西气东输自动化系统课件.ppt

1、一、概述一、概述 自动化专业包括：西气东输管道工程的自动化专业包括：西气东输管道工程的自自动控制系统动控制系统和和管理信息系统管理信息系统。由它们由它们为西气东输为西气东输管道分公司提供先进、高效、安全的运营管理平管道分公司提供先进、高效、安全的运营管理平台。台。SCADASCADA系统系统和和MISMIS框框图图北京后备控制中心MISMIS站场系统站场系统ALAN(LAN(冗余冗余) )LANLANSCADASCADA系统上海调度控制中心系统上海调度控制中心MISMIS上海中心上海中心工艺站场（包括首站、工艺站场（包括首站、压气站、分输站、末站）压气站、分输站、末站）( (哈密、红柳压气站无

2、站场哈密、红柳压气站无站场MISMIS）清管站、分输清管站、清管站、分输清管站、阀室、分输阀室阀室、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服务器服务器MIS服务器服务器Router路由器路由器个人个人计算机计算机Internet服务器服务器Router路由器路由器服务器服务器工程师工程师工作站工作站操作员操作员工作站工作站培训培训系统系统RTU卫星通信电路LAN(LAN(冗余冗余) )SCADASCADA站控系统站控系统A拨号Router路由器路由器主主PLC后备后备PLCInternet调制解调器调制解调器站内计算机站内计算机ES

3、DMMI 自动控制系统自动控制系统将自动、连续地监视和控制将自动、连续地监视和控制管道的运行，保证人身、管道、设备安全，确管道的运行，保证人身、管道、设备安全，确保为下游用户供气。保为下游用户供气。 自动控制系统的监控对象包括：自动控制系统的监控对象包括：一、概述一、概述v 轮南上海输气干线轮南上海输气干线v 3 3条支干线条支干线v 规划中的支线、地下储气库、门站等。规划中的支线、地下储气库、门站等。 一、概述一、概述管理信息系统管理信息系统（MISMIS）是以是以“知识管知识管理理”为核心、为核心、以计算机和网络为工以计算机和网络为工具、提供具、提供满足企业管理需求的系统满足企业管理需求的

4、系统。 自动控制和管理水平达到全线各站场可无人自动控制和管理水平达到全线各站场可无人操作。清管站、远控干线截断阀室无人值守，操作。清管站、远控干线截断阀室无人值守，位于无人区的位于无人区的2 2座压气站无人值守座压气站无人值守； 先进性先进性 采用世界上技术先进、性能稳定可靠、性能采用世界上技术先进、性能稳定可靠、性能价格比高的硬件和软件；价格比高的硬件和软件； 采用技术先进、稳定可靠、准确度高、重复采用技术先进、稳定可靠、准确度高、重复性好的流量计，大大提高了计量系统的系统准性好的流量计，大大提高了计量系统的系统准确度。确度。 先进性先进性 设计特性设计特性 适用性适用性 采用当今成熟的的技

5、术和设备。采用当今成熟的的技术和设备。 自动化水平结合了本工程的需求和当前国内自动化水平结合了本工程的需求和当前国内外的先进、适用的技术水平。外的先进、适用的技术水平。 采用的技术方案均可由现有的、成熟的设备采用的技术方案均可由现有的、成熟的设备和材料实现。和材料实现。 适用性适用性 流量计口径的选择，充分考虑了国内目前和流量计口径的选择，充分考虑了国内目前和近期可达到的标定能力。近期可达到的标定能力。 适用性适用性 所采用的控制设备的硬件和软件及系统承包所采用的控制设备的硬件和软件及系统承包商应在近几年具有类似于本工程的良好业绩。商应在近几年具有类似于本工程的良好业绩。 可靠性体现在技术方案

6、、系统配置、设备选型等各个可靠性体现在技术方案、系统配置、设备选型等各个方面。方面。 设计特性设计特性 可靠性可靠性 采用分布式控制系统结构；采用分布式控制系统结构； 系统配置采用冗余技术；系统配置采用冗余技术； 采用性能稳定可靠的计算机操作系统；采用性能稳定可靠的计算机操作系统； 计算机系统具有适当的容错能力并计算机系统具有适当的容错能力并在系统在系统软、硬件故障时提供数据恢复手段；软、硬件故障时提供数据恢复手段； 可靠性可靠性 设后备监控中心提高设后备监控中心提高SCADASCADA系统的可靠性；系统的可靠性； 通信系统采用主备信道；通信系统采用主备信道； 调压和计量系统设置备用；调压和计

