加氢站设备信息化系统技术规范

1加氢站设备信息系统技术规范本规范规定了加氢站相关设备需进行信息采集的重要参数及管理方式，同时规范了加氢站设备信息系统的数据通讯规范以及相关的集中化综合管理要求。本规范适用于涉及加氢站所属的设备及相对应的信息系统。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅所注日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50516加氢站技术规范GB50156汽车加油加气加氢站技术标准GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB50166火灾自动报警系统设计规范GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T34584加氢站安全技术规范GB/T33474物联网参考体系结构GB/T28181安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语TSG21固定式压力容器安全技术监察规程TSG23气瓶安全技术规程TSGR0005移动式压力容器安全技术监察规程HG/T20507自动化仪表选型设计规范HG/T20513仪表系统接地设计规范CJT330电子标签通用技术要求GA36中华人民共和国机动车号牌GB/T2260中华人民共和国行政区划代码GB/T3730.1汽车和挂车类型的术语和定义GB/T15384气瓶型号命名方法SJ/T11532.1危险化学品气瓶标识用电子标签通用技术要求第1部分：气瓶电子标识代码3术语和定义3.1GB50516、GB50156、GB/T34584、GB/T22239、GB/T24499、TSGR0005、TSG23和TSG21界定的术语和定义适用于本文件。3.2监管平台2指政府监管机构自身建设的、或由其授权第三方建设运营的，完成对加氢站设施、设备的管理和运行实施安全管理的信息管理平台。3.3加氢站设备信息系统指对加氢站各类设备、设施的数据和信息进行采集、存储、传输，同时进行设备、设施安全监控管理的系统。3.4站控系统由加氢站站级设备控制系统和收费管理系统两大子系统组成，负责全站工艺设备控制，可实现加氢站工艺控制、数据采集、状态监控、报警联锁以及加氢站贸易结算、交易查询统计、运营分析和报表输出等功能。3.5顺序控制盘由氢气管路、阀件组成，负责对氢气储存设施进行自动补气、同时实现分级加注功能。4通用要求4.1加氢站设备信息系统的布局与层次要求4.1.1运行单元独立运行的监控结构图，如图1。图1运行单元独立运行系统的监控结构框图4.2建设期要求4.2.1加氢机加氢机应设置信息系统采集数据的接口。设备运行过程中应对加氢压力、加氢流量、氢气温度、氢气泄漏量进行上报。4.2.2卸氢柱卸氢柱应设置信息系统采集数据的接口。设备运行过程中应对加氢压力、加氢流量、氢气泄漏量进行上报。34.2.3顺序控制盘顺序控制盘氢气出口管路宜设压力测量仪表，检测程序控制盘出口处氢气压力，应进行上报至监管平台。4.2.4储存系统及设备固定式储氢压力容器应对压力、温度和压力波动范围超过设计压力20%的压力波动次数进行实时监测并自动记录。氢气储存压力容器进出口管道应设置压力测量仪表、压力传感器，并应分别在控制室和现场指示压力，应在站控系统设置超压报警和低压报警功能，氢气储存压力容器压力、及报警信号应上报至监管平台。氢气储存压力容器区域内应设氢气泄漏报警装置和视频监测装置并具备数据上传能力。站内储氢设备、设施应符合现行国家标准《汽车加油加气加氢站技术标准》GB50156的有关规4.2.5紧急切断系统卸氢柱、氢气压缩机、加氢机应设置紧急切断系统，紧急切断信号应采用硬线连接。加氢站应设置紧急切断系统，该系统应能在事故状态下实现紧急停车和关闭紧急切断阀的保护功能，应急放散操作应有记录信息，应进行状态及记录信息上报至监管平台。4.2.6氢气压缩机组氢气压缩机应设置能实现控制及联锁保护功能的自动控制系统，宜采用PLC控制，应预留数据通讯接口。