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   隨著城市燃氣管網規模的不斷擴大，舊有的管理手段和管理模式都已無法滿足“合理規劃，科學管理，安全供氣，優質服務，放心用氣”的要求。本文主要介紹了典型燃氣調度中心SCADA系統的架構及力控軟件在該系統中的應用情況。

   1 概述

   燃氣調度中心SCADA系統涉及門站、工業用戶、加氣站、城區管網末端、調壓站等多種類型的監控點。所有監控點的實時數據需要傳送到燃氣調度中心，可供調度中心操作員實時監測，并且可呈現在集中監控大屏幕上。

   燃氣調度中心SCADA系統可為管理層提供一個穩定、可靠、可信并及時的監管系統，對全國各地方站庫的運營參數進行采集、篩選、過濾、統計、分析、計算、應用等，以科學的數據為依據，優化并指導燃氣公司的生產運營。
  
                   
                                    圖1 系統架構圖

   2 系統設計原則

   可擴展性——系統的設計上一方面要全面滿足當前環境下的需求及未來一段時間的應用需求，另一方面要能方便的進行功能擴展，可靈活增添刪減功能模塊。

   可集成性——從技術發展角度和用戶需求來看，軟件結構本身應能與其它應用系統集成，做到信息共享和資源共享。

    互操作性——支持各種主流實時數據庫的數據接口，并通過標準關系數據庫接口(如ODBC、OLE DB)實現與ERP及其它MIS系統的數據集成。平臺的開放性保證了今后可從生產管理系統的不同數據模塊中裁剪不同的功能，以滿足某個特定任務的需要，實現互操作。

    3 系統設計目標

    燃氣調度中心SCADA系統設計目標如下：

   （1）各站庫所有參數的采集與存儲,并匯總到調度中心平臺；

    （2）各站庫主要參數，主要工藝畫面的監視；

    （3）各站庫主要參數的統計及分析；

    （4）各站庫主要參數的趨勢圖、餅圖、棒圖展示；

    （5）各站庫主要參數的日報、月報、季報、年報展示；

    （6）設備支持遠程控制，遠程客戶可實時瀏覽現場數據信息。
  
                      
                            圖2 軟件系統架構圖

   4 系統架構

   整個系統具有很好的擴展性，伸縮性，使得后期新增站庫可以低成本無縫接入。整個系統的WEB發布功能，使得用戶可以在任何時間，任何地點都可通過用戶認證方式訪問此系統。

   為提高系統的穩定性、可靠性、可用性，在中心系統的建設中，構建冗余網絡提高底層通訊的穩定性。構建冗余的通信服務器、數據庫服務器、應用服務器提高系統的可靠性，構建網絡防火墻和病毒防火墻提高系統的抗風險能力。構建網絡備份設備NAS，可大大降低意外事故帶來的數據丟失造成的損失。整個系統網絡拓撲結構現場情況分析后，選用如下混合模式結構，整體拓撲如圖1所示。

   在系統的建設中，本著降低系統通訊費用的原則，對已經接入集團專網的分公司，可考慮將分公司范圍內各分站的數據通過集團專網傳輸到集團總部，這樣可減少申請多條ADSL鏈路所產生的運營費用，但需要指出的是，如考慮使用集團專網傳輸數據，需盡可能的保證數據傳輸的帶寬。
     
                
                               圖3 實時畫面展示—地理信息  

   由于已有的各分公司監控系統平臺各不相同，為了方便數據通信格式的統一和數據安全，在各個分公司系統中安裝配置一臺力控科技工業數據采集通訊網關pFieldComm和一臺力控科技工業安全防護隔離設備pSafetyLink。其中數據可通過多種總線方式將各個分站的數據采集到通訊網關pFieldComm，然后再通過自身的另外一個網口將數據實時的發送到安全防護隔離設備pSafetyLink。該設備收到數據包后，將數據包進行解析，剝離TCP/IP協議，將原始數據單向傳輸到該設備的另外一側，力控科技pSafetyLink設備對遠程數據進行加密壓縮，并通過Internet將加密壓縮后的數據包傳送到遠端調度中心的服務器。利用該設備的雙系統，單向隔離傳輸功能，將病毒及網絡黑客行為徹底隔離在外網，最大限度的保護生產系統的安全和可靠運行。

   4.1 軟件系統架構

    燃氣調度中心使用力控科技企業級實時歷史數據庫pSpace平臺軟件，對數據進行歸檔存儲和二次處理。HHHHHpSpace平臺針對生產企業具有一套成熟，先進的生產管理解決方案。該軟件平臺完全按照層次化、模塊化的思想進行設計，結合生產型企業的特點和需求對整個系統進行抽象及提煉，以數據為主線進行設計與擴展，底層以各種驅動來提取生產中的各類數據，構架企業生產信息建立統一數據庫平臺。并以行業應用特點為模型結合強大的計算引擎建立應用功能模塊，到最頂層以統一的展現方式為企業服務。整個系統可以總結如下：分布式數據采集、集中式數據存儲、分布式模塊化應用和統一信息展示。

   5 系統功能簡述
    
                   
                        圖4 實時畫面展示—生產數據  

   5.1 實時監控畫面展示

   通過力控科技ForceControl組態軟件的畫面組態工具，用戶可以快捷、方便地開發定制圖形視圖應用。可實時顯示現場流程畫面，將溫度、壓力、流量、泄漏報警等各種實時數據及時呈現給燃氣調度中心相關人員。

   5.2 數據報表、曲線分析功能燃氣調度中心SCADA系統可自動生成日報表、月報表及年報表，管理人員可通過趨勢、報表、歷史回放等手段了解管網過去的狀況、分析未來的趨勢。系統具備可生成分時等特殊報表的功能，任意組合用戶測量趨勢、測量參數累計、故障時段等趨勢記錄，并可通過打印輸出。

   5.3 報警事件、安全管理功能

   系統可實時顯示并記錄就地流量測量系統的各種報警信息，如流量/壓力的超限、儀表工作電源不正常、閥門工作異常、通訊故障等報警信息。

   此外燃氣調度中心系統具備嚴格的權限管理功能及操作跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，對出現的系統安全問題提供調查的依據和手段。為了保證系統采集、控制的安全可靠性，該方案采用SCADA操作員站雙機熱備、雙網冗余配置。

   5.4 企業信息門戶功能為了滿足現代企業信息化的要求，力控軟件平臺可以將企業的生產過程系統、數據瀏覽系統、數據查詢系統和數據分析系統以WEB的方式提供出來。

   基于WEB的配置、運行、管理方式，極大地減少了企業的管理維護成本。操作人員無需具備高級語言開發能力，便可對pSpace WEB系統的頁面、功能進行定制的修改。采用用戶名和密碼的驗證訪問方式，可保護系統的安全。

   6 結語

   燃氣調度中心的信息化建設，積極響應了國家大力推進信息化與工業化深度融合，走中國特色新型工業化道路，促進經濟發展方式轉變和工業轉型升級的發展戰略。整套系統結合先進的計算機技術、網絡通信技術、自動化控制技術，可以提高工作效率、降低成本，為燃氣管網的統一調度管理提供了有力保障。

   摘自《自動化博覽》2012年第三期