城镇燃气系统自动化技术规范.docx
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城镇燃气系统自动化技术规范
UDC
中华人民共和国行业标准CJJ
PCJJ/T×××-2015
备案号J×××-2015
城镇燃气系统自动化技术规范
Codefortechnologyofcitygassystemautomation
征求意见稿
2015-××-××发布2015-××-××实施
中华人民共和国住房和城乡建设部发布
中华人民共和国行业标准
城镇燃气系统自动化技术规范
Codefortechnologyofcitygassystemautomation
CJJ/T×××-2015
J×××-2015
批准部门：
中华人民共和国住房和城乡建设部
实施日期：
201×年××月××日
中国建筑工业出版社
2015年北京
前言
根据住房和城乡建设部《关于印发<2012年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》（建标[2012]119号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，编制本规范。
本规范的主要技术内容是：
1.总则；2.术语；3.基本规定；4.系统设计；5.施工调试；6.验收；7.运行维护。
本规范由住房和城乡建设部负责管理，由中国城市燃气协会负责具体技术内容的解释。
执行过程中如有意见或建议，请寄送中国城市燃气协会（地址：
北京市西城区西直门南小街22号，邮编：
100035）。
本规范主编单位：
本规范参编单位：
本规范主要起草人员：
本规范主要审查人：
目次
Contents
1总则
2
1.1.1为规范城镇燃气自动化系统的建设和运行管理，做到技术先进、运行稳定、经济合理和便于施工和维护等，制定本规范。
1.1.2
【条文说明】城镇燃气是由气源点，通过城镇或居住区的燃气输配和供应系统，供给城镇或居住区内，用于生产、生活、交通等用途，且符合城镇燃气质量要求的气体燃料。
城镇燃气自动化系统是利用自动化、信息、网络通信和仪表及执行机构设备与技术，对城镇燃气主要设施实现数据远程采集、监视、控制、处理的系统。
城镇燃气自动化系统的建设能及时向运行管理人员准确而全面地提供燃气系统的运行实时状况，及时发现安全隐患，便于管理人员及时、正确地对燃气系统进行调控，提高供气安全性和质量，提高服务质量和服务水平，节约能源，为燃气运行企业创造效益。
同时，客观分析系统的运行趋势，并进而对运行中发生的各种问题提出对策，及时制定出下一步的控制策略。
制定本规范的主要目的是规范城镇燃气自动化系统的设计、施工调试、验收和运行维护，以保障燃气，保证城镇燃气系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理水平。
1.1.3本规范适用于新建、改建和扩建的城镇燃气自动化系统的设计、施工调试、验收、运行与维护。
1.1.4
【条文说明】本规范适用于门站、储配站、调压站、压缩天然气加气站、液化石油气储配站、液化石油气瓶组气化站、液化石油气汽车加气站、液化天然气储配站、液化天然气汽车加气站、液化天然气瓶组气化站等城镇燃气，厂站自动化系统的设计、施工调试、验收、运行与维护。
新建、改建和扩建
1.1.5城镇燃气自动化系统工程的设计、施工调试、验收、运行与维护，除遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
1.1.6
3
术语
4
2
2.1.1城镇燃气自动化系统citygasautomaticsystem
2.1.2
利用自动化、信息、网络通信和仪表及执行机构设备与技术，对城镇燃气主要设施实现数据远程采集、监视、控制、处理的系统。
2.1.3城镇燃气系统自动化citygassystemautomation
