西氣東輸自動(dòng)化系統(tǒng)課程修改

一、概述西氣東輸管道工程自動(dòng)化包括：自動(dòng)控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)。由它們?yōu)槲鳉鈻|輸管道分公司提供先進(jìn)、高效、安全的運(yùn)營管理平臺(tái)。SCADA系統(tǒng)和MIS框圖北京后備控制中心MIS站場(chǎng)系統(tǒng)ALAN(冗余)LANSCADA系統(tǒng)上海調(diào)度控制中心MIS上海中心工藝站場(chǎng)（包括首站、壓氣站、分輸站、末站）(哈密、紅柳壓氣站無站場(chǎng)MIS）清管站、分輸清管站、閥室、分輸閥室衛(wèi)星通信電路InternetDDNIntranet郵電通信電路操作區(qū)（5個(gè)）DDN撥號(hào)Web服務(wù)器MIS服務(wù)器路由器個(gè)人計(jì)算機(jī)Internet服務(wù)器路由器服務(wù)器工程師工作站操作員工作站培訓(xùn)系統(tǒng)RTU衛(wèi)星通信電路LAN(冗余)SCADA站控系統(tǒng)A撥號(hào)路由器主PLC后備PLCInternet調(diào)制解調(diào)器站內(nèi)計(jì)算機(jī)ESDMMI二、自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括：SCADA系統(tǒng)、站場(chǎng)儀表及自動(dòng)控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)在一個(gè)大的地理地區(qū)監(jiān)控從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的信息。SCADA（SUPERVISORYCONTROLANDDATAACQUISITION）其中SUPERVISORY監(jiān)視運(yùn)行CONTROL控制ANDDATA數(shù)據(jù)ACQUISITION獲取和存取信息西氣東輸?shù)腟CADA系統(tǒng)包括：上海調(diào)度控制中心主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；北京后備控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；操作區(qū)的只讀監(jiān)視終端；遠(yuǎn)程監(jiān)控站；通信系統(tǒng)。

SCADA系統(tǒng)控制中心與遠(yuǎn)程監(jiān)控站之間通過廣域網(wǎng)連接，通信媒介采用衛(wèi)星和電信公網(wǎng)。SCADA系統(tǒng)框圖LAN(冗余)LANSCADA系統(tǒng)上海調(diào)度控制中心工藝站場(chǎng)（包括首站、壓氣站、分輸站、芙蓉分輸清管站、末站）清管站、分輸清管站、閥室、分輸閥室操作區(qū)（5個(gè)）路由器工程師工作站路由器服務(wù)器工程師工作站操作員工作站培訓(xùn)系統(tǒng)RTULAN(冗余)SCADA站控系統(tǒng)AA路由器主PLC后備PLCESDMMI操作員工作站服務(wù)器衛(wèi)星通信電路DDN郵電通信電路DDN撥號(hào)撥號(hào)SCADA系統(tǒng)北京后備控制中心通信接口SCADA系統(tǒng)可選擇以下操作模式中的一種進(jìn)行工作：

SCADA系統(tǒng)站控級(jí)。由各工藝站場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控站對(duì)所在站自動(dòng)／手動(dòng)控制?？刂浦行募?jí)。由調(diào)度控制中心對(duì)全線集中監(jiān)視和控制?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)。由站場(chǎng)單體設(shè)備（如壓縮機(jī)組）的控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備自動(dòng)／手動(dòng)控制。就地手動(dòng)。

在正常情況下管道沿線各站無須人工干預(yù)，各站在上海調(diào)度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的工作。當(dāng)上海調(diào)度控制中心發(fā)生故障時(shí)，由北京后備控制中心接管其監(jiān)視和控制任務(wù)。

SCADA系統(tǒng)

經(jīng)調(diào)度控制中心授權(quán)后，可將控制權(quán)切換到站控級(jí)。當(dāng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，由站控級(jí)自動(dòng)接管控制權(quán)，完成對(duì)本站的監(jiān)視控制。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備、通信系統(tǒng)檢修或緊急停車時(shí)，可采用就地控制。

SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)軟件一般由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫組成，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)：采集數(shù)據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生報(bào)警/事件日志執(zhí)行計(jì)算功能能配置成完全冗余系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備能提供客戶應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)庫從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)用于報(bào)表參數(shù)的趨勢(shì)圖冗余配置可按年，月，日時(shí)間間隔摘要數(shù)據(jù)，在線存儲(chǔ)老數(shù)據(jù)自動(dòng)存入（光盤，也可從光盤讀取數(shù)據(jù)，回到在線的歷史數(shù)據(jù)庫）人機(jī)界面（MMI）圖形用戶界面顯示建立和顯示配置?操作員界面不同的操作權(quán)限的操作員通過不同的用戶名和密碼進(jìn)行登錄，從而達(dá)到安全的目的。一般情況下有三級(jí)控制權(quán)限：*監(jiān)視級(jí)-只能瀏覽流程圖和參數(shù)，不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制；*操作級(jí)-既可以瀏覽，也可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，如啟停設(shè)備、開關(guān)閥門；*管理級(jí)-最高權(quán)限，可修改用戶名和密碼，并可以修改數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。

SCADA系統(tǒng)

調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心的主要任務(wù)是通過位于管道沿線的遠(yuǎn)程監(jiān)控站對(duì)全線進(jìn)行集中監(jiān)控。上海調(diào)度控制中心配置框圖激光打印機(jī)激光打印機(jī)冗余磁盤陣列備用服務(wù)器

磁帶機(jī)USB主服務(wù)器100BaseTEthernet-LANA100BaseTEthernet-LANB#2操作員工作站工程師工作站彩色打印機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)#1培訓(xùn)工作站#2培訓(xùn)工作站背投影系統(tǒng)GPS報(bào)警/事件打印機(jī)#3操作員工作站#4操作員工作站#5操作員工作站#1操作員工作站工程師工作站投影儀模擬仿真服務(wù)器加密機(jī)加密機(jī)TCP/IPLANALANBTCP/IP網(wǎng)關(guān)服務(wù)器Web服務(wù)器接MIS防火墻防火墻網(wǎng)關(guān)歷史實(shí)時(shí)EFM客戶信息歷史實(shí)時(shí)EFM客戶信息LANDDN撥號(hào)衛(wèi)星網(wǎng)站場(chǎng)名稱單位數(shù)量備注壓氣站座10包括首站、鄭州分輸壓氣站分輸站座17其中干線9座、支干線8座。獨(dú)立清管站座8

分輸清管站座4

分輸閥室座3

上海末站座1

遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室座139包括支干線2座遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室用戶門站座18規(guī)劃數(shù)量地下儲(chǔ)氣庫座1規(guī)劃數(shù)量規(guī)劃中的11條輸氣支線的工藝站場(chǎng)座

數(shù)量待定調(diào)度控制中心監(jiān)控范圍

調(diào)度控制中心調(diào)度控制中心將主要完成下列任務(wù)：

調(diào)度控制中心全線啟輸；增量或減量輸送；停輸；分輸站啟/停；壓氣站啟／停；向管道沿線各站下達(dá)壓力和流量設(shè)定值；管道故障處理；發(fā)布ESD命令；控制權(quán)限的確定；系統(tǒng)時(shí)鐘同步；數(shù)據(jù)通信信道故障時(shí)主備信道的切換等。

調(diào)度控制中心

在上海調(diào)度控制中心由于任何原因不能對(duì)管道實(shí)施正常監(jiān)控時(shí)，后備控制中心將接管系統(tǒng)監(jiān)控權(quán)。

后備控制中心后備控制中心隨時(shí)監(jiān)視和跟蹤上海調(diào)度控制中心的運(yùn)行狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)同步并達(dá)到歷史數(shù)據(jù)異地備份的目的。北京后備控制中心配置圖去上海調(diào)度控制中心XIN專線DDN(主信道)去站控系統(tǒng)XI電信公網(wǎng)(備用信道)XIN去站控系統(tǒng)寬行點(diǎn)陣打印機(jī)激光打印機(jī)…SCADA服務(wù)器EFM服務(wù)器SCADA歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器…XIN（衛(wèi)星(主信道)路由器路由器路由器去上海調(diào)度控制中心衛(wèi)星(備用信道)路由器衛(wèi)星歷史數(shù)據(jù)庫磁盤陣列操作員工作站操作員工作站工程師工作站彩色打印機(jī)打印終端防火墻防火墻線路加密機(jī)線路加密機(jī)通信專業(yè)提供LANALANB