7、量系统设置备用； 分输调压系统的工作调压阀与监控调压阀采分输调压系统的工作调压阀与监控调压阀采用不同的动力源驱动；用不同的动力源驱动； 可靠性可靠性 采用采用UPSUPS为自控系统供电；为自控系统供电； 在硬件和软件的选型方面，要求它们应是经过在硬件和软件的选型方面，要求它们应是经过实践生产运行检验、具有良好的可靠性记录、实践生产运行检验、具有良好的可靠性记录、在在类似于本工程的类似于本工程的应用中被证明是成熟应用中被证明是成熟的产品。的产品。 采取各种适度的技术措施采取各种适度的技术措施保证人身、设备、管道、信息保证人身、设备、管道、信息等的安全，最大限度的降低发等的安全，最大限度的降低发生

8、故障和事故的可能性。具体生故障和事故的可能性。具体体现在以下几个方面：体现在以下几个方面： 设计特性设计特性 安全性安全性 安全性安全性 严格遵照执行国家强制性标准及规范；严格遵照执行国家强制性标准及规范； 在设备、材料的选型和系统设计方面，满足在设备、材料的选型和系统设计方面，满足有关标准对防爆、防护、防火等的要求；有关标准对防爆、防护、防火等的要求； 采用安全可靠的分输压力控制和保护系统，采用安全可靠的分输压力控制和保护系统，确保为下游用户安全、连续的供气；确保为下游用户安全、连续的供气； 安全性安全性 设管道泄漏检测报警和定位系统，保证管道设管道泄漏检测报警和定位系统，保证管道和沿线的安

9、全；和沿线的安全； 对生产过程进行联锁保护，特别是对压缩机组；对生产过程进行联锁保护，特别是对压缩机组； 设压缩机组故障诊断和分析系统，在线监测设压缩机组故障诊断和分析系统，在线监测压缩机组的工况，分析故障的可能性和判断导压缩机组的工况，分析故障的可能性和判断导致事故的故障件，以避免发生重大事故；致事故的故障件，以避免发生重大事故； 安全性安全性 ESDESD系统采用独立的、符合系统采用独立的、符合IEC61508 SIL3IEC61508 SIL3要要求的设备，可大大提高管道的安全等级；求的设备，可大大提高管道的安全等级； 联锁保护和联锁保护和ESDESD系统均按故障安全型设计；系统均按故障

10、安全型设计； 采用独立的可燃气体检测和报警系统；采用独立的可燃气体检测和报警系统； 对主要的控制设备和仪表设防雷电保护装置；对主要的控制设备和仪表设防雷电保护装置； 安全性安全性 在压缩机组、控制中心、站控室等处，设火灾在压缩机组、控制中心、站控室等处，设火灾自动报警和灭火系统；自动报警和灭火系统； 设后备监控中心保证数据安全。设后备监控中心保证数据安全。 采用技术手段保证网络和信息的安全；采用技术手段保证网络和信息的安全； 设计特性设计特性 经济合理性经济合理性 综合考虑技术方案的经济合理性。自动化综合考虑技术方案的经济合理性。自动化系统在保证生产安全、可靠、高效运行的前系统在保证生产安全、

11、可靠、高效运行的前题下，不但考虑建设投资，而且考虑运行、题下，不但考虑建设投资，而且考虑运行、维护维护/ /维修本等因素对管道长期综合效益的影维修本等因素对管道长期综合效益的影响。响。 利用当今先进技术，采用融利用当今先进技术，采用融计算机技术、网计算机技术、网络技术、通信技术、自动控制技术络技术、通信技术、自动控制技术为一体的监为一体的监控系统和管理信息系统，使管道的运行和管理控系统和管理信息系统，使管道的运行和管理达到较高的自动化水平，使输气管道在科学合达到较高的自动化水平，使输气管道在科学合理的计划、预测指导下，安全、连续、高效的理的计划、预测指导下，安全、连续、高效的运行，降低运营成本