2.1.4
为了减少人工干预，基于城镇燃气自动化系统，对城镇燃气系统设计、施工调试、验收、运行与维护等环节进行技术约定的一系列过程。
2.1.5远程测控单元/可编程逻辑控制器RemoteTerminalUnit/ProgrammableLogicController（RTU/PLC）
2.1.6
远程终端控制单元，是监视和控制远程现场传感器和工业设备的电子设备，可将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式，并将发送的数据转换成设备控制命令；可编程逻辑控制器，是面向用户执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等功能，可通过数字或模拟式输入/输出控制机械或生产过程的可编程的控制器。
远程测控单元或编程逻辑控制器与机柜等配套设备可构成现场监控装置，根据现场被监控设备的复杂程度，可选择其中一种或两种并用方式完成数据的采集、监视、存储、处理、传输和执行控制指令等功能。
2.1.7中心站masterstation
2.1.8
由安装在监控室和机房内的服务器、工程师/操作员站、网络设备、安全设备、外设、存储等硬件，及监控类、分析类、应用类等软件组成，实现数据采集、监视、控制、分析处理、优化管理等功能的系统。
2.1.9监控组态软件thesupervisory controlconfigurationsoftware
2.1.10
安装在中心站、本地站中，用于数据采集、监视与过程控制的软件平台和开发工具，可实现灵活的组态方式，快速构建监控功能。
2.1.11无人值守站unattendedstation
2.1.12
由安装在现场的RTU/PLC、仪表及执行机构、通讯设备和监控组态软件等组成，通过通信网络实现向中心站实时传输燃气设施运行状态数据，并接受和执行来自中心站的控制指令等功能的本地监控系统。
一般无现场值守或操作人员。
2.1.13有人值守站attendedstation
2.1.14
包含无人值守站的软硬件设备和功能，并配备安装在现场监控室内的服务器、工程师/操作员站、存储设备、网络通信设备、安全设备、外设等硬件及应用软件等，对本地燃气设施进行数据采集、监视、控制和分析处理的本地监控系统。
该系统通过通信网络实现向中心站实时传输燃气设施和本地自动化系统运行状态数据，并接受和执行来自中心站的控制指令等功能。
监控室内有值守或操作人员。
2.1.15本地站localstation
2.1.16
无人值守站和有人值守站统称为本地站。
2.1.17优化管理demandsidemanagement
2.1.18
采用应用软件，组合历史数据、用气规律和运行经验，对燃气管网及设施的输气量实时调整，以满足用气需求，达到优化管理目标的过程。
2.1.19外设peripheraldevices
2.1.20
在中心站、本地站中配套的硬件设备，包括：
打印机、绘图仪、刻录机等。
2.1.21监控室controlroom
2.1.22
设置中心站、本地站的操作场所。
中心站监控室通常与城镇燃气企业调度中心合建。
2.1.23运行维护operationandmaintenance
2.1.24
为保证城镇燃气自动化系统中各种设备和各类软件正常运行，预防自动化系统发生故障所进行的巡检、保养、操作等项工作，以及在自动化系统运行过程中，因发生各种设备和各类软件系统故障所导致的修理、更换和调试等项工作的统称。
3
3.1
5基本规定
6
3.1.1城镇燃气自动化系统的建设应符合安全性、可靠性、实时性、通用性、扩展性、经济性的原则。
3.1.2
【条文说明】城镇燃气自动化系统建设的安全性是指核心数据和报警数据是完整和可靠的，具备严格的用户权限功能，防病毒及黑客攻击、保证燃气系统的安全操作运行；可靠性是指系统采用成熟的、经过测试的、使用广泛、能够稳定运行的技术体系、软件平台、硬件设备、仪器仪表；实时性是指运行数据和报警信息的采集、传输、显示、存储，控制命令的下达、执行和反馈在限定时间内进行；通用性是指采用开放的、通用的硬件、软件、数据接口。
