浅谈燃气管网SCADA系统

赵亚军　吕科教

摘要：西安秦华天然气有限公司所辖天然气管线累计投运5276公里，天然气年总供气量已达12.4亿标准立方米，日最大供气量为826万标准立方米，SCADA系统在西安秦华天然气有限公司的燃气管网中发挥着重要作用。文章就SCADA系统的结构和功能设计进行分析，提出采用SCADA系统可以有效提高天然气企业的整体管理水平。

关键词：SCADA系统；调度中心；结构功能；燃气管网

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0080-02

从20世纪80年代之后，各大城市逐渐增加煤气天然气管道的铺设里程，燃气企业广泛采用SCADA系统，对燃气管道进行远程自动控制。SCADA系统通过实时采集现场数据，为生产调度提供实时的数据，有效地实现了全面监视工艺流程的作用。SCADA系统由调度中心、现场监控站点和通信系统组成。调度中心包含SCADA服务器、SCADA工作站和通信服务器等计算机系统；现场监控站点由RTU组成，其功能是对仪表参数进行实时监控；通信系统是联系调度中心与监控站点，并执行数据、指令传达的信息系统。

1 SCADA系统的结构组成

燃气管网根据输送功能的不同，分作高压、中压和低压管网，SCADA系统的结构组成需要满足“多气源、一张网”管理模式，因此，在设计SCADA系统的结构组成的时候，除了需要满足信息集成、数据采集、安全监控的功能之外，还必须同时考虑整个系统的安全性、可靠性、可扩展性。

1.1 调度中心

调度中心是SCADA系统的核心部分，由SCADA服务器、操作员工作站、工程师工作站、通信服务器等组成。调度中心的工作原理是：通过接收燃气管网现场监控站点采集到的数据，实时监视各站点的运行情况，根据管网参数及时调整，完成信息集成工作。

2 SCADA系统的功能

SCADA系统的优势是适用于大范围、长距离数据监控业务，在石油、燃气、水利、化工、电力等行业。SCADA系统在燃气管网中的应用，主要是实现管网数据的实时采集，达到实时监测设备状态并能够及时报警的作用。从而保障城市燃气管网的安全生产与管理。基于以上要求，SCADA系统在燃气管网中的主要功能如下：

2.1 生产管理功能

管理显示城市整个燃气管网的生产数据，包括：设备状态、系统参数、工艺流程、设备运行等。

通过监测、计算天然气的储备量，结合若干外界因素，计算分析出天然气的可持续用量，提前设计气量峰值的应急调配方案，保证用气安全。

通过监测、计算管网压力与流量，制定相应方案，通过SCADA系统的控制设备实施动态调整，平衡管网供气，保证供气的安全稳定性。

2.2 安全管理功能

根据生产情况和监管需要，将报警分作三个级别：一般报警、重要报警、严重报警。设置不同的报警颜色和声音，区分不同的报警级别。系统设置自动弹出报警画面的功能，增强警报的应激性，提升反应能力。同时设置警报自动记录与查询功能，方便后期工作的开展。

2.3 辅助管理功能

辅助管理功能主要包括：自动记录、管理权限设置、自动生成报表等。自动记录功能可以方便用户查找和追溯燃气的使用情况；管理权限设置可以增加系统应用的安全性和简便性；自动生成报表功能可以方便造表，节约人力资源。

2.4 通信系统功能

通信系统的功能能否稳定运行，是SCADA系统实现完整、真实和实时监控的重要保障。为满足SCADA系统管理要求，该系统应具备以下功能：

支持多个站点不同变量的分类采集功能，各站点的信息采集功能要相互独立，不会互相影响；采用通用的Mod bus TCP/IP系统，方便管理和维护；实行双轨道的通信模式，设置自动切换功能；设置数据采集同步传递的功能；支持主动报警，支持优先处理警报状态的功能。

2.5 监控界面

监控界面在功能上包括：实时数据采集和处理、各站工艺流程动态显示、报警管理、数据归档、在线组合、热备切换、通信管理、系统管理、系统接口等功能。在设计这些功能的时候，要考虑到简单、明了、容易操作的原则。

在这些功能中，实时数据采集和处理、各站工艺流程动态显示、报警管理、数据归档、通信管理，前文已经涉及到，下面说说热备切换、系统管理和系统接口功能。

2.6 热备切换

SCADA服务器选用双机热备模式，当发生故障时，系统在10秒内自动执行切换功能。

2.7 系统管理

实现调度中心的各项管理功能，包括以下管理内容：（1）动态管理、分析输配管网状态，实现命令的远程下达；（2）设置多级控制权限，分别设置保护口令；（3）设置同步时钟，确保所采集数据的一致性；（4）实施网络监视，掌握网络的运行状态。

