西氣東輸自動化系統(tǒng)課程修改

一、概述西氣東輸管道工程自動化包括：自動控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)。由它們?yōu)槲鳉鈻|輸管道分公司提供先進、高效、安全的運營管理平臺。SCADA系統(tǒng)和MIS框圖北京后備控制中心MIS站場系統(tǒng)ALAN(冗余)LANSCADA系統(tǒng)上海調度控制中心MIS上海中心工藝站場（包括首站、壓氣站、分輸站、末站）(哈密、紅柳壓氣站無站場MIS）清管站、分輸清管站、閥室、分輸閥室衛(wèi)星通信電路InternetDDNIntranet郵電通信電路操作區(qū)（5個）DDN撥號Web服務器MIS服務器路由器個人計算機Internet服務器路由器服務器工程師工作站操作員工作站培訓系統(tǒng)RTU衛(wèi)星通信電路LAN(冗余)SCADA站控系統(tǒng)A撥號路由器主PLC后備PLCInternet調制解調器站內計算機ESDMMI二、自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)包括：SCADA系統(tǒng)、站場儀表及自動控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)在一個大的地理地區(qū)監(jiān)控從現(xiàn)場設備采集的信息。SCADA（SUPERVISORYCONTROLANDDATAACQUISITION）其中SUPERVISORY監(jiān)視運行CONTROL控制ANDDATA數(shù)據(jù)ACQUISITION獲取和存取信息西氣東輸?shù)腟CADA系統(tǒng)包括：上海調度控制中心主計算機系統(tǒng)；北京后備控制中心計算機系統(tǒng)；操作區(qū)的只讀監(jiān)視終端；遠程監(jiān)控站；通信系統(tǒng)。

SCADA系統(tǒng)控制中心與遠程監(jiān)控站之間通過廣域網連接，通信媒介采用衛(wèi)星和電信公網。SCADA系統(tǒng)框圖LAN(冗余)LANSCADA系統(tǒng)上海調度控制中心工藝站場（包括首站、壓氣站、分輸站、芙蓉分輸清管站、末站）清管站、分輸清管站、閥室、分輸閥室操作區(qū)（5個）路由器工程師工作站路由器服務器工程師工作站操作員工作站培訓系統(tǒng)RTULAN(冗余)SCADA站控系統(tǒng)AA路由器主PLC后備PLCESDMMI操作員工作站服務器衛(wèi)星通信電路DDN郵電通信電路DDN撥號撥號SCADA系統(tǒng)北京后備控制中心通信接口SCADA系統(tǒng)可選擇以下操作模式中的一種進行工作：

SCADA系統(tǒng)站控級。由各工藝站場的遠程監(jiān)控站對所在站自動／手動控制?？刂浦行募墶Ｓ烧{度控制中心對全線集中監(jiān)視和控制?，F(xiàn)場設備級。由站場單體設備（如壓縮機組）的控制系統(tǒng)對設備自動／手動控制。就地手動。

在正常情況下管道沿線各站無須人工干預，各站在上海調度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的工作。當上海調度控制中心發(fā)生故障時，由北京后備控制中心接管其監(jiān)視和控制任務。

SCADA系統(tǒng)

經調度控制中心授權后，可將控制權切換到站控級。當數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)生故障時，由站控級自動接管控制權，完成對本站的監(jiān)視控制。當進行設備、通信系統(tǒng)檢修或緊急停車時，可采用就地控制。

SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)軟件一般由實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫組成，實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)：采集數(shù)據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場設備產生報警/事件日志執(zhí)行計算功能能配置成完全冗余系統(tǒng)驅動設備能提供客戶應用歷史數(shù)據(jù)庫從實時數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)用于報表參數(shù)的趨勢圖冗余配置可按年，月，日時間間隔摘要數(shù)據(jù)，在線存儲老數(shù)據(jù)自動存入（光盤，也可從光盤讀取數(shù)據(jù)，回到在線的歷史數(shù)據(jù)庫）人機界面（MMI）圖形用戶界面顯示建立和顯示配置?操作員界面不同的操作權限的操作員通過不同的用戶名和密碼進行登錄，從而達到安全的目的。一般情況下有三級控制權限：*監(jiān)視級-只能瀏覽流程圖和參數(shù)，不能對設備進行控制；*操作級-既可以瀏覽，也可以對設備進行控制，如啟停設備、開關閥門；*管理級-最高權限，可修改用戶名和密碼，并可以修改數(shù)據(jù)庫的內容。

SCADA系統(tǒng)

調度控制中心調度控制中心的主要任務是通過位于管道沿線的遠程監(jiān)控站對全線進行集中監(jiān)控。上海調度控制中心配置框圖激光打印機激光打印機冗余磁盤陣列備用服務器

