煤氣管網(wǎng)遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

蘇 哲

山西省建設監(jiān)理有限公司 山西 太原 030012

根據(jù)現(xiàn)有城市煤氣管網(wǎng)建設規(guī)模、特點和管理上的需求，確定城市煤氣管網(wǎng)遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)在設計時應考慮以下方面：

1) 煤氣調壓站地域分布復雜，部分調壓站通訊網(wǎng)絡不可達，而且煤氣管網(wǎng)信息具有時間特征，系統(tǒng)設計時應充分考慮網(wǎng)絡可輻射性。

2) 煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)在時間分布上具有發(fā)展性，因而數(shù)據(jù)信息量具有隨著發(fā)展而急劇增長的特點，要求系統(tǒng)有處理急劇增長的數(shù)據(jù)信息量的能力。

3) 煤氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息必須完整、準確，具有現(xiàn)實性，要求信息系統(tǒng)首先是一個動態(tài)信息管理系統(tǒng)并具有可維護性。

4) 要求系統(tǒng)能夠提供管網(wǎng)內設施管理與報表自動報送的功能，并能滿足日常業(yè)務的需求。

1 煤氣管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)簡介

針對煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)分布情況以及建設特點，煤氣管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是一個大型的集中管理、統(tǒng)一調度、分散控制的計算機網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)由煤氣調度中心計算機管理系統(tǒng)，管網(wǎng)儲配站、調壓站控制系統(tǒng)，用戶控制站以及數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡等系統(tǒng)構成。

煤氣調度中心計算機管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的通訊、監(jiān)視和指揮中心，調度中心通過網(wǎng)絡采集儲配站的實時工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，通過 GPRS(EDGE)或WCDMA無線網(wǎng)絡采集各調壓站和各企業(yè)用戶的數(shù)據(jù)，同時對所采集的數(shù)據(jù)進行在線顯示、及時存儲、報警設置、數(shù)據(jù)分析、曲線查詢和報表統(tǒng)計。

儲配站是城市煤氣供氣系統(tǒng)的起點和重要的組成部分。儲配站接收焦化廠輸送的煤氣，控制和穩(wěn)定供氣壓力，并對整個城市用氣量進行計量。儲配站監(jiān)控系統(tǒng)包括本地RTU數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)和本地計算機監(jiān)控系統(tǒng)，主要采集現(xiàn)場設備的狀態(tài)和管網(wǎng)溫度、壓力信號等，并實現(xiàn)對設備的連鎖控制。監(jiān)控系統(tǒng)實時顯示設備狀態(tài)，同時與中心控制室實時交換數(shù)據(jù)。由于原煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)已經完成了調度中心計算機管理和儲配站的監(jiān)控，在此基礎上只需做相應的軟件升級和硬件擴充即可滿足對區(qū)域調壓站、企業(yè)用戶的遠程監(jiān)控，從而實現(xiàn)整個城市煤氣輸配網(wǎng)絡的計算機監(jiān)測監(jiān)控，為保證城市安全、提高市民生活質量提供保障。

2 煤氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)

區(qū)域調壓站由本地RTU和現(xiàn)場檢測、傳輸系統(tǒng)構成，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設備及監(jiān)測點的控制與監(jiān)測。同時，通過GPRS(EDGE)或WCDMA網(wǎng)絡與調度中心實時交換數(shù)據(jù)，完成站場內工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集(包括氣體溫度、室內溫度、進口壓力、出口壓力、可燃氣體泄露報警等實時數(shù)據(jù))并向調度中心上傳。這種依賴于通訊運營商的通訊方式靈活方便同時經濟可靠。

1) 投入簡單方便： 投入GPRS(EDGE)/WCDMA模塊和SIM卡及申請相應的服務即可，無需布線。

2) 抗干擾能力強：采用GPRS(EDGE)/WCDMA無線通訊方式，因為是移動和聯(lián)通的專用頻段，抗干擾能力強。

3) 網(wǎng)絡覆蓋范圍廣：GPRS(EDGE)/WCDMA網(wǎng)絡覆蓋到城市的每個角落。

4) 便于擴展：采用GPRS(EDGE)/WCDMA通訊方式對于系統(tǒng)的擴展是非常方便的，只需增加1個模塊和1張SIM卡，不需要任何硬件上的改動。

3 煤氣管網(wǎng)調度中心計算機管理系統(tǒng)(SCADA)

需對現(xiàn)有調度中心計算機管理系統(tǒng)進行升級。該軟件采用組態(tài)軟件為用戶量身訂制監(jiān)控系統(tǒng)，功能強大，界面友好，操作設置方便靈活，可以完成對煤氣管網(wǎng)中的各監(jiān)測站的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理任務。系統(tǒng)通過TCP/IP以太網(wǎng)與煤氣公司的內部局域網(wǎng)相聯(lián)接，調度信息可以被公司內部相關職能部門通過IE瀏覽器隨時瀏覽查閱。

調度中心計算機管理系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 調度中心計算機管理系統(tǒng)圖

該系統(tǒng)的主要功能：

1) 調壓站進出口壓力實時數(shù)據(jù)采集后自動上傳，減輕人工更換壓力紙的工作量，同時降低運行成本。

2) 過濾器壓力異常監(jiān)測，短信實時報警提示，避免供氣故障。

3) 壓力異常實時監(jiān)測，當采樣的進出口壓力出現(xiàn)異常，系統(tǒng)啟動短信報警提示。

4) 系統(tǒng)安裝、調試方便，系統(tǒng)各參數(shù)(包括量程、報警值)均可遠程設定。

5) 市電供電、電池供電、太陽能供電等方式均能與報警系統(tǒng)相兼容，支持電壓低和掉電短信報警提示。

6) 支持定時和實時在線上傳數(shù)據(jù)功能。

7) 網(wǎng)絡化管理，經過授權在英特網(wǎng)上任意電腦可以共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

8) 實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)均可進行有效的管理。

9) 各類圖文報表的制作與管理。

10) 自控系統(tǒng)的安全管理。

4 煤氣管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的運行特點

在確保調壓站遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設施安全可靠運行的前提下，系統(tǒng)打破傳統(tǒng)的計量模式，以用戶對用氣量的實際需求自動進行識別，根據(jù)識別結果調控煤氣計量設備，對用戶的用氣量進行自動計量，并將系統(tǒng)設定工況量程范圍數(shù)據(jù)與用戶流量需求范圍數(shù)據(jù)進行對比，系統(tǒng)按照對比后的數(shù)據(jù)自動檢測流量計輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)對計量設備進行自動切換，使燃氣管理企業(yè)在供需平衡上能夠實現(xiàn)按需供應、安全運行。通過對煤氣管網(wǎng)內實時數(shù)據(jù)的采集處理，系統(tǒng)可對煤氣管網(wǎng)內調壓站關鍵設備運行模式進行調整，以現(xiàn)場實時采集數(shù)據(jù)為依據(jù)，對煤氣管網(wǎng)內各設備運行實現(xiàn)科學的動態(tài)管理，既能保證燃氣資源合理調配，又能保證煤氣管網(wǎng)內調壓站經濟節(jié)能運行。

5 總 結

煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的運行，不僅符合煤氣管理企業(yè)生產安全、節(jié)能要求，同時使煤氣管理企業(yè)在煤氣管網(wǎng)內調壓站的監(jiān)管方面，可實現(xiàn)以最小的投入獲取最大的經濟效益，為企業(yè)的良性發(fā)展奠定了基礎。