2.8 系统接口

SCADA系统、管网地理信息系统（GIS）、巡线车辆调度GPS系统，三者只有紧密配合，才能实现燃气管网的安全生产和故障排除。因此，这三个系统间的工作接口是否可接驳，必须认真对待。

编写GIS与SCADA系统的接口模块，将SCADA数据信息和GIS动态数据纳入统一管理系统，获取第一位的动态数据。再与GPS巡线车辆调度系统，详细掌握车辆与随车人员的情况，实现现场沟通，在最短时间内为一线工作人员提供技术指导和工艺配合。提高工作效率，尤其是可以缩短排障周期，增加燃气管网管理的安全性。

3 结语

本文较为详细地介绍了SCADA系统的结构组成和功能，在实际工作中，必须结合所在城市的燃气管网状况、设备配置情况，做好实际的监控管理工作，才能有效实现对燃气管网SCADA系统的管理应用，科学运用系统提供的数据信息，进而提高天然气公司的管理水平。

参考文献

[1] 张铁军.城市燃气管网SCADA系统设计与实现[J].信息技术，2012，（2）.

[2] 杨坤海.城市燃气管网SCADA系统的设计与应用[J].石油化工自动化，2010，（5）.

[3] 王长富.浅谈城市燃气管网SCADA系统的建立[J].上海煤气，2009，（5）.endprint

摘要：西安秦华天然气有限公司所辖天然气管线累计投运5276公里，天然气年总供气量已达12.4亿标准立方米，日最大供气量为826万标准立方米，SCADA系统在西安秦华天然气有限公司的燃气管网中发挥着重要作用。文章就SCADA系统的结构和功能设计进行分析，提出采用SCADA系统可以有效提高天然气企业的整体管理水平。

关键词：SCADA系统；调度中心；结构功能；燃气管网

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0080-02

从20世纪80年代之后，各大城市逐渐增加煤气天然气管道的铺设里程，燃气企业广泛采用SCADA系统，对燃气管道进行远程自动控制。SCADA系统通过实时采集现场数据，为生产调度提供实时的数据，有效地实现了全面监视工艺流程的作用。SCADA系统由调度中心、现场监控站点和通信系统组成。调度中心包含SCADA服务器、SCADA工作站和通信服务器等计算机系统；现场监控站点由RTU组成，其功能是对仪表参数进行实时监控；通信系统是联系调度中心与监控站点，并执行数据、指令传达的信息系统。

1 SCADA系统的结构组成

燃气管网根据输送功能的不同，分作高压、中压和低压管网，SCADA系统的结构组成需要满足“多气源、一张网”管理模式，因此，在设计SCADA系统的结构组成的时候，除了需要满足信息集成、数据采集、安全监控的功能之外，还必须同时考虑整个系统的安全性、可靠性、可扩展性。

1.1 调度中心

调度中心是SCADA系统的核心部分，由SCADA服务器、操作员工作站、工程师工作站、通信服务器等组成。调度中心的工作原理是：通过接收燃气管网现场监控站点采集到的数据，实时监视各站点的运行情况，根据管网参数及时调整，完成信息集成工作。

2 SCADA系统的功能

SCADA系统的优势是适用于大范围、长距离数据监控业务，在石油、燃气、水利、化工、电力等行业。SCADA系统在燃气管网中的应用，主要是实现管网数据的实时采集，达到实时监测设备状态并能够及时报警的作用。从而保障城市燃气管网的安全生产与管理。基于以上要求，SCADA系统在燃气管网中的主要功能如下：

2.1 生产管理功能

管理显示城市整个燃气管网的生产数据，包括：设备状态、系统参数、工艺流程、设备运行等。

通过监测、计算天然气的储备量，结合若干外界因素，计算分析出天然气的可持续用量，提前设计气量峰值的应急调配方案，保证用气安全。

通过监测、计算管网压力与流量，制定相应方案，通过SCADA系统的控制设备实施动态调整，平衡管网供气，保证供气的安全稳定性。

2.2 安全管理功能

根据生产情况和监管需要，将报警分作三个级别：一般报警、重要报警、严重报警。设置不同的报警颜色和声音，区分不同的报警级别。系统设置自动弹出报警画面的功能，增强警报的应激性，提升反应能力。同时设置警报自动记录与查询功能，方便后期工作的开展。