磁帶機USB主服務器100BaseTEthernet-LANA100BaseTEthernet-LANB#2操作員工作站工程師工作站彩色打印機模擬培訓系統(tǒng)#1培訓工作站#2培訓工作站背投影系統(tǒng)GPS報警/事件打印機#3操作員工作站#4操作員工作站#5操作員工作站#1操作員工作站工程師工作站投影儀模擬仿真服務器加密機加密機TCP/IPLANALANBTCP/IP網關服務器Web服務器接MIS防火墻防火墻網關歷史實時EFM客戶信息歷史實時EFM客戶信息LANDDN撥號衛(wèi)星網站場名稱單位數(shù)量備注壓氣站座10包括首站、鄭州分輸壓氣站分輸站座17其中干線9座、支干線8座。獨立清管站座8

分輸清管站座4

分輸閥室座3

上海末站座1

遠控線路截斷閥室座139包括支干線2座遠控線路截斷閥室用戶門站座18規(guī)劃數(shù)量地下儲氣庫座1規(guī)劃數(shù)量規(guī)劃中的11條輸氣支線的工藝站場座

數(shù)量待定調度控制中心監(jiān)控范圍

調度控制中心調度控制中心將主要完成下列任務：

調度控制中心全線啟輸；增量或減量輸送；停輸；分輸站啟/停；壓氣站啟／停；向管道沿線各站下達壓力和流量設定值；管道故障處理；發(fā)布ESD命令；控制權限的確定；系統(tǒng)時鐘同步；數(shù)據(jù)通信信道故障時主備信道的切換等。

調度控制中心

在上海調度控制中心由于任何原因不能對管道實施正常監(jiān)控時，后備控制中心將接管系統(tǒng)監(jiān)控權。

后備控制中心后備控制中心隨時監(jiān)視和跟蹤上海調度控制中心的運行狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)同步并達到歷史數(shù)據(jù)異地備份的目的。北京后備控制中心配置圖去上海調度控制中心XIN專線DDN(主信道)去站控系統(tǒng)XI電信公網(備用信道)XIN去站控系統(tǒng)寬行點陣打印機激光打印機…SCADA服務器EFM服務器SCADA歷史數(shù)據(jù)服務器…XIN（衛(wèi)星(主信道)路由器路由器路由器去上海調度控制中心衛(wèi)星(備用信道)路由器衛(wèi)星歷史數(shù)據(jù)庫磁盤陣列操作員工作站操作員工作站工程師工作站彩色打印機打印終端防火墻防火墻線路加密機線路加密機通信專業(yè)提供LANALANB

西氣東輸管道在輪南、武威、臨汾、鄭州、南京設有5個操作區(qū)。在每個操作區(qū)各設1套SCADA系統(tǒng)只讀監(jiān)視終端。它們?yōu)槊總€操作區(qū)的有關人員提供所轄管道詳細的運行數(shù)據(jù)和全線的主要運行數(shù)據(jù)。

SCADA系統(tǒng)

操作區(qū)操作區(qū)SCADA系統(tǒng)只讀終端配置框圖激光打印機去上海調度控制中心IX衛(wèi)星(主信道)路由器通信專業(yè)提供電信公網(備用信道)計算機監(jiān)視終端N去上海調度控制中心路由器衛(wèi)星線路加密機站控配置圖在管道沿線工藝站場和線路截斷閥室設SCADA系統(tǒng)的遠程監(jiān)控站，即站控系統(tǒng)（SCS）和RTU。

遠程監(jiān)控站

SCADA系統(tǒng)

遠程監(jiān)控站站控系統(tǒng)主要由過程控制單元、操作員工作站、數(shù)據(jù)通信接口、計算機網絡系統(tǒng)等構成。過程控制單元采用可編程序邏輯控制器（PLC）。操作員工作站采用微型計算機。在沿線29座工藝站場設有站控系統(tǒng)。典型站場站控系統(tǒng)配置圖線路加密器線路加密器路由器路由器TCP/IPTCP/IP去上海調度控制中心衛(wèi)星(備用信道)主PLC備PLC流量計算機流量計衛(wèi)星站控ESD壓縮機UCP/ESD壓縮機組陰保站現(xiàn)場儀表控制設備火災檢測變電所站控系統(tǒng)操作員工作站(MMI)X去上海調度控制中心XIN電信公網(備用信道)寬行點陣打印機激光打印機通信專業(yè)提供I/O(包括數(shù)據(jù)通信傳輸信號)LANALANB100BaseTEthernet-LANA100BaseTEthernet-LANB流量計算機流量計……計量系統(tǒng)站控系統(tǒng)的主要功能如下：