12、，提高效益。运行，降低运营成本，提高效益。 经济合理性经济合理性 控制系统的设计在保证安全的前提下，考虑控制系统的设计在保证安全的前提下，考虑运行效率。如压缩机组的防喘振控制系统的设运行效率。如压缩机组的防喘振控制系统的设定点将根据转速的变化沿着喘振警戒线变化，定点将根据转速的变化沿着喘振警戒线变化，以保证压缩机组高效运行，降低成本。以保证压缩机组高效运行，降低成本。 经济合理性经济合理性 采用技术先进、性能稳定、质量高的产品，采用技术先进、性能稳定、质量高的产品，最大限度的降低设备的故障率和备品备件的库最大限度的降低设备的故障率和备品备件的库存，减少维护维修成本。存，减少维护维修成本。 经济

13、合理性经济合理性 采用高准确度、高可靠性的流量计，并设现场采用高准确度、高可靠性的流量计，并设现场标定标定/ /比对接口，以减少计量误差带来的损失。比对接口，以减少计量误差带来的损失。 采用在线气相色谱分析仪，实时监测天然气的采用在线气相色谱分析仪，实时监测天然气的组份，保证计量的准确度，并为精确的热值计量组份，保证计量的准确度，并为精确的热值计量提供条件。提供条件。 采用多种输气管道专用应用软件，为管道的生采用多种输气管道专用应用软件，为管道的生产过程预测、贸易交接、故障诊断分析、优化运产过程预测、贸易交接、故障诊断分析、优化运行、制定运行计划等提供工具，降低运营成本。行、制定运行计划等提供

14、工具，降低运营成本。二、自动控制系统二、自动控制系统 自动控制系统包括：自动控制系统包括：SCADASCADA系统、站场系统、站场仪表及自动控制系统仪表及自动控制系统。 SCADASCADA系统系统 SCADASCADA系统系统是以是以计算机为核心计算机为核心的分布式自的分布式自动控制系统，由它自动完成对全线的监控任动控制系统，由它自动完成对全线的监控任务。务。二、自动控制系统二、自动控制系统西气东输的西气东输的SCADASCADA系统系统包括：包括： 上海调度控制中心主计算机系统；上海调度控制中心主计算机系统； 北京后备控制中心计算机系统；北京后备控制中心计算机系统； 操作区的只读监视终端；

15、操作区的只读监视终端； 远程监控站；远程监控站； 通信系统。通信系统。 SCADASCADA系统系统 控制中心与远程监控站之间通过广域网连接，控制中心与远程监控站之间通过广域网连接，通信媒介采用卫星和电信公网。通信媒介采用卫星和电信公网。SCADASCADA系统系统框框图图LAN(LAN(冗余冗余) )LANLANSCADASCADA系统上海调度控制中心系统上海调度控制中心工艺站场（包括首站、压气站、工艺站场（包括首站、压气站、分输站、芙蓉分输清管站、末站）分输站、芙蓉分输清管站、末站）清管站、分输清管站、清管站、分输清管站、阀室、分输阀室阀室、分输阀室操作区（5个）Router路由器路由器工

16、程师工程师工作站工作站Router路由器路由器服务器服务器工程师工程师工作站工作站操作员操作员工作站工作站培训培训系统系统RTULAN(LAN(冗余冗余) )SCADASCADA站控系统站控系统A AARouter路由器路由器主主PLC后备后备PLCESDMMI操作员操作员工作站工作站服务器服务器卫星通信电路DDN邮电通信电路DDN拨号拨号拨号拨号SCADASCADA系统北京后备控制中心系统北京后备控制中心通信接口通信接口SCADASCADA系统可选择以下操作模式中的一种进行工作：系统可选择以下操作模式中的一种进行工作： SCADASCADA系统系统 站控级。站控级。由各工艺站场的远程监控站对

17、所在站自由各工艺站场的远程监控站对所在站自动手动控制。动手动控制。 控制中心级。控制中心级。由调度控制中心对全线集中监视和由调度控制中心对全线集中监视和控制。控制。 现场设备级。现场设备级。由站场单体设备（如压缩机组）的由站场单体设备（如压缩机组）的控制系统对设备自动手动控制。控制系统对设备自动手动控制。 就地手动。就地手动。 在正常情况下管道沿线各站无须人工干预，在正常情况下管道沿线各站无须人工干预，各站在上海调度控制中心的统一指挥下完成各自各站在上海调度控制中心的统一指挥下完成各自的工作。的工作。 当上海调度控制中心发生故障时，由北京后当上海调度控制中心发生故障时，由北京后备控制中心接管其