压缩机进口和出口应对高压、低压报警和超限停机信号进行监测，并设置信息系统采集数据的接口。润滑油系统应对油压过高、过低或油温过高信号进行监测，并设置信息系统采集数据的接口。压缩机的冷却系统应对温度和压力或流量的报警和停机信号进行监测，并设置信息系统采集数据的接口。采用撬装式氢气压缩机时，在非敞开的箱柜内应对自然排气、氢气浓度报警、事故排放及其联锁报警等安全信号进行监测，同时事故报警信号应及时上报至监管平台。氢气压缩机的安全保护信号应符合现行国家标准《汽车加油加气加氢站技术标准》GB50156的有关规定，并传输至站控系统。4.2.7冷却设备冷却设备应设置能实现控制与联锁保护的功能，同时应预留温度、联锁停机等数据的采集接口；4.2.8报警系统储氢容器应按压力等级不同，分别设有各自的超压报警和低压报警功能；站内储氢设备、设施临近处和加氢机顶部，应有火焰报警功能。氢气压缩机间或撬装式氢气压缩机组、储氢容器、制氢间等易积聚、泄露氢气的场所，均应设置空气中的氢气浓度超限报警功能，当空气中氢气含量达到0.4%（体积分数）时应报警并记录，启动相应的事故排风风机，相关报警及信号应上报至监管平台。4报警器宜集中设置在控制室或值班室内，报警器应支持RS485接口通讯；4.2.9视频监控系统视频监控系统接口通信协议应符合现行国家标准GB/T28181相关要求。4.2.10站控系统站控系统应设不间断供电电源，其供电、接地应符合现行国家标准《汽车加油加气加氢站技术标准中》GB50156的有关规定；站控系统安全应符合现行国家标准GB/T22239的有关规定；站控系统配置应满足整个系统的功能要求及性能指标要求，主机资源应与监控系统控制采集的设计容量相适应，宜留有扩充裕度；站控系统宜采用PLC或DCS系统，且应预留RJ45或RS485通讯接口；站控系统应用软件宜采用结构式模块化设计，功能模块或任务模块应具有一定的完整性、独立性和良好的实时响应速度；站控系统应用软件及硬件应保证系统的稳定性和可重复性，系统应用程序应提供良好的操作界面；站控系统的功能要求应符合本标准附录B的规定；4.2.11设备数据要求按监管和相关方要求及本标准规定,建站时进行相应的评审，确保将监管平台所需采集的站内设施、设备、仪表的信息，完整、准确、及时地采集和传递。4.2.12设备信息管理设备信息宜放在加氢站站控系统中进行管理，并上传至监管平台。4.3运行期要求4.3.1设备信息管理应将压力表定期的检定记录信息进行信息追溯管理，并做记录信息。应将安全阀定期的校验记录信息进行信息追溯管理，并做记录信息。应将加氢机定期的检定/校准记录信息进行信息追溯管理，并做记录信息。应将固定式氢气探头定期的检定/校准记录信息进行信息追溯管理，并做记录信息。应将便携式氢气探头定期的检定/校准记录信息进行信息追溯管理，并做记录信息。运行期应定期对氢气系统进行泄漏检测，应符合GB50156中的13.0.8条的规定，检测数据及记录应上报至监管平台。应将压力容器/压力管道定期检验信息进行信息追溯管理，并做记录信息，上报至监管平台。4.3.2设备运行安全信息管理视频监控系统运行应满足GB/T28181.8中的8.1、8.2、8.3、8.4、8.5相关要求。设备故障报警信息应能在本地相关系统上进行查询，同时应及时上传至相关的监管平台，数据5信息传输时间应不大于10s。加氢站人员应每天对设备进行安全巡检，巡检时间间隔应不小于2h，将巡检数据进行系统记录，并形成相关设备安全巡检记录表，进行信息追溯管理。可燃气体报警应满足GBT34584.13中的13.1相关要求，并形成相关数据记录。加氢站上各设备相应的安全联锁保护系统状态应及时进行信息追溯管理，并做记录信息。4.3.3加氢站设备数据采集要求设备数据内容要求设备数据内容要求应符合本标准附录C的规定。设备数据通信接口要求设备数据通信格式要求，加氢站内各单元设备控制系统与站控系统通讯宜采用标准的RJ45、RS485接口或仪表接线端子进行通讯，各类网关传输终端设备宜支持Modbus-RTU、TCP/IP、MQTT协议；4.3.4加氢站设备信息系统与监管平台接口要求站端系统宜提供TCP/IP、HTTPS协议等数据对接方式。