智能燃气燃气生产调度运营管理解决方案.docx

智能燃气燃气生产调度运营管理解决方案.docx

《智能燃气燃气生产调度运营管理解决方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能燃气燃气生产调度运营管理解决方案.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

智能燃气燃气生产调度运营管理解决方案

　　1项目概述

　　城市天然气企业众多的场站系统（几十个至几百个）分布在全国各地,调控指挥中心如果无法及时准确的获悉各重要场站的信息，这将给生产调度人员对整体的运营进行正确的评估及决策带来了很大的麻烦，给各下属公司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集团化企业的管理与运营。

　　燃气生产运营及输配调度管理系统是结合计算机、信息与控制技术最新发展，面向燃气调度监控，整合了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）、客户信息系统（CIS系统，CustomerInformationSystem）、仿真系统等系统的数字化管理系统。

该系统可以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，提高燃气企业管理水平和运营经济效益。

　　生产调度实时数据库管理平台主要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、模拟培训等任务，同时提供开放式数据接口来与企业自动化管理平台连，完成生产调度、维护调度、抢修调度等调度功能模块；

　　主调度控制中心的操作人员通过SCADA系统操作员工作站所提供/显示的管网系统工艺过程的压力、温度、流量、密度、设备运行状态等信息，完成对整个管网的操作和管理。

　　燃气集团管控一体化系统的管理目标:

（1）建立管控一体化网络体系，改变多个控制系统各自独立，无法进行综合分析，无法进行统一规划和利用全局资源的局面，从目前面向生产过程控制的自动化转向面向业务管理的信息化，提高管道运营控制和管理水平。

（2）建立管道生产业务的数据集成，彻底实现控制系统与管理系统的数据共享，对控制系统的数据进行更深层次的数据挖掘，实现数据本身的价值，减少信息的浪费，让企业上层管理者能够及时、直观地了解生产现场的运行情况，对生产现场进行可控管理。

　　（3）基于数据集成平台，对大量信息进行分析提取，对生产情况、管道状态等进行数据统计分析、未来趋势预测、管网状态仿真、运行方案优化，为管理决策提供支持。

　　（4）针对燃气集团运营的独特性、复杂性和代表性，建立具有高针对性、宽适应度和灵活的管控一体化系统，既能满足当前业务需求，又能兼顾未来管网大规模改造所带来的管理和业务调整。

