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力控软件在泰安港新燃气生产调度中的应用

1 项目概述

泰安港新燃气有限公司隶属于中油金鸿能源华东投资管理公司,位于山东省泰安市新泰市开发区。港新公司下辖燃气场站、加气站、管线覆盖新泰市工业及居民区域;众多的工业用户、阀室、阀井分布在新泰市各地,调控指挥中心如果无法及时准确的获悉各重要场站及用户的信息,这将给生产调度人员对整体的运营及生产安全进行正确的评估及决策带来了很大的麻烦,给相关人员下达准确的指导指令带来很大的困难,很难对未来的形势和环境进行准确的评估,因此,建设一个完善的生产指挥调度系统有助于改善公司的管理与运营。

建设目标

项目范围包含港新公司下属的场站、加气站、用气量大于200Nm3/H工业(商业)用户20余个、6个长输阀室、人员密集区域阀井30余个,以及港新公司调度中心进行新建,视频系统、巡线系统、地理信息系统的集成和功能完善。

港新公司建设大屏展示中心,整体展示港新公司所辖区域所有生产实时数据、视频数据、人员数据。结合计算机、信息与控制技术最新发展,面向燃气调度监控,整合燃气管网监控与数据采集系统(SCADA系统)、燃气管网地理信息系统(GIS系统)、视频系统、仿真系统等系统的数字化管理系统。充分利用管网的数据信息,建立燃气管网运行模型,形成统一的管理平台和人机界面,监测管网的实时运行状态,对管网运行工况进行仿真和评估,生成调度策略和紧急抢修策略,保障燃气管网安全、连续、稳定运行,提高港新公司企业管理水平和运营经济效益。完成对管网输配及场站系统数据采集和监视管理任务,将整个远程站的数据进行处理、分析、存档并向各远程站发送调度及控制指令。同时实现管网在线模拟、输送计划、泄漏检测及定位、运行优化、计量管理等任务,同时提供开放式数据接口与城市智慧市政管理平台连接,完成生产调度、维护调度、抢修调度等调度功能模块。

方案介绍

3.1 系统架构

泰安港新燃气调度指挥平台主要由三层组成:场站监控中心、通讯网路和调度中心。其中调度中心负责对所有管辖范围内的管线、站库系统进行监控,并对数据进行存储、分析、报警、报表打印、向各现场设备发出调度控制指令,结合输配管理系统(DMS)、应急指挥系统、地理信息GIS、视频监控等子系统实现生产运营调度管理。通讯网络平台通过有线或无线等方式将反映场站控制系统等状态数据传送到调度中心,同时接收调度中心发来的调度控制指令。场站及控制器等硬件设备,用于燃气输配数据的采集、控制和调节。系统架构如下图所示:

3.2 系统介绍

智慧燃气调度指挥平台主要由实时服务器、历史服务器、工程师站、操作员站、Web服务器、三维监控服务器、巡检服务器等部分组成。调度控制中心的计算机系统按客户机/服务器结构设置。局域网采用高速以太网。为了提高系统的可靠性,服务器采用双机热备、局域网冗余配置。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。服务器采用分布式结构,按功能将它们分开设置,以降低单台服务器的负荷,提高系统的处理能力和可靠性,并便于管理。

3.2.1 实时服务器

实时服务器采用力控eForceCon 5.0产品,主要负责采集场站SCADA服务器及控制器采集传送来的现场过程数据,来完成实时数据的处理、存储、统计、管理等功能,可以通过以太网与现场的控制器进行通讯,将操作员站的控制指令发送到场站现场控制器,实现控制要求。并为网络中的其它服务器和工作站提供相关实时数据。

3.2.2 历史服务器

历史服务器采用力控pSpace 6.1产品,作为智慧燃气调度指挥平台系统的核心,历史服务器是分析展示软件的数据来源,它可以实时记录采集的各个场站的数据,长期保存,为今后生产运营提供数据支持,并为网络中的其它服务器和工作站提供数据服务。能自动恢复通信中断期间的数据。为了保证历史数据服务器的数据安全性,配置两台服务器,以磁盘阵列的方式进行双机热备冗余。

3.2.3 工程师站

工程师站是进行工程开发的平台,可完成如下功能:

