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城镇燃气管网集成式SCADA系统功能设计

2021-12-29

SCADA系统一般用于工业过程控制,用来完成现场数据的测试、采集、远传并实施反馈调节,并可储存记忆大量数据用于共享。传统燃气管网SCADA系统仅实现输配管网简单的开关设备及参数的实时状态和数值的采集、传递至监控计算机,再由调度人员反馈相应指示通过通信信道传达现场,用以指导现场相关操作。随着城镇燃气管网的日渐扩张对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展,SCADA逐渐被要求提高数据处理能力及吸纳整合其他系统形成新的集成式系统。


燃气管网SCADA系统


新的集成式SCADA系统是在原有的SCADA系统基础上,增强数据处理与模拟功能,整合巡检系统、视频监控系统及GIS地理信息系统,形成可视化可分析预警管理平台,实现管线巡检、第三方施工管控、隐患处理、用户安检及管网场站设备维护、维修、应急抢险等线上管控、线下作业的功能。


1、视频子系统


视频系统是集成式SCADA系统中的重要功能模块,视频源分为固定式和移动式两大类,固定式将视频监控应用于燃气管网关键节点或风险等级较高的部位,如燃气门站、调压站、用气大户等,对管网运行、调压系统、阀门状态、计量仪表等实时状况进行监测传输,实现图像采集和监测功能,能及时、直观地发现现场问题以便采取相应措施;移动式源于施工、巡检、抢救等过程中工作人员的手持智能终端对重要情况的实时视频反馈,再由主管人员进行远程指挥一线人员操作。


该系统可为实现施工管控、运维监管、燃气调度及管网安全提供有力的基础支撑。


2、GIS子系统


GIS系统是集成式SCADA系统中的基础与核心,主要是应用计算机技术进行空间数据的采集、编辑、储存并进行空间的显示,该系统将数据库和图形系统进行有机结合,形成对管网信息的全方位记录和更新。通过及时更新与完善数据库和图形库,相关人员可以在很短的时间内了解城市范围内所有燃气管网的实时信息,如材质、规格、长度、使用年限,甚至是埋深及历次检验维修情况,同时还可以在相关同步界面上直观地看到管线的铺设状况,再根据GIS系统数据分析功能,可以了解到某个阀门对相关用户或管网的影响。


在GIS技术的支持下,结合北斗定位系统,在管网运行、管理、规划、施工、检验及事故抢修等工作中可以发挥重要的依托和指导作用,是城镇燃气管网智慧运维的重要组成部分。


3、巡检子系统


巡检系统是集成式SCADA系统中的上层功能系统,该系统实为线上指挥、线下操作、同时相互更新的广义巡检系统,主要完成检验、维修、施工、抢救等业务过程的任务生成、指导、过程控制流转以及相关数据的采集更新和储存。


巡检系统设计过程中结构方式应采用开放式可互相兼容模块化,保证各种功能既独立又相互协调,可实现模块的合理规划和功能的合理裁剪。任务生成分日常巡检、施工规划和临时任务三大类,由调度中心结合人员信息、管网信息(包括管网路线、运行、安全风险情况等综合信息)及临时反馈信息生成灵活完善的工作任务,经审核后通过数据传输授权至现场工作人员的手持智能终端,在GIS系统及视频系统的互交支持下,工作人员按照巡检调度系统给出的任务和路线进行任务开展和流转,同时将现场信息进行记录和传输,对于异常情况及时核查、反馈并保存。巡检系统中设有缺陷查询处理模块,该程序会根据缺陷进行判断,找到其中存在的问题,然后制定科学、合理的方案作为工作人员的重要参考,从而提升工作效率,保证城市燃气管网安全稳定。


4、集成式SCADA系统


SCADA系统功能在于数据的采集、监视和控制等,同时对数据进行维护、分析、计算、利用和分享。


新集成式SCADA系统具有增强的组态化特点,可根据需要自由进行功能组态、网络组态和系统组态,其标准化和开放性支持与视频系统、GIS系统及巡检系统的兼容和集成,不同的功能系统模块可集中到一个节点和多个节点上;系统嵌入面向对象的集成开发环境,通过标准的、开放的数据访问接口可访问系统资源,还可根据需要在此基础上进行二次开发,实现新应用的叠加或融合。


视频子系统、GIS子系统及巡检子系统构成集成式SCADA系统中最为重要的三大嵌入功能模块,同时SCADA母系统主要实现燃气管网的安全运行监测、生产管理及其他功能:如数据采集与管网监测、工艺流程显示与查询、计算统计和模拟形成的全方位预警和报警设限、管网运行图库检索、电动阀门控制、设备台账管理、报表生成、人员管理、控制权限及访问权限的限定、移动办公等等。


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