西气东输自动化系统课程修改

一、概述西气东输管道工程自动化包括：自动控制系统和管理信息系统。由它们为西气东输管道分公司提供先进、高效、安全的运营管理平台。SCADA系统和MIS框图北京后备控制中心MIS站场系统ALAN(冗余)LANSCADA系统上海调度控制中心MIS上海中心工艺站场（包括首站、压气站、分输站、末站）(哈密、红柳压气站无站场MIS）清管站、分输清管站、阀室、分输阀室卫星通信电路InternetDDNIntranet邮电通信电路操作区（5个）DDN拨号Web服务器MIS服务器路由器个人计算机Internet服务器路由器服务器工程师工作站操作员工作站培训系统RTU卫星通信电路LAN(冗余)SCADA站控系统A拨号路由器主PLC后备PLCInternet调制解调器站内计算机ESDMMI二、自动动控制系系统自动控制制系统包包括：SCADA系统、站站场仪表表及自动动控制系系统。SCADA系统在一个大大的地理理地区监监控从现现场设备备采集的的信息。。SCADA（SUPERVISORYCONTROLANDDATAACQUISITION））其中SUPERVISORY监视运行行CONTROL控制ANDDATA数据ACQUISITION获取和存存取信息息西气东输输的SCADA系统包括：上海调度度控制中中心主计计算机系系统；北京后备备控制中中心计算算机系统统；操作区的的只读监监视终端端；远程监控控站；通信系统统。SCADA系统控制中心心与远程程监控站站之间通通过广域域网连接接，通信信媒介采采用卫星星和电信信公网。。SCADA系统框图LAN(冗余)LANSCADA系统上海调度控制中心工艺站场（包括首站、压气站、分输站、芙蓉分输清管站、末站）清管站、分输清管站、阀室、分输阀室操作区（5个）路由器工程师工作站路由器服务器工程师工作站操作员工作站培训系统RTULAN(冗余)SCADA站控系统AA路由器主PLC后备PLCESDMMI操作员工作站服务器卫星通信电路DDN邮电通信电路DDN拨号拨号SCADA系统北京后备控制中心通信接口SCADA系统可选选择以下下操作模模式中的的一种进进行工作作：SCADA系统站控级。。由各工艺艺站场的的远程监监控站对对所在站站自动／／手动控控制。控制中心心级。由调度控控制中心心对全线线集中监监视和控控制。现场设备备级。由站场单单体设备备（如压压缩机组组）的控控制系统统对设备备自动／／手动控控制。就地手动动。在正常情情况下管管道沿线线各站无无须人工工干预，，各站在在上海调调度控制制中心的的统一指指挥下完完成各自自的工作作。当上海调调度控制制中心发发生故障障时，由由北京后后备控制制中心接接管其监监视和控控制任务务。SCADA系统经调度控控制中心心授权后后，可将将控制权权切换到到站控级级。当数据通通信系统统发生故故障时，，由站控控级自动动接管控控制权，，完成对对本站的的监视控控制。当进行设设备、通通信系统统检修或或紧急停停车时，，可采用用就地控控制。SCADA系统SCADA系统软件件一般由实实时数据据库和历历史数据据库组成成，实时时数据库库实现：：采集数据据监控现场场设备产生报警警/事件件日志执行计算算功能能配置成成完全冗冗余系统统驱动设备备能提供客客户应用用历史数据据库从实时数数据库获获得数据据用于报表表参数的趋趋势图冗余配置置可按年，，月，日日时间间间隔摘要要数据，，在线存存储老数据自自动存入入（光盘盘，也可可从光盘盘读取数数据，回回到在线线的历史史数据库库）人机界面面（MMI））图形用户户界面显示建立立和显示示配置•操作作员界面面不同的操操作权限限的操作作员通过过不同的的用户名名和密码码进行登登录，从从而达到到安全的的目的。。一般情情况下有有三级控控制权限限：*监视级级-只能能浏览流流程图和和参数，，不能对对设备进进行控制制；*操作级级-既可可以浏览览，也可可以对设设备进行行控制，，如启停停设备、、开关阀阀门；*管理级级-最高高权限，，可修改改用户名名和密码码，并可可以修改改数据库库的内容容。SCADA系统调度控制制中心调度控制中心的主要任务是通过位于管道沿线的远程监控站对全线进行集中监控。上海调度度控制中中心配置框图激光打印机激光打印机冗余磁盘阵列备用服务器