18、监视和控制任务。备控制中心接管其监视和控制任务。 SCADASCADA系统系统 经调度控制中心授权后，可将控制权切换到经调度控制中心授权后，可将控制权切换到站控级。站控级。 当数据通信系统发生故障时，由站控级自动当数据通信系统发生故障时，由站控级自动接管控制权，完成对本站的监视控制。接管控制权，完成对本站的监视控制。 当进行设备、通信系统检修或紧急停车时，当进行设备、通信系统检修或紧急停车时，可采用就地控制。可采用就地控制。 SCADASCADA系统系统 SCADASCADA系统系统 调度控制中心调度控制中心 调度控制中心调度控制中心的主要任务是通的主要任务是通过过位于管道沿线位于管道沿线的远

19、程监控站对的远程监控站对全线进行集中监全线进行集中监控。控。上海调度控制中心上海调度控制中心配置配置框框图图激光打印机激光打印机激光打印机激光打印机冗余磁盘阵列备用服务器备用服务器 磁带机USB主服务器主服务器100 BaseT Ethernet - LAN A100 BaseT Ethernet - LAN B#2操作员工操作员工作站作站工程师工作站工程师工作站Router彩色打印机彩色打印机模拟培训系统模拟培训系统#1 培训工作站培训工作站 #2培训工作站培训工作站背投影系统背投影系统WANGPS 报警报警/事件打印机事件打印机#3操作员工操作员工作站作站#4操作员操作员工作站工作站#5操

20、作员工操作员工作站作站#1操作员工操作员工作站作站工程师工作站工程师工作站投影仪投影仪模拟仿真服务器模拟仿真服务器加密机加密机加密机加密机TCP/IPLAN ALAN BTCP/IP网关服务器网关服务器Web服务器服务器接接 MISRouterRouterRouter防火墙防火墙防火墙防火墙网关网关历史历史实时实时EFM客户信息客户信息历史历史实时实时EFM客户信息客户信息LANDDN拨号拨号卫星网卫星网SCADA系统系统在一个大的地理地区监控从现场设备采集的信息。在一个大的地理地区监控从现场设备采集的信息。SCADA（SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISIT

21、ION）其中其中SUPERVISORY 监视运行监视运行 CONTROL 控制控制ANDDATA 数据数据ACQUISITION 获取和存取信息获取和存取信息SCADA系统软件系统软件 一般由实时数据库和历史数据库组成，实时数据库一般由实时数据库和历史数据库组成，实时数据库实现：实现：采集数据采集数据监控现场设备监控现场设备产生报警产生报警/ /事件日志事件日志执行计算功能执行计算功能能配置成完全冗余系统能配置成完全冗余系统驱动设备驱动设备能提供客户应用能提供客户应用历史数据库历史数据库从实时数据库获得数据从实时数据库获得数据用于报表用于报表参数的趋势图参数的趋势图冗余配置冗余配置可按年，月，

22、日时间间隔摘要数据，在线存储可按年，月，日时间间隔摘要数据，在线存储老数据自动存入（光盘，也可从光盘读取数据，回到老数据自动存入（光盘，也可从光盘读取数据，回到在线的历史数据库）在线的历史数据库）人机界面（人机界面（MMI）图形用户界面图形用户界面显示建立和显示配置显示建立和显示配置 操作员界面操作员界面不同的操作权限的操作员通过不同的用户名和密码不同的操作权限的操作员通过不同的用户名和密码进行登录，从而达到安全的目的。一般情况下有三进行登录，从而达到安全的目的。一般情况下有三级控制权限：级控制权限： * *监视级监视级- -只能浏览流程图和参数，不能对设备进只能浏览流程图和参数，不能对设备进

23、行控制；行控制； * *操作级操作级- -既可以浏览，也可以对设备进行控制，既可以浏览，也可以对设备进行控制，如启停设备、开关阀门；如启停设备、开关阀门； * *管理级管理级- -最高权限，可修改用户名和密码，并可最高权限，可修改用户名和密码，并可以修改数据库的内容。以修改数据库的内容。站场名称站场名称单位单位数量数量备注备注压气站座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