西氣東輸管道在輪南、武威、臨汾、鄭州、南京設(shè)有5個(gè)操作區(qū)。在每個(gè)操作區(qū)各設(shè)1套SCADA系統(tǒng)只讀監(jiān)視終端。它們?yōu)槊總€(gè)操作區(qū)的有關(guān)人員提供所轄管道詳細(xì)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和全線的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)。

SCADA系統(tǒng)

操作區(qū)操作區(qū)SCADA系統(tǒng)只讀終端配置框圖激光打印機(jī)去上海調(diào)度控制中心IX衛(wèi)星(主信道)路由器通信專業(yè)提供電信公網(wǎng)(備用信道)計(jì)算機(jī)監(jiān)視終端N去上海調(diào)度控制中心路由器衛(wèi)星線路加密機(jī)站控配置圖在管道沿線工藝站場(chǎng)和線路截?cái)嚅y室設(shè)SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控站，即站控系統(tǒng)（SCS）和RTU。

遠(yuǎn)程監(jiān)控站

SCADA系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控站站控系統(tǒng)主要由過程控制單元、操作員工作站、數(shù)據(jù)通信接口、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等構(gòu)成。過程控制單元采用可編程序邏輯控制器（PLC）。操作員工作站采用微型計(jì)算機(jī)。在沿線29座工藝站場(chǎng)設(shè)有站控系統(tǒng)。典型站場(chǎng)站控系統(tǒng)配置圖線路加密器線路加密器路由器路由器TCP/IPTCP/IP去上海調(diào)度控制中心衛(wèi)星(備用信道)主PLC備PLC流量計(jì)算機(jī)流量計(jì)衛(wèi)星站控ESD壓縮機(jī)UCP/ESD壓縮機(jī)組陰保站現(xiàn)場(chǎng)儀表控制設(shè)備火災(zāi)檢測(cè)變電所站控系統(tǒng)操作員工作站(MMI)X去上海調(diào)度控制中心XIN電信公網(wǎng)(備用信道)寬行點(diǎn)陣打印機(jī)激光打印機(jī)通信專業(yè)提供I/O(包括數(shù)據(jù)通信傳輸信號(hào))LANALANB100BaseTEthernet-LANA100BaseTEthernet-LANB流量計(jì)算機(jī)流量計(jì)……計(jì)量系統(tǒng)站控系統(tǒng)的主要功能如下：

遠(yuǎn)程監(jiān)控站數(shù)據(jù)采集和處理;提供人機(jī)對(duì)話的窗口;信息顯示;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理;過程控制;邏輯控制;

遠(yuǎn)程監(jiān)控站聯(lián)鎖保護(hù);

緊急停車;報(bào)警和事件打印;打印生產(chǎn)報(bào)表;執(zhí)行調(diào)度控制中心發(fā)送的指令，向調(diào)度控制中心發(fā)送帶時(shí)間標(biāo)志的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

在沿線無人值守的清管站、分輸清管站、分輸閥室、遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室等共設(shè)有153套R(shí)TU。

遠(yuǎn)程監(jiān)控站RTU配置框圖IRTU衛(wèi)星線路加密機(jī)通信專業(yè)提供陰保站現(xiàn)場(chǎng)儀表控制設(shè)備火災(zāi)檢測(cè)自發(fā)電設(shè)備RTU的主要功能：

遠(yuǎn)程監(jiān)控站數(shù)據(jù)采集和處理;模擬和開關(guān)量信號(hào)輸出;數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算功能;自診斷功能;故障報(bào)警;執(zhí)行調(diào)度控制中心發(fā)送的指令，向調(diào)度控制中心發(fā)送帶時(shí)間標(biāo)志的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。調(diào)度控制中心與沿線遠(yuǎn)方監(jiān)控站之間采用衛(wèi)星和電信公網(wǎng)進(jìn)行通信。在主要站點(diǎn)之間衛(wèi)星與電信公網(wǎng)互為備用，主、備信道自動(dòng)切換。通常各站點(diǎn)之間采用TCP/IP通信協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連。

SCADA系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

計(jì)量系統(tǒng)二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)之一。它是企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交接、經(jīng)濟(jì)分析、成本核算的主要依據(jù)。天然氣計(jì)量系統(tǒng)是本工程中最重要根據(jù)本工程的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)今國際和國內(nèi)天然氣計(jì)量儀表的技術(shù)發(fā)展和使用情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用氣體超聲流量計(jì)和氣體渦輪流量計(jì)作為貿(mào)易交接流量計(jì)。