系统应选用国际主流并在相关行业得到广泛应用的硬件设备和软件平台软件。
软件平台要高度开放，支持国际标准协议和其他系统软件接口，保证数据资源和其他子系统共享；扩展性是指系统根据需要扩容时应方便、快捷，不改动系统的整体结构，计算机设备处理能力、监控组态软件点数、RTU/PLCI/O点数、设备通信接口、通信接口等留有一定余量，便于系统扩容和变更；经济性是指系统在规划设计时，应在满足企业生产需要的前提下选用性价比高的系统、技术和设备。
3.1.3城镇燃气自动化系统的建设应统一规划，可集中或分步分期实施。
3.1.4
【条文说明】城镇燃气自动化系统的建设应根据城镇燃气总体规划的要求，统一规划设计，可参考燃气运营企业资金情况，或部分子系统的急用程度、建设规模等因素，分步骤分期实施。
3.1.5城镇燃气自动化系统的建设应满足与运行环境相适应的防震、防爆、防火、防雷击、防尘、防水、防腐蚀、防盗、防电磁干扰等要求。
3.1.6
3.1.7城镇燃气自动化系统建设和运行维护应具备安全和应急措施。
3.1.8
【条文说明】系统的安全和应急措施一般采用网络防火墙、网闸等信息安全技术和设备，数据备份技术和设备、专门的灾备系统、机房监控设备和系统、备用电源（如UPS电源）、应急照明设备、防静电设备和措施、防雷击措施、等电位接地等。
3.1.9城镇燃气自动化系统应实时采集和监视城镇燃气的生产运行数据，并应根据运行数据进行分析和设备的控制。
3.1.10
【条文说明】城镇燃气自动化系统的功能分为基本功能和扩展功能。
本条为基本功能。
3.1.11城镇燃气自动化系统宜满足优化调度、负荷预测、管网仿真的要求。
3.1.12
【条文说明】本条属于扩展功能。
3.1.13城镇燃气自动化系统整体连续不间断运行寿命不得低于5年。
3.1.14
【条文说明】城镇燃气自动化系统整体连续不间断运行的寿命不得低于5年的规定是基于国内自动化系统运行经验规定的，是对城镇燃气自动化系统的基本要求，可按实际情况选择7～10年。
3.1.15城镇燃气自动化系统的结构（图3.1）应分三级：
中心站、通信网络、本地站。
本地站包含现场仪表及执行机构。
3.1.16
图3.1
3.1.17本地站应具有现场数据采集、监视、控制等功能，将数据通过通信网络实时传输到中心站，并可执行中心站的控制命令。
3.1.18
3.1.19通信网络应在中心站和本地站间建立数据传输通道，并应符合网络安全与可靠性的要求。
传输方式应根据系统规模、当地通信条件确定。
3.1.20
3.1.21中心站应具有数据采集、监视、控制、分析处理、下达控制命令等功能。
3.1.22
3.1.23现场仪表及执行机构应采用标准信号或协议。
3.1.24
3.1.25城镇燃气自动化系统关键设备、应用和网络宜采用冗余措施。
3.1.26
3.1.27城镇燃气自动化系统中的计算机操作系统、数据库、监控组态软件应采用运行稳定、接口标准的版本。
3.1.28
3.1.29城镇燃气自动化系统各子系统间的接口标准应符合统一性、开放性、兼容性的要求。
3.1.30
【条文说明】统一性是指各子系统间不宜采用种类过多，尽量采用一至两种通用的接口协议；开放性是指接口协议公开，并可配置、组态、编程；兼容性是指各类设备可采用标准接口协议，并实现不同设备的有效对接。
3.1.31中心站、本地站应有不间断供电。
3.1.32
3.1.33城镇燃气自动化系统应采用信息安全防护措施，符合国家关于信息安全管理的要求。
3.1.34
【条文说明】国家关于信息安全管理的要求有：
《信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求》GBT22239、《信息安全技术信息系统安全等级保护定级指南》GBT22240。