磁带机USB主服务器100BaseTEthernet-LANA100BaseTEthernet-LANB#2操作员工作站工程师工作站彩色打印机模拟培训系统#1培训工作站#2培训工作站背投影系统GPS报警/事件打印机#3操作员工作站#4操作员工作站#5操作员工作站#1操作员工作站工程师工作站投影仪模拟仿真服务器加密机加密机TCP/IPLANALANBTCP/IP网关服务器Web服务器接MIS防火墙防火墙网关历史实时EFM客户信息历史实时EFM客户信息LANDDN拨号卫星网站场名称单位数量备注压气站座10包括首站、郑州分输压气站分输站座17其中干线9座、支干线8座。独立清管站座8

分输清管站座4

分输阀室座3

上海末站座1

远控线路截断阀室座139包括支干线2座远控线路截断阀室用户门站座18规划数量地下储气库座1规划数量规划中的11条输气支线的工艺站场座

数量待定调度控制制中心监监控范围围调度控制制中心调度控制制中心将将主要完完成下列列任务：：调度控制制中心全线启输输；增量或减减量输送送；停输；分输站启启/停；；压气站启启／停；；向管道沿沿线各站站下达压压力和流流量设定定值；管道故障障处理；；发布ESD命令；控制权限限的确定定；系统时钟钟同步；；数据通信信信道故故障时主主备信道道的切换换等。调度控制制中心在上海调调度控制制中心由由于任何何原因不不能对管管道实施施正常监监控时，，后备控控制中心心将接管管系统监监控权。。后备控制制中心后备控制制中心随随时监视视和跟踪踪上海调调度控制制中心的的运行状状态，保保证数据据同步并并达到历历史数据据异地备备份的目目的。北京后备备控制中中心配置图去上海调度控制中心XIN专线DDN(主信道)去站控系统XI电信公网(备用信道)XIN去站控系统宽行点阵打印机激光打印机…SCADA服务器EFM服务器SCADA历史数据服务器…XIN（卫星(主信道)路由器路由器路由器去上海调度控制中心卫星(备用信道)路由器卫星历史数据库磁盘阵列操作员工作站操作员工作站工程师工作站彩色打印机打印终端防火墙防火墙线路加密机线路加密机通信专业提供LANALANB西气东输输管道在在轮南、、武威、、临汾、、郑州、、南京设设有5个个操作区区。在每个操操作区各各设1套套SCADA系统只读读监视终终端。它们为为每个操操作区的的有关人人员提供供所辖管管道详细细的运行行数据和和全线的的主要运运行数据据。SCADA系统操作区操作区SCADA系统只读读终端配配置框图图激光打印机去上海调度控制中心IX卫星(主信道)路由器通信专业提供电信公网(备用信道)计算机监视终端N去上海调度控制中心路由器卫星线路加密机站控配置图在管道沿沿线工艺艺站场和和线路截截断阀室室设SCADA系统的远远程监控控站，即即站控系系统（SCS）和RTU。远程监控控站SCADA系统远程监控控站站控系统主要由过程控制单元、操作员工作站、数据通信接口、计算机网络系统等构成。过程控制单元采用可编程序逻辑控制器（PLC）。操作员工作站采用微型计算机。在沿线29座工艺站场设有站控系统。典型站场场站控系统统配置图线路加密器线路加密器路由器路由器TCP/IPTCP/IP去上海调度控制中心卫星(备用信道)主PLC备PLC流量计算机流量计卫星站控ESD压缩机UCP/ESD压缩机组阴保站现场仪表控制设备火灾检测变电所站控系统操作员工作站(MMI)X去上海调度控制中心XIN电信公网(备用信道)宽行点阵打印机激光打印机通信专业提供I/O(包括数据通信传输信号)LANALANB100BaseTEthernet-LANA100BaseTEthernet-LANB流量计算机流量计……计量系统站控系统统的主要要功能如如下：远程监控控站数据采集集和处理理;提供人机机对话的的窗口;;信息显示示;数据存储储及处理理;过程控制制;逻辑控制制;远程监控控站联锁保护;