加氢站实时数据采集和上报间隔时间宜小于10秒4.3.5加氢站数据传输要求加氢站内SCADA、HMI与PLC数据交付时间应不大于1秒；加氢站与监管平台之间数据传输应具备数据通讯中断后自恢复功能，传输中断后加氢站站控系统应能记录、存储加氢站设备信息数据。加氢站数据传输要求应符合本标准附录C的规定；4.4数据安全要求4.4.1加氢站设备信息系统与监管平台之间数据传输应使用身份验证以及数据签名。4.4.2数据加密宜采用3DES、SHA、RSA等通用加密算法，应保证数据安全性。4.5车载氢气瓶充装信息要求4.5.1车载气瓶的电子标签信息应能通过手持设备将标签信息读取出来上传至加氢站设备信息系统。4.5.2加氢站在充装过程中，实时监测充装过程中的气瓶参数变化，并进行记录、预警。4.5.3电子标签内部数据分区、内部数据格式内容详见附录A。4.6人员要求4.6.1加氢站充装作业人员资格应符合现行国家规范相关要求，将相关资格证书进行信息管理，资格验证合格后方可作业。64.7进站车辆要求4.7.1加氢站设备信息系统应采集对进站加氢车辆和氢气长管拖车的气源信息、驾驶员基本信息、车辆基本信息、气瓶信息、气瓶压力上报到监管平台。4.7.2加氢站设备信息系统应对车载气瓶压力进行实时监测，宜20秒上传一次数据（车辆及气瓶信息、当前压力、当前位置），当压力突然变化时（20kPa/s）还需要及时上传压力变化信息，宜在5秒内上传。（规范性附录）车载氢气瓶充装信息5ITU-T&ISO.国家成员.中国.RFID.气瓶641224331333336442111———9（规范性附录）站控系统的功能要求B.0.1加氢站设备数据监控功能应具备加氢站设备单元数据采集、数据监视、联锁报警、急停控制等功1加氢机监控1）应具有采集加氢机的出口压力、加注温度、加注累计流量、通讯状态、启停状态、急停信号等功能。2）应具有远程控制加氢机紧急停机功能。3）应符合现行国家标准《加氢站安全技术规范》GB/T34584的有关规定。2压缩机监控1）应具有采集压缩机入口压力、出口压力、电机电流、启停状态、阀门状态等功能。2）应具有采集润滑油系统油压或油温等功能。3）应具有采集冷却水系统温度、压力、流量等功能。4）应具有远程控制压缩机紧急停机功能。3储氢设施设备监控1）应具有采集氢气长管拖车卸车压力、储氢设施压力、仪表风压力等功能。2）应具有远程控制压缩机紧急停机功能。4报警装置监控1）应具有采集可燃气体浓度、火焰报警探测器报警信号等功能。2）应符合现行国家标准《加氢站安全技术规范》GB/T34584的有关规定。3）应符合现行国家标准《汽车加油加气加氢站技术标准中》GB50156或《加氢站技术规范》GB50516的有关规定。B.0.2加氢站站控管理功能应具备数据存储与处理、事件记录、报表管理与打印、用户权限管理等功能。1数据存储与处理1)所有采集的现场仪表数据、报警信号及处理结果系统都应进行自动存储，存储时间应不少于360天。2)应具备数据查询、统计、输出功能。3)数据存储应支持按照设定时间间隔进行周期性保存或根据需要选择变化保存。4)存储数据应支持数据备份和回复功能。5)数据库配置信息修改时，应保证数据库内所有数据同步。6)当系统硬件或软件出现故障时，系统能自动存储故障前所有信息，系统应支持历史数据查询。2报警处理1）应根据安全报警、过程报警、预告报警、事故报警等类别进行分类、分级报警。2）事件报警与报警恢复应采用不同颜色进行区别，并应自动形成事件记录，支持历史信息查询、打印等功能。3事件记录1）应具有参数修改查询记录、报警记录、系统开闭记录、用户登录信息记录；2）事件应自动记录，同时应支持在线查询、打印、导出等功能。4报表管理1）应支持报备自动生成功能，应包含日报表、自定义查询报表；2）报表种类宜包含日报表、月报表、季报表、年报表等；3）报表应支持历史查询、打印、导出等功能；5趋势曲线1）应支持实时曲线、历史曲线查询功能；2）历史曲线应支持选择时间段查询功能；6用户管理和权限管理1）系统参数设定、现场阀门手动远程控制、电机远程启停等应设置用户权限，进行分级管理。