24、制中心监控范围调度控制中心监控范围 调度控制中心调度控制中心调度控制中心将主要完成下列任务：调度控制中心将主要完成下列任务： 调度控制中心调度控制中心 全线启输；全线启输； 增量或减量输送；增量或减量输送； 停输；停输； 分输站启分输站启/ /停；停； 压气站启停；压气站启停； 向管道沿线各站下达压力和流量设定值；向管道沿线各站下达压力和流量设定值； 管道故障处理；管道故障处理； 发布发布ESDESD命令；命令； 控制权限的确定；控制权限的确定； 系统时钟同步；系统时钟同步； 数据通信信道故障时主备信道的切换等。数据通信信道故障时主备信道的切换等。 调度控制中心调度控制中心 在上海调度控制中心

25、由于任何原因不能对在上海调度控制中心由于任何原因不能对管道实施正常监控时，后备控制中心将接管系管道实施正常监控时，后备控制中心将接管系统监控权。统监控权。 后备控制中心后备控制中心 SCADASCADA系统系统 后备控制中心随时监视和跟踪上海调度控后备控制中心随时监视和跟踪上海调度控制中心的运行状态，保证数据同步并达到历史制中心的运行状态，保证数据同步并达到历史数据异地备份的目的。数据异地备份的目的。北京后备控制中心北京后备控制中心配置图配置图 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S

26、CADA历史数据服务器XIN（卫星(主信道)Router路由器Router路由器Router路由器去上海调度控制中心卫星(备用信道)Router路由器卫星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LAN ALAN B西气东输管道在轮南、武威、临汾、郑州、西气东输管道在轮南、武威、临汾、郑州、南京设有南京设有5 5个操作区。个操作区。在每个操作区各设在每个操作区各设1 1套套SCADASCADA系统只读监视终端系统只读监视终端。它们为每个操作区的。它们为每个操作区的有关人员提供所辖管道详细的运行数据和全线的有关人员提供

27、所辖管道详细的运行数据和全线的主要运行数据。主要运行数据。 SCADASCADA系统系统 操作区操作区操作区操作区S SCADACADA系统只读终端配置框图系统只读终端配置框图激光打印机去上海调度控制中心IX卫星(主信道)Router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Router路由器卫星卫星线路加密机站站 控控 配配 置置 图图 在管道沿线工艺站场和线路截断在管道沿线工艺站场和线路截断阀室设阀室设SCADASCADA系统的远程监控站，即系统的远程监控站，即站控系统（站控系统（SCSSCS）和和RTURTU。 远程监控站远程监控站 SCADASCADA系统

28、系统 远程监控站远程监控站 站控系统站控系统主要由过程控制单元、操作员工作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（程控制单元采用可编程序逻辑控制器（PLCPLC）。）。操作员工作站采用微型计算机。操作员工作站采用微型计算机。 在沿线在沿线2929座工座工艺站场设有艺站场设有站控系站控系统统。典型站场典型站场站控系统站控系统配置图配置图线路加密器线路加密器Router路由器Router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

29、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/OI/O( (包括数据通信传输信号)LAN ALAN B100 BaseT Ethernet - LAN A100 BaseT Ethernet - LAN B流量计算机流量计计量系统梯级图语言梯级图语言 PLC和和RTU采用工程化梯级图语言进行逻辑采用工程化梯级图语言进行逻辑编程，便于工程技术人员学习和使用。现场所有编程，便于工程技术人员学习和使用。现场所有设备的包括：阀门、压缩机、调压装置等设备的设备

30、的包括：阀门、压缩机、调压装置等设备的逻辑控制程序均用梯级图语言编制，如图所示为逻辑控制程序均用梯级图语言编制，如图所示为一典型的罐位控制系统和阀门开一典型的罐位控制系统和阀门开/关的逻辑控制程关的逻辑控制程序。序。罐位高信号罐位高信号 泵远控泵远控 罐位低信号罐位低信号 控制启泵继电控制启泵继电器器启泵自锁启泵自锁 液位开关液位开关液位开关液位开关启停泵控制启停泵控制罐位控制逻辑图和流程图罐位控制逻辑图和流程图开命令开命令 阀门远控阀门远控 非开状态非开状态 1#计时器时间到计时器时间到 控制开阀继电器控制开阀继电器开阀自锁开阀自锁1#计时器计时器2分钟分钟关命令关命令 阀门远控阀门远控 非

