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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Router路由器个人计算机Internet服务器Router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Router路由器主PLC后备PLCInternet调制解调器站内计算机ESDMMI二、自动控制系统自动控制系统包括：SCADA系统、站场仪表及自动控制系统。SCADA系统•在一个大的地理地区监控从现场设备采集的信息。•SCADA（SUPERVISORYCONTROLANDDATAACQUISITION）•其中SUPERVISORY监视运行•CONTROL控制•AND•DATA数据•ACQUISITION获取和存取信息西气东输的SCADA系统包括：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；操作区的只读监视终端；远程监控站；通信系统。SCADA系统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。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）Router路由器工程师工作站Router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AARouter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系统可选择以下操作模式中的一种进行工作：SCADA系统站控级。由各工艺站场的远程监控站对所在站自动／手动控制。控制中心级。由调度控制中心对全线集中监视和控制。现场设备级。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。就地手动。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的工作。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监视和控制任务。SCADA系统经调度控制中心授权后，可将控制权切换到站控级。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。当进行设备、通信系统检修或紧急停车时，可采用就地控制。SCADA系统SCADA系统软件一般由实时数据库和历史数据库组成，实时数据库实现：•采集数据•监控现场设备•产生报警/事件日志•执行计算功能•能配置成完全冗余系统•驱动设备•能提供客户应用历史数据库•从实时数据库获得数据•用于报表•参数的趋势图•冗余配置•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，回到在线的历史数据库）人机界面（MMI）•图形用户界面•显示建立和显示配置•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：*监视级-只能浏览流程图和参数，不能对设备进行控制；*操作级-既可以浏览，也可以对设备进行控制，如启停设备、开关阀门；*管理级-最高权限，可修改用户名和密码，并可以修改数据库的内容。SCADA系统调度控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。上海调度控制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Router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WANGPS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MISRouterRouterRouter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中心监控范围调度控制中心调度控制中心将主要完成下列任务：调度控制中心全线启输；增量或减量输送；停输；分输站启/停；压气站启／停；向管道沿线各站下达压力和流量设定值；管道故障处理；发布ESD命令；控制权限的确定；系统时钟同步；数据通信信道故障时主备信道的切换等。调度控制中心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统监控权。后备控制中心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数据异地备份的目的。北京后备控制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)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西气东输管道在轮南、武威、临汾、郑州、南京设有5个操作区。在每个操作区各设1套SCADA系统只读监视终端。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主要运行数据。SCADA系统操作区操作区SCADA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路由器卫星线路加密机站控配置图在管道沿线工艺站场和线路截断阀室设SCADA系统的远程监控站，即站控系统（SCS）和RTU。远程监控站SCADA系统远程监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。典型站场站控系统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……计量系统站控系统的主要功能如下：远程监控站数据采集和处理;提供人机对话的窗口;信息显示;数据存储及处理;过程控制;逻辑控制;远程监控站联锁保护;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。在沿线无人值守的清管站、分输清管站、分输阀室、远控线路截断阀室等共设有153套RTU。远程监控站RTU配置框图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：远程监控站数据采集和处理;模拟和开关量信号输出;数学和逻辑运算功能;自诊断功能;故障报警;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。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TCP/IP通信协议进行网络互连。SCADA系统数据通信系统计量系统二、自动控制系统的测量系统之一。它是企业进行贸易交接、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程的特点，结合当今国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，采用气体超声流量计和气体涡轮流量计作为贸易交接流量计。计量系统本工程中贸易交接流量计的准确度等级按0.5级设计。超声波流量计基本原理及应用•将流体流动时与静止时，超声波在流体中传播情况进行比较，由于流速不同会使超声波的传播速度发生变化，如图示：T1R1R2T2LC+vC-vt1=L/(c+v)t2=L/(c-v)c-声速；v-流速如果知道了L和c，通过测量时间差Δt(t2-t1)就可以求得流速v涡轮流量计工作原理由涡轮、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ω，磁电系统又把此转数ω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贸易交接流量计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分析仪表二、自动控制系统本设计中采用了在线气相色谱分析仪、水露点分析仪、H2S分析仪等分析仪表，用于天然气的压缩系数和热值的计算、监测天然气中的H2S和水含量。分析仪表分析仪表的设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分输压力控制系统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。二、自动控制系统分输压力控制系统典型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：•调节型控制阀；•自立式稳压阀；•安全切断阀。PICPT压力控制器压力变送器压力调节阀上游来气下游供气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