3.1.35城镇燃气自动化系统验收前宜进行安全性评估和验证。
3.1.36
【条文说明】安全性评估和验证一般由地市以上的专业技术机构（信息安全等级保护评估机构）完成，也可以燃气企业自主完成。
测评参考依据是《信息系统安全等级保护测评要求》GB/T28448。
安全性评估、测试的内容一般包括安全技术测评和安全管理测评，安全技术测评包括：
物理安全、网络安全、主机系统安全、应用安全和数据安全等五个层面的安全控制测评；安全管理测评包括：
安全管理机构、安全管理制度、人员安全管理、系统建设管理和系统运维管理等五个层面的安全控制测评。
7系统设计
8
1
2
3
4
4.1中心站
4.2
3
4
4.1
4.2
4.2.1中心站系统架构设计、机房建设、硬件及软件配置应符合下列规定：
4.2.2
1系统架构宜采用分布式结构；
2
【条文说明】中心站的系统架构的分布式主要指系统的服务器、软件功能模块支持分布式设计和部署，其具有并发能力强、容错能力强、可伸缩性强等优点，可避免由于单一设备或软件故障给城镇燃气系统带来问题，符合自动化系统的实际需要。
3机房应按照《电子信息系统机房设计规范》GB50174中的不低于C类机房标准设计，应按照《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462的要求建设，并应满足防震、防火、防尘等要求。
4
【条文说明】机房设计应包括机房位置与设备布置、环境要求、建筑与结构、空气调节、电气、电磁屏蔽、机房布线、机房监控与安全防范、给水排水、消防等方面，并满足《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343、《综合布线系统工程验收规范》GB/T50312、《综合布线系统工程设计规范》GB50311等防震、防火、防静电、防雷击、防尘、防水、防电磁干扰等要求。
5中心站应配置UPS电源，后备时间不应低于4小时；
6
【条文说明】根据《电子信息系统机房设计规范》GB50174第8.1节和《燃气系统运行安全评价标准》GB/T50811的要求，根据燃气系统连续可靠运行的要求，应配置UPS后备电源，可根据当地供电条件、占地面积、成本等因素综合设计后备时间，至少保障4小时。
7监控室内设置的调度、管理、配置等工作席位应能保障安全运行、正常工作的需要，宜配置大屏幕显示系统；
8
9监控类等关键应用的硬件应冗余配置，至少配置2台（套），软件应主辅或者集群配置；
10
【条文说明】关键应用指用于保障燃气安全生产和供应的监控、地理信息应用；其使用的服务器、存储、网络等硬件设备配置应主备配置，至少2台；数据库、应用软件等应主辅或集群配置。
11中心站软件宜遵循模块化设计原则。
12
【条文说明】模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合，构成不同规模的应用和解决方案，以满足不同的需求。
4.2.3中心站的服务器、工程师/操作员站、网络设备、安全设备、外设等硬件，应符合下列规定：
4.2.4
1中心站宜设置独立的存储服务器、数据库服务器、通信服务器和应用系统服务器；宜采用服务器集群技术；服务器硬件配置应与系统规模匹配；
2
【条文说明】服务器是自动化系统运行的重要载体，既可以采用实体的物理服务器，也可以采用虚拟化服务器。
3工程师/操作员站应具备身份鉴别措施；
4
5网络设备及安全设备应符合国家现行有关标准的规定，可根据需要配置安全网关类设备、入侵检测类设备。
6
【条文说明】配置的安全设备应符合《计算机信息系统安全专用产品检测和销售许可证管理办法》、《计算机信息系统安全专用产品分类原则》等相关规定，配置运行安全和信息安全类设备，包括防火墙、虚拟专用网络、代理服务器、IP加密机等。
4.2.5中心站软件包括计算机操作系统、数据库管理系统、防病毒软件、通信管理软件、应用软件等。