2.3 辅助管理功能

辅助管理功能主要包括：自动记录、管理权限设置、自动生成报表等。自动记录功能可以方便用户查找和追溯燃气的使用情况；管理权限设置可以增加系统应用的安全性和简便性；自动生成报表功能可以方便造表，节约人力资源。

2.4 通信系统功能

通信系统的功能能否稳定运行，是SCADA系统实现完整、真实和实时监控的重要保障。为满足SCADA系统管理要求，该系统应具备以下功能：

支持多个站点不同变量的分类采集功能，各站点的信息采集功能要相互独立，不会互相影响；采用通用的Mod bus TCP/IP系统，方便管理和维护；实行双轨道的通信模式，设置自动切换功能；设置数据采集同步传递的功能；支持主动报警，支持优先处理警报状态的功能。

2.5 监控界面

监控界面在功能上包括：实时数据采集和处理、各站工艺流程动态显示、报警管理、数据归档、在线组合、热备切换、通信管理、系统管理、系统接口等功能。在设计这些功能的时候，要考虑到简单、明了、容易操作的原则。

在这些功能中，实时数据采集和处理、各站工艺流程动态显示、报警管理、数据归档、通信管理，前文已经涉及到，下面说说热备切换、系统管理和系统接口功能。

2.6 热备切换

SCADA服务器选用双机热备模式，当发生故障时，系统在10秒内自动执行切换功能。

2.7 系统管理

实现调度中心的各项管理功能，包括以下管理内容：（1）动态管理、分析输配管网状态，实现命令的远程下达；（2）设置多级控制权限，分别设置保护口令；（3）设置同步时钟，确保所采集数据的一致性；（4）实施网络监视，掌握网络的运行状态。

2.8 系统接口

SCADA系统、管网地理信息系统（GIS）、巡线车辆调度GPS系统，三者只有紧密配合，才能实现燃气管网的安全生产和故障排除。因此，这三个系统间的工作接口是否可接驳，必须认真对待。

编写GIS与SCADA系统的接口模块，将SCADA数据信息和GIS动态数据纳入统一管理系统，获取第一位的动态数据。再与GPS巡线车辆调度系统，详细掌握车辆与随车人员的情况，实现现场沟通，在最短时间内为一线工作人员提供技术指导和工艺配合。提高工作效率，尤其是可以缩短排障周期，增加燃气管网管理的安全性。

3 结语

本文较为详细地介绍了SCADA系统的结构组成和功能，在实际工作中，必须结合所在城市的燃气管网状况、设备配置情况，做好实际的监控管理工作，才能有效实现对燃气管网SCADA系统的管理应用，科学运用系统提供的数据信息，进而提高天然气公司的管理水平。

参考文献

[1] 张铁军.城市燃气管网SCADA系统设计与实现[J].信息技术，2012，（2）.

[2] 杨坤海.城市燃气管网SCADA系统的设计与应用[J].石油化工自动化，2010，（5）.

[3] 王长富.浅谈城市燃气管网SCADA系统的建立[J].上海煤气，2009，（5）.endprint

摘要：西安秦华天然气有限公司所辖天然气管线累计投运5276公里，天然气年总供气量已达12.4亿标准立方米，日最大供气量为826万标准立方米，SCADA系统在西安秦华天然气有限公司的燃气管网中发挥着重要作用。文章就SCADA系统的结构和功能设计进行分析，提出采用SCADA系统可以有效提高天然气企业的整体管理水平。

关键词：SCADA系统；调度中心；结构功能；燃气管网

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0080-02

从20世纪80年代之后，各大城市逐渐增加煤气天然气管道的铺设里程，燃气企业广泛采用SCADA系统，对燃气管道进行远程自动控制。SCADA系统通过实时采集现场数据，为生产调度提供实时的数据，有效地实现了全面监视工艺流程的作用。SCADA系统由调度中心、现场监控站点和通信系统组成。调度中心包含SCADA服务器、SCADA工作站和通信服务器等计算机系统；现场监控站点由RTU组成，其功能是对仪表参数进行实时监控；通信系统是联系调度中心与监控站点，并执行数据、指令传达的信息系统。

1 SCADA系统的结构组成

燃气管网根据输送功能的不同，分作高压、中压和低压管网，SCADA系统的结构组成需要满足“多气源、一张网”管理模式，因此，在设计SCADA系统的结构组成的时候，除了需要满足信息集成、数据采集、安全监控的功能之外，还必须同时考虑整个系统的安全性、可靠性、可扩展性。