計(jì)量系統(tǒng)

本工程中貿(mào)易交接流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)按0.5級(jí)設(shè)計(jì)。超聲波流量計(jì)基本原理及應(yīng)用將流體流動(dòng)時(shí)與靜止時(shí)，超聲波在流體中傳播情況進(jìn)行比較，由于流速不同會(huì)使超聲波的傳播速度發(fā)生變化，如圖示：T1R1R2T2LC+vC-vt1=L/(c+v)t2=L/(c-v)

c-聲速；v-流速如果知道了L和c，通過測(cè)量時(shí)間差Δt(t2-t1)就可以求得流速v渦輪流量計(jì)工作原理由渦輪、軸承和磁電系統(tǒng)組成。當(dāng)被測(cè)流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化，渦輪將流量Q轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)ω，磁電系統(tǒng)又把此轉(zhuǎn)數(shù)ω轉(zhuǎn)換為電脈沖，經(jīng)前置放大后進(jìn)入流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示。如圖示：渦輪磁電計(jì)算機(jī)放大流量Q轉(zhuǎn)數(shù)脈沖站場(chǎng)名稱流量計(jì)類型公稱通徑(mm)數(shù)量工作方式備注輪南首站超聲波流量計(jì)DN30043用1備進(jìn)站計(jì)量靖邊壓氣站超聲波流量計(jì)DN30032用1備進(jìn)站計(jì)量博愛分輸站渦輪流量計(jì)DN20021用1備出站計(jì)量鄭州分輸壓氣站渦輪流量計(jì)DN15021用1備出站計(jì)量薛店分輸站渦輪流量計(jì)DN15021用1備出站計(jì)量滁州分輸站渦輪流量計(jì)DN5021用1備出站計(jì)量鎮(zhèn)江分輸站渦輪流量計(jì)DN10021用1備出站計(jì)量常州分輸站渦輪流量計(jì)DN20021用1備出站計(jì)量無錫分輸站渦輪流量計(jì)DN10021用1備出站計(jì)量甪直分輸站渦輪流量計(jì)DN20021用1備出站計(jì)量上海末站超聲波流量DN30043用1備出站計(jì)量干線站場(chǎng)貿(mào)易交接流量計(jì)

計(jì)量系統(tǒng)站場(chǎng)名稱流量計(jì)類型公稱通徑(mm)數(shù)量工作方式南京分輸站（至華能電廠）超聲流量計(jì)DN25021用1備南京分輸站（至城市燃?xì)猓u輪流量計(jì)DN20021用1備馬鞍山分輸站渦輪流量計(jì)DN15021用1備蕪湖末站渦輪流量計(jì)DN20021用1備站場(chǎng)名稱流量計(jì)類型公稱通徑(mm)數(shù)量工作方式合肥末站（至支線巢湖）渦輪流量計(jì)DN10021用1備合肥末站（至城市燃?xì)猓u輪流量計(jì)DN15021用1備南京~蕪湖支干線各站貿(mào)易交接流量計(jì)

定遠(yuǎn)~合肥支干線各站貿(mào)易交接流量計(jì)

計(jì)量系統(tǒng)分析儀表二、自動(dòng)控制系統(tǒng)本設(shè)計(jì)中采用了在線氣相色譜分析儀、水露點(diǎn)分析儀、H2S分析儀等分析儀表，用于天然氣的壓縮系數(shù)和熱值的計(jì)算、監(jiān)測(cè)天然氣中的H2S和水含量。

分析儀表分析儀表的設(shè)置站場(chǎng)名稱氣相色譜分析儀H2S分析儀水露點(diǎn)分析儀輪南首站111靖邊壓氣站121博愛分輸站111上海末站1

分輸壓力控制系統(tǒng)將保證輸氣管道能夠安全、平穩(wěn)、連續(xù)地為各下游用戶供氣，維持系統(tǒng)下游壓力、流量在所需的范圍之內(nèi)，確保系統(tǒng)下游壓力不超過允許的壓力。二、自動(dòng)控制系統(tǒng)