4.2.6
4.2.7应用软件应包括监控类应用，宜包括分析类、管网地理信息、优化管理及其他类型等扩展应用，并应符合下列规定：
4.2.8
1应具备访问权限管理功能；
2
【条文说明】应用软件的访问权限管理功能，应能够为系统管理员、调度人员、管理人员等不同类型人员分别配置。
3应具备对本地站的运行状态进行远程监视和故障诊断的功能，宜具备远程维护功能。
4
【条文说明】远程维护指系统管理员通过局域网或者VPN远程进行软件维护和配置。
5可扩展与政府应急管理，及与燃气计量、计费等系统的接口，接口应采用国际通用的标准接口方式和通信协议；接口处应采取信息安全认证措施。
可提供与其他自动化应用的对接。
6
【条文说明】接口方式包括网络、串行总线等标准硬件接口，通讯协议支持Modbus、OPC等。
信息安全认证措施是指为保障通信数据的保密性、完整性、可用性，对通信数据通过证书等措施加密。
4.2.9监控类应用应满足对各类燃气厂站主要燃气设施的监控，宜满足对管网泄漏、管网阴极保护和安全设施状态的监测，并应符合下列规定：
4.2.10
1应具备采集和接收多种类型数据的功能，包括模拟量、数字量、状态量、带时间标签的事件记录、完整的计量数据及系统需要的其他数据；
2
3应具有与本地站及其他相关系统交换数据的能力，应具备实时、数据补传功能，宜具备历史数据回填功能；
4
【条文说明】历史数据回填，是指遇到通讯中断及其他异常的情况下，通过轮询本地站的历史数据补全至历史数据库中。
5应具备对执行机构的远程控制和紧急切断功能；宜具备参数信息远程设置功能；控制命令应考虑防篡改、防伪造、防重放攻击等要求。
6
【条文说明】中心站下发控制指令包括支持校核、超时取消和闭锁等功能；
7应具备各类数据的存储、统计、分析等功能；存储周期可自定义，数据宜保存2年以上；
8
【条文说明】为保障回溯历史运行记录，方便比对分析，应根据存储容量、查询速度等因素综合考虑，至少保存2年以上历史数据。
9应具有电子报表的基本功能，支持组态生成报表，可即时、定时打印；
10
11应具备数据检查及处理、异常数据处理、事件记录分类处理等功能，支持各种函数运算；
12
13应具有数据异常、通讯异常的报警功能，实现报警信息自动分析和处理功能；
14
15异常报警功能应有画面、声音、闪烁等提醒方式；
16
17宜具备全屏、多窗口、画面缩放、漫游、立体等图形显示功能，支持表格与图形化表达形式；支持全屏幕、截图画面拷贝；支持多种字体汉字；
18
19应具备接收标准时间信号、同步主站系统时钟，并提供对中心站和本地站同步校时功能；
20
【条文说明】通过安装北斗或者GPS装置接收标准时钟信号，并通过通讯网络同步系统时钟。
21宜具备事故追忆和重演功能，可长期保存并随时调用记录的追忆数据；
22
【条文说明】应能够实现全部数据或者配置的重要数据的追忆功能，并可方便事故的重演，用以分析管网运行故障和问题。
23应具备在线组态功能，操作时不应影响系统的正常运行；
24
25宜具备网页发布功能、移动终端访问功能、短信服务功能；
26
【条文说明】移动终端可在燃气运营企业经营决策管理者外出办公等场景下，支持分析研究燃气管网运行状况，借助移动终端访问，可即时了解燃气管网的运行状态。
4.2.11分析类应用宜设置城镇燃气管网负荷预测、仿真、辅助决策等分析应用功能，并应符合下列规定：
4.2.12
1宜具备负荷预测功能，可根据历史负荷与气象信息按照每天24点或更密点数进行一天至一周的负荷预测；提供人工干预负荷预测的手段；具备负荷预测曲线与实际负荷曲线及误差曲线在画面上的显示功能；
2
【条文说明】在调度和计划制定中，负荷预测数据的密度在高峰时间段需要精确到半小时或者15分钟，对应每天48点和96点，这与用气规律相吻合。
3宜具备管网仿真分析功能，实现管网建模与拓扑分析，结合实时数据，分析管网实时或近期状况，生成等压图等分析图表；具有管网运行状况、峰谷量与储存设施能力协调的预测功能，可产生异常情况的预警预报等；