遠程監(jiān)控站數(shù)據(jù)采集和處理;提供人機對話的窗口;信息顯示;數(shù)據(jù)存儲及處理;過程控制;邏輯控制;

遠程監(jiān)控站聯(lián)鎖保護;

緊急停車;報警和事件打印;打印生產報表;執(zhí)行調度控制中心發(fā)送的指令，向調度控制中心發(fā)送帶時間標志的實時數(shù)據(jù)。

在沿線無人值守的清管站、分輸清管站、分輸閥室、遠控線路截斷閥室等共設有153套RTU。

遠程監(jiān)控站RTU配置框圖IRTU衛(wèi)星線路加密機通信專業(yè)提供陰保站現(xiàn)場儀表控制設備火災檢測自發(fā)電設備RTU的主要功能：

遠程監(jiān)控站數(shù)據(jù)采集和處理;模擬和開關量信號輸出;數(shù)學和邏輯運算功能;自診斷功能;故障報警;執(zhí)行調度控制中心發(fā)送的指令，向調度控制中心發(fā)送帶時間標志的實時數(shù)據(jù)等。調度控制中心與沿線遠方監(jiān)控站之間采用衛(wèi)星和電信公網進行通信。在主要站點之間衛(wèi)星與電信公網互為備用，主、備信道自動切換。通常各站點之間采用TCP/IP通信協(xié)議進行網絡互連。

SCADA系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

計量系統(tǒng)二、自動控制系統(tǒng)的測量系統(tǒng)之一。它是企業(yè)進行貿易交接、經濟分析、成本核算的主要依據(jù)。天然氣計量系統(tǒng)是本工程中最重要根據(jù)本工程的特點，結合當今國際和國內天然氣計量儀表的技術發(fā)展和使用情況，經技術經濟比較，采用氣體超聲流量計和氣體渦輪流量計作為貿易交接流量計。

計量系統(tǒng)

本工程中貿易交接流量計的準確度等級按0.5級設計。超聲波流量計基本原理及應用將流體流動時與靜止時，超聲波在流體中傳播情況進行比較，由于流速不同會使超聲波的傳播速度發(fā)生變化，如圖示：T1R1R2T2LC+vC-vt1=L/(c+v)t2=L/(c-v)

c-聲速；v-流速如果知道了L和c，通過測量時間差Δt(t2-t1)就可以求得流速v渦輪流量計工作原理由渦輪、軸承和磁電系統(tǒng)組成。當被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉時，渦輪的旋轉速度隨流量的變化而變化，渦輪將流量Q轉換為渦輪的轉數(shù)ω，磁電系統(tǒng)又把此轉數(shù)ω轉換為電脈沖，經前置放大后進入流量計算機進行計數(shù)和顯示。如圖示：渦輪磁電計算機放大流量Q轉數(shù)脈沖站場名稱流量計類型公稱通徑(mm)數(shù)量工作方式備注輪南首站超聲波流量計DN30043用1備進站計量靖邊壓氣站超聲波流量計DN30032用1備進站計量博愛分輸站渦輪流量計DN20021用1備出站計量鄭州分輸壓氣站渦輪流量計DN15021用1備出站計量薛店分輸站渦輪流量計DN15021用1備出站計量滁州分輸站渦輪流量計DN5021用1備出站計量鎮(zhèn)江分輸站渦輪流量計DN10021用1備出站計量常州分輸站渦輪流量計DN20021用1備出站計量無錫分輸站渦輪流量計DN10021用1備出站計量甪直分輸站渦輪流量計DN20021用1備出站計量上海末站超聲波流量DN30043用1備出站計量干線站場貿易交接流量計

計量系統(tǒng)站場名稱流量計類型公稱通徑(mm)數(shù)量工作方式南京分輸站（至華能電廠）超聲流量計DN25021用1備南京分輸站（至城市燃氣）渦輪流量計DN20021用1備馬鞍山分輸站渦輪流量計DN15021用1備蕪湖末站渦輪流量計DN20021用1備站場名稱流量計類型公稱通徑(mm)數(shù)量工作方式合肥末站（至支線巢湖）渦輪流量計DN10021用1備合肥末站（至城市燃氣）渦輪流量計DN15021用1備南京~蕪湖支干線各站貿易交接流量計

定遠~合肥支干線各站貿易交接流量計

計量系統(tǒng)分析儀表二、自動控制系統(tǒng)本設計中采用了在線氣相色譜分析儀、水露點分析儀、H2S分析儀等分析儀表，用于天然氣的壓縮系數(shù)和熱值的計算、監(jiān)測天然氣中的H2S和水含量。