31、关状态非关状态 2#计时器时间到计时器时间到 控制开阀继电器控制开阀继电器关阀自锁关阀自锁2#计时器计时器2分钟分钟1#计时器时间到计时器时间到2#计时器时间到计时器时间到阀门故障报警信息阀门故障报警信息开开/关阀门控制逻辑图关阀门控制逻辑图站控系统的主要功能如下：站控系统的主要功能如下： 远程监控站远程监控站 数据采集和处理数据采集和处理; ; 提供人机对话的窗口提供人机对话的窗口; ; 信息显示信息显示; ; 数据存储及处理数据存储及处理; ; 过程控制过程控制; ; 逻辑控制逻辑控制; ; 远程监控站远程监控站 联锁保护联锁保护; ; 紧急停车紧急停车; ; 报警和事件打印报警和事件打印

32、; ; 打印生产报表打印生产报表; ; 执行调度控制中心发送的指令，向调度控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。制中心发送带时间标志的实时数据。 在沿线在沿线无人值守无人值守的清的清管站、分输清管站、分输管站、分输清管站、分输阀室、远控线路截断阀室阀室、远控线路截断阀室等共设有等共设有153153套套RTURTU。 远程监控站远程监控站RTU RTU 配置框图配置框图IRTU卫星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RTURTU的主要的主要功能：功能： 远程监控站远程监控站 数据采集和处理数据采集和处理; ; 模拟和开关量信号输出模

33、拟和开关量信号输出; ; 数学和逻辑运算功能数学和逻辑运算功能; ; 自诊断功能自诊断功能; ; 故障报警故障报警; ; 执行调度控制中心发送的指令，向调度控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等。制中心发送带时间标志的实时数据等。 调度控制中心与沿线远方监控站之间采用卫调度控制中心与沿线远方监控站之间采用卫星和电信公网进行通信。在主要站点之间卫星星和电信公网进行通信。在主要站点之间卫星与电信公网互为备用，主、备信道自动切换。与电信公网互为备用，主、备信道自动切换。 通常各站点之间采用通常各站点之间采用TCP/IPTCP/IP通信协议进行网通信协议进行网络互连。络

34、互连。 SCADASCADA系统系统 数据通信系统数据通信系统 计量系统计量系统二、自动控制系统二、自动控制系统的测量系统之一。它是企业进行贸易交接、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。经济分析、成本核算的主要依据。天然气计量天然气计量系统是本工系统是本工程中最重要程中最重要 根据本工程的特点，结合当今国根据本工程的特点，结合当今国际和国内天然气计量仪表的技术发际和国内天然气计量仪表的技术发展和使用情况，经技术经济比较，展和使用情况，经技术经济比较，采用采用气体超声流量计气体超声流量计和和气体涡轮流气体涡轮流量计量计作为贸易交接流量计。作为贸易交接流量计。 计量

35、系统计量系统 本工程中贸易交接流本工程中贸易交接流量计的准确度等级按量计的准确度等级按0.50.5级设计。级设计。超声波流量计超声波流量计基本原理及应用基本原理及应用 将流体流动时与静止时，超声波在将流体流动时与静止时，超声波在 流体中传播流体中传播情况进行比较，由于流速不同会使超声波的传情况进行比较，由于流速不同会使超声波的传播速度发生变化，如图示：播速度发生变化，如图示：T1R1R2T2LC+vC-vt1=L/(c+v)t2=L/(c- v) c-声速；声速；v-流速流速如果知道了如果知道了L和和c，通过测量时间差通过测量时间差t(t2-t1)就可以求得流速就可以求得流速v涡轮流量计工作原

36、理由涡轮、轴承和磁电系统组成。当被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转时，涡轮的旋转速度随流量的变化而变化，涡轮将流量Q转换为涡轮的转数，磁电系统又把此转数转换为电脉冲，经前置放大后进入流量计算机进行计数和显示。如图示：涡轮涡轮磁电磁电计算机计算机放大放大流量流量Q转数转数脉冲脉冲站场名称站场名称流量计类型流量计类型公称通径公称通径(mm)数量数量工作方式工作方式备注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