分輸壓力控制系統(tǒng)典型的壓力控制系統(tǒng)典型的壓力控制系統(tǒng)分為三級(jí)保護(hù)和調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)型控制閥；自立式穩(wěn)壓閥；安全切斷閥。PICPT壓力控制器壓力變送器壓力調(diào)節(jié)閥上游來氣下游供氣典型的壓力控制系統(tǒng)框圖站場(chǎng)名稱調(diào)壓閥公稱通徑數(shù)量（套）工作方式博愛分輸站至安陽支線DN20021用1備至濟(jì)源支線DN8021用1備薛店分輸站DN10021用1備定遠(yuǎn)分輸站DN15021用1備滁州分輸站DN8021用1備龍?zhí)斗州斦綝N20032用1備鎮(zhèn)江分輸站DN10021用1備常州分輸站DN15021用1備芙蓉分輸清管站DN25032用1備無錫分輸站DN10021用1備甪直分輸站DN20021用1備鄭州分輸壓氣站至城市燃?xì)庵Ь€DN10021用1備至鄭州鋁廠DN10021用1備上海末站DN30032用1備干線分輸站壓力控制系統(tǒng)配置

分輸壓力控制系統(tǒng)站場(chǎng)名稱調(diào)壓閥公稱通徑數(shù)量（套）工作方式南京分輸站至華能電廠DN20021用1備至城市燃?xì)釪N15021用1備馬鞍山分輸站DN10021用1備蕪湖末站DN15021用1備南京~蕪湖支干線各站壓力控制系統(tǒng)配置站場(chǎng)名稱調(diào)壓閥公稱通徑數(shù)量（套）工作方式合肥末站至巢湖支線DN8021用1備至城市燃?xì)釪N10021用1備定遠(yuǎn)~合肥支干線各站壓力控制系統(tǒng)配置

分輸壓力控制系統(tǒng)

在各壓氣站設(shè)壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)隨壓縮機(jī)組成套訂貨。

壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)二、自動(dòng)控制系統(tǒng)

壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下操作方式選擇：壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)人工或自動(dòng)就地控制(Local)；

遠(yuǎn)方自動(dòng)控制(Remote)；

停車（Off）。壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)將主要自動(dòng)完成以下功能：按預(yù)定程序自動(dòng)完成壓縮機(jī)組啟動(dòng)、加載、卸載和停車等操作在所有工況下完成對(duì)壓縮機(jī)組的保護(hù)在系統(tǒng)故障或誤操作的情況下避免不安全的因素產(chǎn)生顯示各種參數(shù)與SCADA系統(tǒng)交換信息UCS（包括儀表、硬件、軟件等）-數(shù)據(jù)采集-啟動(dòng)/停車順序控制（包括各個(gè)閥門的順序控制）-動(dòng)力源控制（如燃料氣、電源等）-速度控制及保護(hù)停車-振動(dòng)監(jiān)視及保護(hù)停車-緊急停車ESD-輔助系統(tǒng)控制及保護(hù)停車-天然氣超溫控制及保護(hù)停車-天然氣過壓控制及保護(hù)停車-防喘振控制系統(tǒng)監(jiān)視/控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)裝置(燃汽輪機(jī)或電機(jī))輔助系統(tǒng)燃料氣/電源站控系統(tǒng)(包括儀表、硬件、軟件)-數(shù)據(jù)采集-啟動(dòng)/停車命令-出站壓力/壓縮機(jī)進(jìn)口壓力控制系統(tǒng)-順序控制（包括各個(gè)閥門的順序控制）-ESD-保護(hù)系統(tǒng)-燃料氣監(jiān)控壓縮機(jī)220VAC,50Hz

壓縮機(jī)組監(jiān)控方框圖典型的壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)壓縮機(jī)排出管線吸入FICFCV三、管理信息系統(tǒng)

管理信息系統(tǒng)（MIS）以信息交流和系統(tǒng)地運(yùn)用知識(shí)為核心，以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為工具，以提高企業(yè)的管理水平和提高效率為目的。管理信息系統(tǒng)的最終功能和規(guī)模應(yīng)由用戶的管理模式和需求決定。公文處理檔案管理人力資源管理綜合統(tǒng)計(jì)財(cái)務(wù)報(bào)表物資供應(yīng)信息發(fā)布生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢管理信息系統(tǒng)對(duì)內(nèi)主要完成：地理信息個(gè)人助理網(wǎng)上培訓(xùn)技術(shù)支持電子刊