　　燃气生产运营系统可分为生产实时指挥运营管理系统，输配管理系统，视频系统，GIS系统，管理信息系统等。

调度中心运营信息系统需要实时采集生产现场数据，完成运营计划、运营信息管理，资源实时调配与控制。

完成设备运行管理，故障分析，生产报警管理等。

相关的仿真系统可以完成管网模拟、仿真、预测的数据信息，信息发布系统可以完成气候等自然环境信息、经济发展状况、城市发展规划及政府法规指令等信息的发布与管理。

系统可根据企业的不同建设周期和不同发展阶段来统一规划，分段建设。

采用实时数据库平台构建的该信息系统可以构建企业生产运营调度管理系统，构建企业信息门户。

　　主要特点如下：

　　基于Internet进行管理和查看，完成购销存系统；

　　Intranet的应用和集成，使信息在企业内部共享和应用更便捷充分，易于升级和维护；

　　模块化结构，灵活组合，伸缩性强；

　　图形化界面，易于掌握使用；

　　开放式系统，满足一系列国际标准和事实标准；

　　系统可靠性高。

完全基于浏览器方式，管理维护方便；

　　典型的燃气生产运营指挥管理系统销售公司输配管理软件可分为开发工具、业务模块2大部分。

开发工具包括工作流配置工具、组织架构配置工具、菜单及权限配置工具3个部分。

业务模块分为数据库、中间件、Web前端框架、业务框架、业务模块5个部分。

　　销售公司输配管理系统架构图

　　2建设内容

　　城市天然气管网生产实时监控及管理系统是以计算机为核心的分布式控制系统，由它完成对管网的监控。

它由调度控制中心（完成对城市燃气管网各站场、远控截断阀室的监控、调度管理和优化运行等任务。

）、容灾后备控制中心、门站区域控制站（SCS）、远程终端装置（RTU）、通信系统等组成。

　　监控中心将通过通信系统与各个工艺场站的站控系统互联，从而进行数据采集与监控，并实现输气调度、设备运行优化、计量管理、管道模拟等任务。

监控中心SCADA系统的控制功能分为“中心控制”、“站场控制”、“就地控制”三级控制模式。

监控中心的操作人员通过系统所提供的管线压力、温度、流量、设备运行状态等信息，完成对管道全线及场站的运行监控和管理。

　　l）建立场站数据集成平台:

将场站SCADA实时数据上传到数据中心实时数据库中，实时数据库提供实时数据的管理、存储、检索，通过实时数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据，作为指挥、决策的依据。

将实时数据库和管理数据库进行集成和整合，建立实时数据与管理数据之间的关系，实现数据的安全共享和利用。

　　2）实现场站及输气管网动态运营管理。

主要包括建立管网运行监控管理系统、管网安全预警管理系统、营销计划管理系统及管道运行状态管理系统。

　　3）实现场站及输气管网模拟优化运行和天然气调度应急决策支持。

主要包括建立管网稳态模拟和动态模拟优化及天然气调度应急决策支持系统。

　　3系统整体结构

　　典型的燃气集团网络拓扑示意图

　　从上面的整体系统结构图可以看出，本系统将划分为9个功能区：

　　1）分布式设备数据采集区域，包含多个区域；

　　2）广域网数据传输网络；

　　3）网络互联区；

　　4）实时数据处理区；

　　5）数据存储区；

　　6）应用功能区；

　　7）安全防护区；

　　8）数据备份区；

　　9）画面展现区。

　　4系统产品设计

　　根据系统设计软件由以下产品组成：

SCADA平台软件、企业级实时历史数据库、计算引擎软件、报警管理软件、关系数据库软件、计算服务器、GIS平台软件、Web服务器软件、安全防护软件及相关应用软件组成。

软件系统选型采用ForceCon一体化集成平台，该平台产品覆盖整个工业信息化领域，通过分布式实时数据库的特点实现系统间的高效集成、级联及扩容，可为企业用户提供一个快速/高效的平台产品，满足各种工业信息化企业需求。

　　平台产品以“分布式实时数据库”为核心搭建家族“工业控制消息总线”，并支持集成面向服务（SOA）系统架构的“信息服务总线”。

消息总线和服务总线提供可靠通用的信息交互机制和广域服务机制，实现整个系统间的安全高效的数据通信和应用集成。

贯穿整个企业信息化业务，可以自由构建不同规模的应用，实现从底层工业现场控制（小型场站系统、嵌入式HMI）、到生产调度指挥管理（SCADA）及上层信息化管理（MES、ERP）的融合。

　　平台产品软件架构图如下说明：

　　4.1SCADA平台软件eForceConV5.0

　　本系统SCADA采用SCADA平台软件eForceConV5.0，该平台是以分布式区域实时数据库为核心，分布式实时数据库技术可以保证生产数据精确输出并完成可视化，实时数据库无限的分层结构可使大型企业信息尽收眼底。

SCADA平台组态软件具有灵活的系统应用架构，可以自由构建不同规模的应用，满足用户对企业信息化的多样性要求，用户在此基础上可以灵活的构建适合企业应用的解决方案。

　　eForceCon具备分布式的数据源管理模式，可视化人机交互界面无需编程，直接通过远程数据源的组态方式就能与远程数据库进行信息交互，完成生产监控、查询、曲线分析等各项功能。