紧急停车;报警和事件打印;打印生产报表;执行调度控制中心发送的指令，向调度控制中心发送带时间标志的实时数据。在沿线无人值守守的清管站站、分输输清管站站、分输输阀室、、远控线线路截断断阀室等等共设有有153套套RTU。远程监控控站RTU配置框图图IRTU卫星线路加密机通信专业提供阴保站现场仪表控制设备火灾检测自发电设备RTU的主要功能：远程监控控站数据采集集和处理理;模拟和开开关量信信号输出出;数学和逻逻辑运算算功能;;自诊断功功能;故障报警警;执行调度度控制中中心发送送的指令令，向调调度控制制中心发发送带时时间标志志的实时时数据等等。调度控制制中心与与沿线远远方监控控站之间间采用卫卫星和电电信公网网进行通通信。在在主要站站点之间间卫星与与电信公公网互为为备用，，主、备备信道自自动切换换。通常各站站点之间间采用TCP//IP通信协议议进行网网络互连连。SCADA系统数据通信信系统计量系统统二、自动动控制系系统的测量系统之一。它是企业进行贸易交接、经济分析、成本核算的主要依据。天然气计量系统是本工程中最重要根据本工工程的特特点，结结合当今今国际和和国内天天然气计计量仪表表的技术术发展和和使用情情况，经经技术经经济比较较，采用用气体超声声流量计计和气体涡轮轮流量计计作为贸易易交接流流量计。。计量系统统本工程中中贸易交交接流量量计的准准确度等等级按0.5级级设计。。超声波流流量计基本原理理及应用用将流体流流动时与与静止时时，超声声波在流流体中传传播情况况进行比比较，由由于流速速不同会会使超声声波的传传播速度度发生变变化，如如图示：：T1R1R2T2LC+vC-vt1=L/(c+v))t2=L/(c-v)c-声速；v-流速如果知道道了L和c，通过测量量时间差差Δt(t2-t1)就可以求求得流速速v涡轮流量量计工作作原理由涡轮、、轴承和和磁电系系统组成成。当被测流流体冲击击涡轮叶叶片，使使涡轮旋旋转时，，涡轮的的旋转速速度随流流量的变变化而变变化，涡涡轮将流流量Q转换为涡涡轮的转转数ω，磁电系统统又把此此转数ω转换为电电脉冲，，经前置置放大后后进入流流量计算算机进行行计数和和显示。。如图示示：涡轮磁电计算机放大流量Q转数脉冲站场名称流量计类型公称通径(mm)数量工作方式备注轮南首站超声波流量计DN30043用1备进站计量靖边压气站超声波流量计DN30032用1备进站计量博爱分输站涡轮流量计DN20021用1备出站计量郑州分输压气站涡轮流量计DN15021用1备出站计量薛店分输站涡轮流量计DN15021用1备出站计量滁州分输站涡轮流量计DN5021用1备出站计量镇江分输站涡轮流量计DN10021用1备出站计量常州分输站涡轮流量计DN20021用1备出站计量无锡分输站涡轮流量计DN10021用1备出站计量甪直分输站涡轮流量计DN20021用1备出站计量上海末站超声波流量DN30043用1备出站计量干线站场场贸易交交接流量量计计量系统统站场名称流量计类型公称通径(mm)数量工作方式南京分输站（至华能电厂）超声流量计DN25021用1备南京分输站（至城市燃气）涡轮流量计DN20021用1备马鞍山分输站涡轮流量计DN15021用1备芜湖末站涡轮流量计DN20021用1备站场名称流量计类型公称通径(mm)数量工作方式合肥末站（至支线巢湖）涡轮流量计DN10021用1备合肥末站（至城市燃气）涡轮流量计DN15021用1备南京~芜湖支干线各站贸易交接流量计