1.1 调度中心

调度中心是SCADA系统的核心部分，由SCADA服务器、操作员工作站、工程师工作站、通信服务器等组成。调度中心的工作原理是：通过接收燃气管网现场监控站点采集到的数据，实时监视各站点的运行情况，根据管网参数及时调整，完成信息集成工作。

2 SCADA系统的功能

SCADA系统的优势是适用于大范围、长距离数据监控业务，在石油、燃气、水利、化工、电力等行业。SCADA系统在燃气管网中的应用，主要是实现管网数据的实时采集，达到实时监测设备状态并能够及时报警的作用。从而保障城市燃气管网的安全生产与管理。基于以上要求，SCADA系统在燃气管网中的主要功能如下：

2.1 生产管理功能

管理显示城市整个燃气管网的生产数据，包括：设备状态、系统参数、工艺流程、设备运行等。

通过监测、计算天然气的储备量，结合若干外界因素，计算分析出天然气的可持续用量，提前设计气量峰值的应急调配方案，保证用气安全。

通过监测、计算管网压力与流量，制定相应方案，通过SCADA系统的控制设备实施动态调整，平衡管网供气，保证供气的安全稳定性。

2.2 安全管理功能

根据生产情况和监管需要，将报警分作三个级别：一般报警、重要报警、严重报警。设置不同的报警颜色和声音，区分不同的报警级别。系统设置自动弹出报警画面的功能，增强警报的应激性，提升反应能力。同时设置警报自动记录与查询功能，方便后期工作的开展。

2.3 辅助管理功能

辅助管理功能主要包括：自动记录、管理权限设置、自动生成报表等。自动记录功能可以方便用户查找和追溯燃气的使用情况；管理权限设置可以增加系统应用的安全性和简便性；自动生成报表功能可以方便造表，节约人力资源。

2.4 通信系统功能

通信系统的功能能否稳定运行，是SCADA系统实现完整、真实和实时监控的重要保障。为满足SCADA系统管理要求，该系统应具备以下功能：

支持多个站点不同变量的分类采集功能，各站点的信息采集功能要相互独立，不会互相影响；采用通用的Mod bus TCP/IP系统，方便管理和维护；实行双轨道的通信模式，设置自动切换功能；设置数据采集同步传递的功能；支持主动报警，支持优先处理警报状态的功能。

2.5 监控界面

监控界面在功能上包括：实时数据采集和处理、各站工艺流程动态显示、报警管理、数据归档、在线组合、热备切换、通信管理、系统管理、系统接口等功能。在设计这些功能的时候，要考虑到简单、明了、容易操作的原则。

在这些功能中，实时数据采集和处理、各站工艺流程动态显示、报警管理、数据归档、通信管理，前文已经涉及到，下面说说热备切换、系统管理和系统接口功能。

2.6 热备切换

SCADA服务器选用双机热备模式，当发生故障时，系统在10秒内自动执行切换功能。

2.7 系统管理

实现调度中心的各项管理功能，包括以下管理内容：（1）动态管理、分析输配管网状态，实现命令的远程下达；（2）设置多级控制权限，分别设置保护口令；（3）设置同步时钟，确保所采集数据的一致性；（4）实施网络监视，掌握网络的运行状态。

2.8 系统接口

SCADA系统、管网地理信息系统（GIS）、巡线车辆调度GPS系统，三者只有紧密配合，才能实现燃气管网的安全生产和故障排除。因此，这三个系统间的工作接口是否可接驳，必须认真对待。

编写GIS与SCADA系统的接口模块，将SCADA数据信息和GIS动态数据纳入统一管理系统，获取第一位的动态数据。再与GPS巡线车辆调度系统，详细掌握车辆与随车人员的情况，实现现场沟通，在最短时间内为一线工作人员提供技术指导和工艺配合。提高工作效率，尤其是可以缩短排障周期，增加燃气管网管理的安全性。

3 结语

本文较为详细地介绍了SCADA系统的结构组成和功能，在实际工作中，必须结合所在城市的燃气管网状况、设备配置情况，做好实际的监控管理工作，才能有效实现对燃气管网SCADA系统的管理应用，科学运用系统提供的数据信息，进而提高天然气公司的管理水平。

参考文献

[1] 张铁军.城市燃气管网SCADA系统设计与实现[J].信息技术，2012，（2）.

[2] 杨坤海.城市燃气管网SCADA系统的设计与应用[J].石油化工自动化，2010，（5）.

[3] 王长富.浅谈城市燃气管网SCADA系统的建立[J].上海煤气，2009，（5）.endprint