37、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贸易交接流量计干线站场贸易交接流量计 计量系统计量系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

38、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备南京南京芜湖支干线各站贸易交接流量计芜湖支干线各站贸易交接流量计定远定远合肥支干线各站贸易交接流量计合肥支干线各站贸易交接流量计 计量系统计量系统 分析仪表分析仪表二、自动控制系统二、自动控制系统 本设计中采用了在线本设计中采用了在线气气相色谱分析仪相色谱分析仪、水露点分水露点分析仪析仪、H H2 2S S分析仪分析仪等分析仪等分析仪表，用于天然气的压缩系表，用于天然气的压缩系数和热值的计算、监测天数和热值的计算、监测天然气中的然气中的H H2 2S

39、S和水含量。和水含量。 分析仪表分析仪表分析仪表的设置分析仪表的设置站场名称站场名称气相色谱分析仪气相色谱分析仪H H2 2S S分析仪分析仪水露点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 分输分输压力控制系统压力控制系统将保证输气管道能够安全、将保证输气管道能够安全、平稳、连续地为各下游用户供气，维持系统下游平稳、连续地为各下游用户供气，维持系统下游压力、流量在所需的范围之内，确保系统下游压压力、流量在所需的范围之内，确保系统下游压力不超过允许的压力。力不超过允许的压力。二、自动控制系统二、自动控制系统 分输压力控制系统分输压力控制系统典型的压力控制系统典型

40、的压力控制系统典型的压力控制系统分为三级保护和调节：典型的压力控制系统分为三级保护和调节：调节型控制阀；调节型控制阀；自立式稳压阀；自立式稳压阀；安全切断阀。安全切断阀。PICPT压力控制器压力控制器压力变送器压力变送器压力调节阀压力调节阀上游来气上游来气下游供气下游供气典型的压力控制系统框图典型的压力控制系统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

41、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备干线分输站压力控制系统配置干线分输站压力控制系统配置 分输压力控制系统分输压力控制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备南京南京芜湖支干线各站压力控制系统配置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

42、备至城市燃气DN10021用1备定远定远合肥支干线各站压力控制系统配置合肥支干线各站压力控制系统配置 分输压力控制系统分输压力控制系统 在各压气站设压缩机组监控系统在各压气站设压缩机组监控系统。 该该监控系统随压缩机组成套订货。监控系统随压缩机组成套订货。 压缩机组监控系统压缩机组监控系统二、自动控制系统二、自动控制系统 压缩机组监控系统压缩机组监控系统可实现以下可实现以下操作方式选操作方式选择：择： 压缩机组监控系统压缩机组监控系统 人工或自动就地控制人工或自动就地控制( (Local)Local)； 远方自动控制远方自动控制( (Remote)Remote)； 停车（停车（OffOff）。

43、）。 压缩机组监控系统压缩机组监控系统压缩机组监控系统将主要自动完成以下压缩机组监控系统将主要自动完成以下功能功能：v 按预定程序自动完成压缩机组启动、加载、卸载和停车按预定程序自动完成压缩机组启动、加载、卸载和停车等操作等操作v 在所有工况下完成对压缩机组的保护在所有工况下完成对压缩机组的保护v 在系统故障或误操作的情况下避免不安全的因素产生在系统故障或误操作的情况下避免不安全的因素产生v 显示各种参数显示各种参数v 与与SCADASCADA系统交换信息系统交换信息UCS（包括仪表、硬件、软件等）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

44、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监视/控制信号控制信号驱动装置(燃汽轮机或电机)辅助系统燃料气/电源站控系统站控系统(包括仪表、硬件、软件包括仪表、硬件、软件)-数据采集数据采集-启动启动/ /停车命令停车命令-出站压力出站压力/压缩机进口压力控制系统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）顺序控制（包括各个阀门的顺序控制）-ESD- -保护系统保护系统- -燃料气监控燃料气监控 压缩机220VAC,50Hz压缩机组监控方框图压缩机组监控方框