分析儀表分析儀表的設置站場名稱氣相色譜分析儀H2S分析儀水露點分析儀輪南首站111靖邊壓氣站121博愛分輸站111上海末站1

分輸壓力控制系統(tǒng)將保證輸氣管道能夠安全、平穩(wěn)、連續(xù)地為各下游用戶供氣，維持系統(tǒng)下游壓力、流量在所需的范圍之內，確保系統(tǒng)下游壓力不超過允許的壓力。二、自動控制系統(tǒng)

分輸壓力控制系統(tǒng)典型的壓力控制系統(tǒng)典型的壓力控制系統(tǒng)分為三級保護和調節(jié)：調節(jié)型控制閥；自立式穩(wěn)壓閥；安全切斷閥。PICPT壓力控制器壓力變送器壓力調節(jié)閥上游來氣下游供氣典型的壓力控制系統(tǒng)框圖站場名稱調壓閥公稱通徑數(shù)量（套）工作方式博愛分輸站至安陽支線DN20021用1備至濟源支線DN8021用1備薛店分輸站DN10021用1備定遠分輸站DN15021用1備滁州分輸站DN8021用1備龍?zhí)斗州斦綝N20032用1備鎮(zhèn)江分輸站DN10021用1備常州分輸站DN15021用1備芙蓉分輸清管站DN25032用1備無錫分輸站DN10021用1備甪直分輸站DN20021用1備鄭州分輸壓氣站至城市燃氣支線DN10021用1備至鄭州鋁廠DN10021用1備上海末站DN30032用1備干線分輸站壓力控制系統(tǒng)配置

分輸壓力控制系統(tǒng)站場名稱調壓閥公稱通徑數(shù)量（套）工作方式南京分輸站至華能電廠DN20021用1備至城市燃氣DN15021用1備馬鞍山分輸站DN10021用1備蕪湖末站DN15021用1備南京~蕪湖支干線各站壓力控制系統(tǒng)配置站場名稱調壓閥公稱通徑數(shù)量（套）工作方式合肥末站至巢湖支線DN8021用1備至城市燃氣DN10021用1備定遠~合肥支干線各站壓力控制系統(tǒng)配置

分輸壓力控制系統(tǒng)

在各壓氣站設壓縮機組監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)隨壓縮機組成套訂貨。

壓縮機組監(jiān)控系統(tǒng)二、自動控制系統(tǒng)

壓縮機組監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)以下操作方式選擇：壓縮機組監(jiān)控系統(tǒng)人工或自動就地控制(Local)；

遠方自動控制(Remote)；

停車（Off）。壓縮機組監(jiān)控系統(tǒng)壓縮機組監(jiān)控系統(tǒng)將主要自動完成以下功能：按預定程序自動完成壓縮機組啟動、加載、卸載和停車等操作在所有工況下完成對壓縮機組的保護在系統(tǒng)故障或誤操作的情況下避免不安全的因素產生顯示各種參數(shù)與SCADA系統(tǒng)交換信息UCS（包括儀表、硬件、軟件等）-數(shù)據(jù)采集-啟動/停車順序控制（包括各個閥門的順序控制）-動力源控制（如燃料氣、電源等）-速度控制及保護停車-振動監(jiān)視及保護停車-緊急停車ESD-輔助系統(tǒng)控制及保護停車-天然氣超溫控制及保護停車-天然氣過壓控制及保護停車-防喘振控制系統(tǒng)監(jiān)視/控制信號驅動裝置(燃汽輪機或電機)輔助系統(tǒng)燃料氣/電源站控系統(tǒng)(包括儀表、硬件、軟件)-數(shù)據(jù)采集-啟動/停車命令-出站壓力/壓縮機進口壓力控制系統(tǒng)-順序控制（包括各個閥門的順序控制）-ESD-保護系統(tǒng)-燃料氣監(jiān)控壓縮機220VAC,50Hz

壓縮機組監(jiān)控方框圖典型的壓縮機的防喘振控制系統(tǒng)壓縮機排出管線吸入FICFCV三、管理信息系統(tǒng)

管理信息系統(tǒng)（MIS）以信息交流和系統(tǒng)地運用知識為核心，以計算機及網絡為工具，以提高企業(yè)的管理水平和提高效率為目的。管理信息系統(tǒng)的最終功能和規(guī)模應由用戶的管理模式和需求決定。公文處理檔案管理人力資源管理綜合統(tǒng)計財務報表物資供應信息發(fā)布生產系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢管理信息系統(tǒng)對內主要完成：地理信息個人助理網上培訓技術支持電子刊