　　SCADA平台功能特性如下说明：

　　－支持以分布式实时数据库为系统核心的一体化软件平台，具备开放、集成、面向对象的开发环境，系统开发人员可方便使用。

　　－支持客户端/服务器（C/S）和B/S（“瘦”网络客户端）架构，不同网络节点以分布式的数据源管理方式来进行信息交互。

　　－具备软冗余、硬冗余及双工热备冗余模式。

　　－具备稳定、灵活架构及扩展能力，可支持超过万点的通讯点数,灵活可靠,易于扩展,客户端的添加不影响整体系统的性能，

　　－具有完整的报警管理能力,支持ISA18.2的报警标准，可支持多级报警管理、声光等报警输出以及参数在线调整等功能。

　　－提供部署服务器，可管理、编辑、监控远程节点工程及平台状态。

　　－可提供编程语言供用户使用，支持用户自定义函数的开发。

　　－支持用户自定义功能和二次开发组件，可以集成第三方插件及可执行程序。

　　－支持大分辨率的窗口图形显示，提供基于面向对象的模板化的可视化开发工具。

　　－支持将C/S客户端完整发布到Web上，Web容器支持第三方插件发布。

　　－软件开发出的工程应具备项目文件备份功能，并且应支持工程文件口令保护。

　　－支持使用用户，权限，优先级，安全区的方式为用户提供安全验证。

　　4.2企业级实时历史数据库pSpace6.1

　　本系统需要记录大量的具有时间特征的监控数据，针对数据的读取、归档、查询和分析做综合展示，本项目采用不依赖于任何关系数据库的实时历史数据库软件。

企业级实时历史数据库软件运行于数据库服务器，数据库服务器可根据要求设定集群冗余（磁盘阵列），实时历史库软件支持集群冗余方式。

　　实时数据库系统软件实现实时采集生产过程装置数据并连续进行存储并统计，数据在存储时根据每个数据点设定的压缩比参数进行存储。

该软件可对（系统项目）实现网络化的生产监视和数据分析，使（系统项目）能够实时掌握下属生产企业的安全生产状况。

　　企业级实时数据库pSpace是一个高性能、高吞吐能力、可靠性强、跨平台的实时/历史数据库系统，可以用于采集、压缩、存储、加工、分析等任何带有时间特性的生产信息，pSpace提供全系列的工业通讯接口及ERP业务接口，实现生产监控到调度管理的完美整合。

能极大地提高企业的智能化及决策的精度和速度。

　　多平台的支持能力可运行于Windows以及RedHat、Ubuntu、CentOS等多种Linux操作系统。

　　企业级实时历史数据库pSpace产品特性与指标

　　支持在线连续存储，并达到30万条记录/秒的存储速度。

　　企业级实时历史数据库单台服务器应可以支持100万点的数据点。

　　数据压缩率可高达40:

1（50:

1）；

　　数据库单客户端单点查询速度20万条记录/秒。

　　实时历史数据库1000个客户端并发查询，每秒应可达2万条记录。

　　实时库应稳定支持256客户端并发查询。

　　4.3工业报警管理平台FAlarm

　　工业智能报警平台FAlarm可适用于多层监控系统的报警集中管理，采集模块负责报警的采集可支持各类SCADA、DCS、关系数据库等报警数据的接入，支持基于标准OPCAE、OPCUA的报警数据采集。

中心模块负责报警的处理、存储、发布、显示等功能，提供直观的报警查询分析功能，有效的提供报警管理的改进方案，辅助企业实现自底层现场到生产调度的报警集中管理。

　　■报警系统设计

　　强大的分布式报警、事件处理，支持ISA18.2标准，可以单独设立报警服务器，独立管理报警的通知与存储。

　　采用树形结构的区域报警和报警组对象的组合管理方式，支持精确定位报警信息，方便查找与管理；

　　客户端能显示和确认来自分布式网络上任何服务器上的实时报警；

　　支持网络报警及操作事件的数据断线存储，并具备自动恢复功能；

　　支持工业现场报警“雪崩”处理，方便响应大型系统异常及紧急情况；

　　支持千万条级别报警记录存储，并方便网络查询；

　　支持报警处置与评论，并可根据业务形成报警知识库

　　支持高达10个条件报警判断（H5、H4、H3、H