4
5宜具备辅助决策功能，包括报警管理、应急处置等。
6
4.2.13管网地理信息应用除应符合现行行业标准《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ100的规定外，还应符合下列规定：
4.2.14
1应具备管网图的录入、编辑、查询、统计等功能，具备设备管理功能；
2
【条文说明】设备管理主要指设备的档案管理、运行管理、检修管理、变动管理、资产管理、备品备件管理等。
3应具备管网危险源管理功能；
4
5应具备汇总、分析管网事故成因、评估管网安全和发出安全预警信息的功能；
6
7宜具备根据管网故障地点提供控制阀门方案和判断影响供气区域的功能；
8
【条文说明】管网故障后，应能够根据管网拓扑结构，分析应该控制的阀门，当需要关闭的阀门因物理或者其他原因无法关闭时候，能够给出新的阀门关闭方案。
9宜支持三维模型查看，能够自动生成管网三维效果图；
10
11宜支持管网动态数学模型，具备可视化功能；
12
13宜实现对巡线人员及车辆位置的监测，并能够记录、回放轨迹。
14
4.2.15优化管理应用应符合下列规定：
4.2.16
1应具有大负荷单位用户用气数据自动采集的功能；
2
3宜具备用气计划、用气负荷等管理功能。
4
4.2.17中心站的安全性要求符合下列规定：
4.2.18
1机房各出入口应配置电子门禁系统；
2
3系统账户应分类，权限设置应分级；
4
【条文说明】自动化系统的账户通常可以参考以下分类方式：
系统管理员级（拥有系统最高的管理权限，负责制定、分配用户名和系统权限）；工程师级（拥有系统的维护、开发、编程和组态的权限）；调度员级（拥有日常运行操作的权限）；浏览级（只拥有进入指定区域阅览信息的权限）。
5服务器、工程师/操作员站、安全设备宜安装最新补丁、病毒库及规则库等，宜采用离线文件方式更新；
6
7网络设备应关闭不必要的网络服务、禁用默认路由、配置信任网段、审计设备日志、设置高强度密码、配置并开启访问控制列表、禁用空闲端口等；
8
9系统宜具备安全审计措施，能够对操作系统、数据库、网络设备、安全设备、业务应用的重要操作进行集中收集、自动分析；
10
11应定期备份关键业务的数据与应用，并能完整恢复。
12
4.2.19系统性能指标应符合现行国家标准《燃气系统运行安全评价标准》GB/T50811的相关要求，并应符合下列规定：
4.2.20
【条文说明】自动化系统主要反映现场工艺及运行数据，数据是否如实、准确反映至关重要；同时，应保证连续运行，确保关键的计算机和网络应正常运行，在现行国家标准《燃气系统运行安全评价标准》GB/T50811第9章中有要求，包括服务器的CPU负载率、内存占用率，系统运行的响应时间等指标。
1不间断运行寿命不低于5年；
2
3模拟量遥测误差率小于或等于0.5%，准确率大于或等于98%；
4
【条文说明】模拟量误差率主要指与本地站的传输处理过程的误差，应按本地站抽样不低于10%的模拟量测点，通过本地站现场和中心站的6次对比计算误差率，根据误差率计算模拟量遥测准确率。
模拟量遥测误差计算公式如（4-1）：
（4-1）
模拟量遥测准确率计算公式如（4-2）：
（4-2）
5状态量变化正确率大于或等于99%；
6
【条文说明】状态量变化正确率计算应按照月、年等为周期统计计算，计算公式如（4-3）：
（4-3）
7控制正确率大于或等于99.99%；
8
【条文说明】控制正确率计算应按照月、年等为周期统计计算，计算公式如（4-4）：
（4-4）
9冗余热备关键节点故障切换时间小于或等于5S。
10
4.2.21特大、超大城市或者集团公司宜建设备用中心站。
4.2.22
【条文说明】根据国务院《国发[2014]51号发布关于调整城市规模
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