  • 经过授权的维护人员(维护工程师),通过工程师站可以对整个系统进行维护,包括控制网络的组态设置(网络节点的增减、通讯速率的设置等)、人机界面(HMI)画面的修改、现场过程数据采样点和被控点的增减等;

  • 具有操作员站的全部功能,需要时可以作为操作员站使用。

3.2.4 操作员

总部调度室的操作员,在操作员站对各个场站系统进行监视、控制、产生报表和曲线。

  • 作为人机界面(HMI),通过多媒体手段(画面、声音等),为操作人员提供各个场站形象直观的现场过程数据、过程报警、事件报警等;

  • 作为人机界面,操作员通过输入设备(鼠标、键盘等),向各个场站发送调控指令。

3.2.5 WEB服务器

Web服务器是实时监控系统与管理应用系统之间的衔接服务器。实时监控系统将有关信息写入Web服务器,并对其实时更新。Web服务器在管理信息网络中以网站的形式出现,它既为管理系统提供生产信息,又避免了与生产实时监控系统等无直接关系的计算机直接访问实时监控系统服务器。以方便快捷的方式为领导和管理者展示企业信息,从WEB提供的数据分析及专业应用工具中了解企业的运作。

3.2.6 三维可视化平台服务器

三维可视化平台服务器将场站、管网节点等设备以三维形式进行展现,操作人员可在三维场景中进行监控。

三维可视化平台可与管理平台无缝集成。在管理平台中可随时二维、三维场景进行浏览,也可在有异常情况发生时,随时切换到相关的监测点,查看画面情况。

系统功能

4.1 SCADA系统总括

SCADA系统包含:二维、三维工艺流程图;阀室进出口压力、浓度;报表列表、趋势曲线、生产报表、事件列表、系统配置图、企业参数、分输参数、配置用户、公司分布、巡线系统、通讯通道状态。运行参数汇集到大屏界面上。

1) 三维工艺流程图

用户可以对门站内的电动调节阀进行远程操作,并可看到阀门开启与关闭过程中的状态变化。

2) 阀室三维图

阀室三维画面显示的画面与实际现场画面一致,并在现场安装里浓度、压力传感器以及远程设备。

3) 报警列表

可更具需求设置报警上下限(二次开发),用户可在报警列表中看到历史和实时报警,以及报警的开始值、结束值等。下图包括了报警列表和门站内重要流量计、压力和温度的报警值设置表格。


4)生产报表

生产报表包括门站与加气站流量计数据与变送器数据,可查询历史数据,数据保存周期为30s,报表内可对标况工况流量进行小时瞬时流量的计算。

趋势曲线同样包括实时曲线和历史数据,曲线可添加与删除,并且可以添加多条属性相同的曲线进行对比观看。

5)趋势曲线

趋势曲线分为实时曲线和历史曲线两部分,实时曲线可显示选中参数最近10分钟趋势变化及对比情况,并随时间不断更新;历史曲线可查询选中参数的任意历史时间段内的趋势变化。

       6)企业用户参数

用户可实时查看企业的当前用气量、瞬时流量、压力、温度

4.2 公司分布、巡线系统

公司分布:GIS系统提供的天然气管网地理信息,可直观查看阀室分布情况与阀室的浓度压力当前值,以及城网管线的实际分布情况。

4.3 大屏、视频显示系统

大屏幕显示系统是集多屏拼接技术、图形信号处理技术、信号切换技术、网络通信技术等为一体的,具有高亮度、高清晰度的图形信息显示系统

4.4 配置用户

值班站长,通过“配置用户”功能维护值班人员用户管理,可以增加、删除用户或修改用户密码及功能权限,如图示:

项目总结

燃气调度指挥中心应用力控ForceCon Platform平台软件作为数据平台,以完善的自动化监控系统促进泰安港新燃气信息化建设,实现了实时对设备参数和运行工况进行监视,消除设备运行隐患,确保主设备的完好率和可调率,减轻运行人员劳动强度,达到“无人值班、少人值守”的运行管理要求,进一步提高燃气调度的及时性和准确性。顺应我国燃气行业运行管理现代化的发展趋势。泰安港新燃气生产调度指挥系统的建设,积极响应了国家大力推进信息化与工业化深度融合,走中国特色新型工业化道路,促进经济发展方式转变和工业转型升级的发展战略。