45、图典型的压缩机的防喘振控制系统典型的压缩机的防喘振控制系统压缩机压缩机排出管线排出管线吸入吸入FICFCV三、管理信息系统三、管理信息系统 管理信息系统（管理信息系统（MISMIS）以信息交流和系统地运以信息交流和系统地运用知识为核心，以计算机及网络为工具，以提高企用知识为核心，以计算机及网络为工具，以提高企业的管理水平和提高效率为目的。业的管理水平和提高效率为目的。 管理信息系统的最终功能和规模应由用户的管管理信息系统的最终功能和规模应由用户的管理模式和需求决定。理模式和需求决定。 公文处理公文处理 档案管理档案管理 人力资源管理人力资源管理 综合统计综合统计 财务报表财务报表 物资供应物资

46、供应 信息发布信息发布 生产系统数据查询生产系统数据查询管理信息系统对内主要完成：管理信息系统对内主要完成： 地理信息地理信息 个人助理个人助理 网上培训网上培训 技术支持技术支持 电子刊物电子刊物 下载中心下载中心 通信录通信录 信息页面信息页面三、管理信息系统三、管理信息系统对外以对外以InternetInternet网站的形式设置，主要完成：网站的形式设置，主要完成：三、管理信息系统三、管理信息系统 浏览浏览 信息发布信息发布 代理服务代理服务 电子邮件电子邮件 域名管理域名管理 电子商务电子商务 客户投诉等任务。客户投诉等任务。三、管理信息系统三、管理信息系统 管理信息系统由上海中心网

47、络系统，管理信息系统由上海中心网络系统，5 5个操作个操作区的网络系统，北京后备控制中心、区的网络系统，北京后备控制中心、2727座有人值座有人值守工艺站场、计量测试中心等的终端组成。守工艺站场、计量测试中心等的终端组成。 外出办公人员可用笔记本电脑，通过拨号上外出办公人员可用笔记本电脑，通过拨号上网连接到公司本部的网站，进行授权范围内的网连接到公司本部的网站，进行授权范围内的工作。工作。 各远方站点以各远方站点以InternetInternet方式与中心方式与中心MISMIS连接连接获取所需的信息。连接采用拨号上网。获取所需的信息。连接采用拨号上网。上海调度控制中心上海调度控制中心M MIS

48、IS配置框图配置框图INTERNETINTRANET宽行点阵打印机激光打印机。VPN GATEWAYVPN GATEWAY网络入侵检测传感器中心交换机防火墙网络入侵检测传感器彩色打印机交换机交换机交换机网络管理工作站去上海调度控制中心去上海调度控制中心SCADASCADA系统系统WebWeb服务器服务器MIS服务器WWW服务器Proxy服务器邮件服务器部门终端部门终端部门终端部门终端路由器历史数据库磁盘阵列操作区操作区M MISIS配置框图配置框图INTERNETINTRANET激光打印机宽行点阵打印机Router网络入侵检测传感器WWW/PROXY/E-mailWWW/PROXY/E-mai

49、l服务器VPNVPN GATEWAY GATEWAY交换机路由器部门终端1部门终端10北京后备中心北京后备中心和有人值守站场和有人值守站场M MISIS配置框图配置框图INTERNETINTERNETIINTRANETINTRANET计算机终端激光打印机宽行点阵打印机调制解调器四、信息安全四、信息安全 无论是无论是自控系统，还是自控系统，还是管理信息系统，它们管理信息系统，它们均利用了计算机和网络技术，管道沿线各个站均利用了计算机和网络技术，管道沿线各个站点通过网络随时进行着信息交流。因此确保信点通过网络随时进行着信息交流。因此确保信息系统的安全是至关重要的。息系统的安全是至关重要的。 四、信

50、息安全四、信息安全信息安全信息安全是一个系统工程，是一个系统工程，它的规模和等级由用户的安它的规模和等级由用户的安全策略所决定。全策略所决定。 在本设计中，根据国家和行业对信息系统建在本设计中，根据国家和行业对信息系统建设的基本安全要求以及对商业秘密保护管理的有设的基本安全要求以及对商业秘密保护管理的有关规定，结合对本工程关规定，结合对本工程SCADASCADA系统、系统、MISMIS等信息网等信息网的网络结构和安全威胁分析，提出有针对性的安的网络结构和安全威胁分析，提出有针对性的安全策略和技术方案。全策略和技术方案。四、信息安全四、信息安全 安全技术措施主要从安全技术措施主要从网络基础设施网