2）应具有对用户进行授权和认证的功能；3）应设定不同的用户权限对于不同的操作级别；（规范性附录）加氢站数据传输要求C.0.1加氢站数据传输应至少分为两级传输：站级传输和站级与平台级传输。1站级传输----加氢站内各现场仪表、单元设备控制器、火气系统等数据传输至加氢站站控系统；2站级与平台级传输----由加氢站站控系统，根据平台需求选择影响加氢站风险监控、运营管理、设备管理等数据进行传输。C.0.2加氢站数据传输应符合“表C.0.2加氢站数据传输表”中相关数据，用户可根据需要增加其他数据信息。设备单元及仪表数据名称数据类别数据格式单位站级平台级卸氢柱氢气出口压力实时数据floatMPa√☆氢气加注温度实时数据float℃√☆加注流量实时数据floatKg/min√☆加氢机氢气出口压力实时数据floatMPa√☆氢气加注温度实时数据float℃√☆加注流量实时数据floatKg/min√☆通讯状态状态数据bit/√☆启停状态状态数据bit/√☆急停信号报警数据bit/√√固定式储氢压力容器容器氢气压力实时数据floatMPa√√报警信号报警数据bit/√√储氢瓶组低压瓶组压力实时数据floatMPa√√中压瓶组压力实时数据floatMPa√√高压瓶组压力实时数据floatMPa√√报警信号报警数据bit/√√压缩机组单元仪表风压力实时数据floatMPa√☆氢气进口压力实时数据floatMPa√☆氢气进口温度实时数据float℃√☆氢气出口压力实时数据floatMPa√☆氢气出口温度实时数据float℃√☆油箱液位实时数据floatmm√☆油箱温度实时数据float℃√☆油箱回油温度实时数据float℃√☆冷却液进口温度实时数据float℃√☆冷却液出口温度实时数据float℃√☆泵启停状态报警数据bit/√☆报警信号报警数据bit/√√急停信号报警数据bit/√√程序控制盘氢气温度实时数据float℃√☆直冲压力实时数据floatMPa√☆阀门状态实时数据bit/√☆报警信号实时数据bit/√☆报警系统氢气探测器浓度实时数据float%LEL√√氧气探测器浓度实时数据float%VOL√√氢气探测器报警信号报警信号bit/√√氧气探测器报警信号报警信号bit/√√火焰探测器报警信号报警信号bit/√√车载气瓶车辆位置实时数据STRING/√√车牌号实时数据STRING/√√气瓶压力实时数据floatMPa√√气瓶编号实时数据STRING/√√安全联锁保护系统系统状态状态数据bit/√√数据格式说明：float（单精度浮点数，长度：4byte）STRING（GBK编码，长度统一为32位，不足位左侧补零）数据传输标识说明：应传输“√”,宜传输“☆”,不表C.0.2加氢站数据传输表数据传输标识说明：应传输“√”,宜传输“☆”,不加氢站若涉及多台卸氢柱、压缩机组、加氢机等设备，数据传输应参照“表C.0.2加氢站数据传输表”中相关数据格式及要求进行数据传输并在名称前加设备编号。（规范性附录）加氢站数据传输协议格式D.0.1加氢站数据采集技术规范数据类型描述及要求BYTE无符号单字节整型（1字节，8位）WORD无符号双字节整型（2字节，16位），高字节在前DWORD无符号四字节整型（4字节，32位）高字节在前BYTE[n]n字节BCD[n]8421码，n字节STRINGGBK编码，若无数据，置空FLOAT单精度浮点数（4字节，32位），IEEE-754格式标准DOUBLE双精度浮点数（8字节，64位），IEEE-754格式标准D.0.1.1一般要求协议结构以TCP/IP网络控制协议作为底层通讯协议。监管平台与加氢站设备信息系统之间的连接与通信协议应满足本部分通信连接与数据包结构及定义的规定。D.0.1.2通信连接实时上报数据通信方式应为基于TCP/IP的Socket长连接通信方式。周期性上报数据（加氢站交易记录数据等）采用HTTPS形式逐条上传或批量打包上传。D.0.1.3数据包结构及定义D.数据包结构一个完整的数据包应由起始符、命令单元、唯一识别码、数据加密方式、数据单元长度、数据单元和校验码组成，数据包结构和定义见表2。表2数据包结构和定义0234情况，可加“-1，-2…”0x03:AFSl28位算法加密；“0xFE”采用BCC（异或校验