進(jìn)行分析,模擬分析計(jì)算用氣高峰期管線上的壓力分布,分析高峰期每日運(yùn)行的管道系統(tǒng)的輸送和儲氣性能。 </p><p><b>  2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 </b></p><p>  燃?xì)廨斉湔{(diào)度

11、管理系統(tǒng)需要調(diào)動(dòng)企業(yè)各個(gè)部門的力量,將企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營流程及管理模式運(yùn)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)、軟件及控制技術(shù)等建設(shè)成現(xiàn)代化信息管理平臺。通過對企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營及安全管理流程進(jìn)行優(yōu)化和業(yè)務(wù)創(chuàng)新,建立現(xiàn)代企業(yè)管理制度,提高燃?xì)馄髽I(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)滿意度。 </p><p>  燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)一般遵循總體規(guī)劃,分步分期建設(shè),各項(xiàng)功能和規(guī)模伴隨著企業(yè)生產(chǎn)需求和企業(yè)發(fā)展而不斷完善和發(fā)展。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則如下: </p

12、><p> ?。?)總體規(guī)劃(2)制定標(biāo)準(zhǔn)(3)系統(tǒng)安全性(4)系統(tǒng)先進(jìn)性(5)系統(tǒng)可擴(kuò)展性和開放性(6)系統(tǒng)可靠作性和易用性(7)建立公用數(shù)據(jù)庫平臺(8)應(yīng)采用性價(jià)比高的系統(tǒng)(9)建立統(tǒng)一管理平臺 </p><p>  燃?xì)廨斉湔{(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心就是保證數(shù)據(jù)完整性和可靠性以及各個(gè)子系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。SCADA系統(tǒng)為整個(gè)輸配調(diào)度管理系統(tǒng)提供管網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)工藝數(shù)據(jù),只有SCADA提供完整、準(zhǔn)確和

13、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)工藝數(shù)據(jù),才能掌握輸配管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況,確保管網(wǎng)運(yùn)行安全。提高管網(wǎng)仿真和負(fù)荷預(yù)測結(jié)果精度,生成正確的輸配調(diào)度策略和緊急搶修預(yù)案。 </p><p>  2.1 SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>  典型SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖1: </p><p>  SCADA系統(tǒng)主要由調(diào)度監(jiān)控中心、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、本地監(jiān)控站及現(xiàn)場檢測儀表、傳感器、變送器、執(zhí)行

14、機(jī)構(gòu)等部分組成。邏輯上可以將三SCADA系統(tǒng)劃分為中心調(diào)度層、網(wǎng)絡(luò)通信層和本地監(jiān)控層: </p><p>  第一層:中心調(diào)度層 </p><p>  主要SCADA服務(wù)系統(tǒng)、通信服務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等構(gòu)成。 </p><p>  第二層:網(wǎng)絡(luò)通信層 </p><p>  系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信包括局域網(wǎng)通信、廣域網(wǎng)通信兩部分。 </p>

15、<p>  第三層:本地監(jiān)控層 </p><p>  2.2 數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性解決方案 </p><p>  根據(jù)SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為了解決SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性,需要分別從三個(gè)組成部分分別考慮予以設(shè)計(jì)。 </p><p>  2.2.1選擇可靠的性價(jià)比高硬件設(shè)備,包括現(xiàn)場檢測儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)設(shè)備和中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

16、和工作站等硬件設(shè)備;只有選用可靠的硬件設(shè)備是保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。 </p><p>  2.2.2施工要規(guī)范:燃?xì)馐且兹家妆锲罚虼嗽谑┕み^程中一定要嚴(yán)格按照國家相關(guān)防爆危險(xiǎn)區(qū)域施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工,燃?xì)釹CADA系統(tǒng)施工一定要有專業(yè)的有施工資質(zhì)廠家進(jìn)行施工,布線接線及設(shè)備安裝要規(guī)范可靠。 </p><p>  2.2.3防雷設(shè)計(jì):燃?xì)鈭稣炯肮芫W(wǎng)都在室外,因此在設(shè)計(jì)燃?xì)釹CADA系統(tǒng)時(shí),要進(jìn)

17、行防雷設(shè)計(jì),雷電尤其是感應(yīng)雷會(huì)對儀控設(shè)備造成損壞,影響到系統(tǒng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。 </p><p>  2.3各子系統(tǒng)安全設(shè)計(jì) </p><p>  2.3.1防病毒系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)隔離系統(tǒng) </p><p>  系統(tǒng)要建立安全策略和運(yùn)行管理機(jī)制、安全規(guī)章制度建設(shè)的意見,以身份鑒別、訪問控制、網(wǎng)絡(luò)隔離、數(shù)據(jù)加密等安全技術(shù)為基礎(chǔ)的實(shí)用、高效、高度可靠的信息化整體安全體系結(jié)構(gòu)實(shí)

18、施方案,建立完整防病毒管理體系。 </p><p>  2.3.2數(shù)據(jù)備份/恢復(fù) </p><p>  當(dāng)由于服務(wù)器硬件故障/其他相關(guān)軟件故障和誤操作影響系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件系統(tǒng)時(shí),使用磁盤陣列或光盤備份軟件或備份策略將系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù),保證系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。 </p><p>  2.3.3對重要服務(wù)器和軟件采用冗余配置 </p><p>  對

19、于重要服務(wù)器系統(tǒng)和軟件采用冗余配置,當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生故障時(shí),備用服務(wù)器能即時(shí)啟用保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,提高系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。 </p><p>  2.3.4建立容災(zāi)中心 </p><p>  對于大的燃?xì)廨斉湔{(diào)度系統(tǒng),為了提高整個(gè)系統(tǒng)安全性,可以考慮建立容災(zāi)中心,當(dāng)主調(diào)度中心發(fā)生重大災(zāi)難性破壞時(shí)系統(tǒng)將實(shí)時(shí)自動(dòng)切換至備用調(diào)度中心;由設(shè)在備用調(diào)度中心系統(tǒng)承擔(dān)起燃?xì)廨斉湔{(diào)度管理任務(wù)。在主控中心恢復(fù)

20、后,在網(wǎng)絡(luò)層上自動(dòng)從備用控制中心切換至主控制中心。 </p><p><b>  3.結(jié)束語 </b></p><p>  城市燃?xì)馐乾F(xiàn)代化城市能源建設(shè)中的一個(gè)重要組成部分,也是必不可少的能源基礎(chǔ)設(shè)施。如此龐大的燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)。需要與之相適應(yīng)的先進(jìn)燃?xì)廨斉湔{(diào)度系統(tǒng)和管理水平。因此,加強(qiáng)燃?xì)庹{(diào)度管理是我們的當(dāng)務(wù)之急。 </p><p><b>

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