定远~合肥支干线各站贸易交接流量计

计量系统统分析仪表表二、自动动控制系系统本设计中中采用了了在线气相色谱谱分析仪仪、水露点分分析仪、H2S分析仪等分析仪仪表，用用于天然然气的压压缩系数数和热值值的计算算、监测测天然气气中的H2S和水含量量。分析仪表表分析仪表表的设置置站场名称气相色谱分析仪H2S分析仪水露点分析仪轮南首站111靖边压气站121博爱分输站111上海末站1分输压力控制制系统将保证输输气管道道能够安安全、平平稳、连连续地为为各下游游用户供供气，维维持系统统下游压压力、流流量在所所需的范范围之内内，确保保系统下下游压力力不超过过允许的的压力。。二、自动动控制系系统分输压力力控制系系统典型的压压力控制制系统典型的压压力控制制系统分分为三级级保护和和调节：：调节型控控制阀；；自立式稳稳压阀；；安全切断断阀。PICPT压力控制制器压力变送送器压力调节节阀上游来气气下游供气气典型的压压力控制制系统框框图站场名称调压阀公称通径数量（套）工作方式博爱分输站至安阳支线DN20021用1备至济源支线DN8021用1备薛店分输站DN10021用1备定远分输站DN15021用1备滁州分输站DN8021用1备龙潭分输站DN20032用1备镇江分输站DN10021用1备常州分输站DN15021用1备芙蓉分输清管站DN25032用1备无锡分输站DN10021用1备甪直分输站DN20021用1备郑州分输压气站至城市燃气支线DN10021用1备至郑州铝厂DN10021用1备上海末站DN30032用1备干线分输输站压力力控制系系统配置置分输压力力控制系系统站场名称调压阀公称通径数量（套）工作方式南京分输站至华能电厂DN20021用1备至城市燃气DN15021用1备马鞍山分输站DN10021用1备芜湖末站DN15021用1备南京~芜湖支干线各站压力控制系统配置站场名称调压阀公称通径数量（套）工作方式合肥末站至巢湖支线DN8021用1备至城市燃气DN10021用1备定远~合肥支干线各站压力控制系统配置分输压力力控制系系统在各压气气站设压压缩机组组监控系系统。该监控系统统随压缩缩机组成成套订货货。压缩机组组监控系系统二、自动动控制系系统压缩机组组监控系系统可实实现以下下操作方式式选择：：压缩机组组监控系系统人工或自自动就地地控制((Local)；；远方自动动控制((Remote))；停车（Off））。压缩机组组监控系系统压缩机组监控系统将主要自动完成以下功能：按预定程序自动完成压缩机组启动、加载、卸载和停车等操作在所有工况下完成对压缩机组的保护在系统故障或误操作的情况下避免不安全的因素产生显示各种参数与SCADA系统交换信息UCS（包括仪表、硬件、软件等）-数据采集-启动/停车顺序控制（包括各个阀门的顺序控制）-动力源控制（如燃料气、电源等）-速度控制及保护停车-振动监视及保护停车-紧急停车ESD-辅助系统控制及保护停车-天然气超温控制及保护停车-天然气过压控制及保护停车-防喘振控制系统监视/控制信号驱动装置(燃汽轮机或电机)辅助系统燃料气/电源站控系统(包括仪表、硬件、软件)-数据采集-启动/停车命令-出站压力/压缩机进口压力控制系统-顺序控制（包括各个阀门的顺序控制）-ESD-保护系统-燃料气监控压缩机220VAC,50Hz

压缩机组监控方框图典型的压压缩机的的防喘振振控制系系统压缩机排出管线线吸入FICFCV三、管理信息系统管理信息息系统（（MIS））以信息交交流和系系统地运运用知识识为核心心，以计计算机及及网络为为工具，，以提高高企业的的管理水水平和提提高效率率为目的的。管理信息息系统的的最终功功能和规规模应由由用户的的管理模模式和需需求决定定。公文处理理档案管理理人力资源源管理综合统计计财务报表表物资供应应信息发布布生产系统统数据查查询管理信息息系统对对内主要要完成：：地理信息息个人助理理网上培训训技术支持持电子刊物物下载中心心通信录信息页面面三、管理理信息系系统对外