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摘要:远程传输监控系统作为一种监控管网运行的手段,在实际使用中具有很高的价值。本文通过介绍远程传输监控系统的在城镇燃气供应企业的应用,解决了解管网输气情况,对企业的管网建设、气量调配、以及抢险抢修提供直接的数据支持的问题。
关键词:远程传输 城镇燃气 监控
中图分类号:F407文献标识码: A
一、远程监控系统介绍
远程传输监控系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
流量仪表和站控系统的数据通过RTU设备(Remote Terminal Unit遠程测控终端系统)或DTU设备(Data Transfer unit数据传输单元)经由移动公司无线传输网络进行无线传输。
1、系统的组成元素
系统包括以下的子系统:
人机界面(human machine interface,简称HMI)、(电脑)监控系统、远程终端控制系统(Remote Terminal Unit,简称RTU)、可编程逻辑控制器(programmeable logic controller,简称PLC)、通信网络。
2、监控用设备
监控站(Supervisory Station)是指要和现场设备(例如RTU或PLC)及在控制室(或其他地方)工作站上HMI软件通信所需要的服务器及软件。在较小的远程传输监控系统中,监控站就是一台电脑。较大远程传输监控系统的监控站可能包括多台服务器、分散式应用软件及意外备援系统。为了提高系统的集成性,多个服务器常规划为双冗余或是热备件(hot-standby),在其中一台服务器故障时仍然可以继续控控制及监控整个系统。
二、站控系统应用情况
我公司与2010年建设远程监控系统,目前远程传输监控系统主要将门站、大型工商业用户等的现场数据实时传输到调度中心,调度中心值班人员了解到监测点管道的压力、温度、流量的变化,调度各站进出站压力、调整城市管网压力和对工商业用户的流量监控,防止用户偷盗气等。
1、门站远程传输的建设
我公司现有2座城市门站,2座高中压调压站,负责全市工商业及居民的燃气供应、压力调节、流量控制等。在门站建设远程传输监控系统中,我们通过在站内安装的工控机,配置相对应的站控软件,再经由RS-232转RS-485装置把信号传送到RTU或DTU设备,最后RTU或DTU设备通过GPRS移动网络(电话卡)发送至公司调度中心机房的方法,实现门站各项数据的实时传输。
RTU或DTU传输方式的优点在于设备安装上即可传送数据,RTU或DTU设备配置、安装简单易行,每月数据流量少于40M,投资少。
2、城市管网远程传输系统的建设
城市管网的稳定运行与市民还有各个工矿企业息息相关,管网压力大小与否直接影响着居民的生活和企业的生产,然而我公司在管网建设之初并没有预见到以后会增设远程传输设备,因此直接在管网上采集压力、温度、流量等数据难以实现。为了能够了解各处管网的工作状况,我们想到了监控在管网附近工商业用户的办法来解决问题。
这种用户的选择不是盲目的,要有针对性,管网的首末两端一定要有监控用户,中、低压管线上要有代表性的监控点,居民小区、工业用户集中地区要多选,比较偏僻的地区也要选,结合城市规划与公司输气情况,我们选择了具有代表性的工业站点10个,商业站点17个来监控城市管网压力的运行情况。
传输设备依然选择使用RTU或DTU设备,安装中我们需要向用户协调供电、安装位置、安全防护等事项。此类用户的安装,不仅可以实现管网压力的动态监控,辅助调度人员平衡气源调度,还可以实现对重要用户的气量监控。比如,有些工业用户与我公司签订了供用气合同,在合同中明确规定了每月的用气量,如有了监控后,我们能够及时的掌握企业的用气情况,合理调配气量,保证公司的利益。
3、对一些重点用的监控
在已选择的站点中,我们在主要的监控点或用户处安装有YCL-Ex型防爆热质流量开关,它的工作原理是通过与燃气接触的两个探针之间测量的温差变化,来确定燃气的流速,当流速低于或高于某一设定值时,其中的继电器接通或断开,输出开关量信号。它和流量仪表一同接入RTU设备,当监控点或用户使用天然气而流量仪表不工作时,流量开关就会通过RTU设备向调度中心报警,以此来确定监控点和用户是否存在设备损坏或偷盗气行为,确保公司利益不受损失。
4、在燃气管道抢险抢修中的作用
燃气管道虽然深埋于地下,但是随着城市的建设,各种道路拓宽,新管道、线路敷设,其他部门的道路施工,时常能造成燃气管道损毁,造成燃气泄露,管道压力降低。通过建立的这个监控系统,我们能及时的了解到哪个地方的压力过低,为了确保燃气的正常供应,调度中心可通知各个服务区的工作人员进行临时调压,保证用气安全。
三、未来趋势
1、硬件发展方面
远程传输监控系统将依据标准的网络技术,以以太网及TCP/IP为基础的通信协定会取代旧的专用协定。大部份的市场都已经接受了以太网的HMI/远程传输监控系统,只有一些少数特殊的应用会因为以帧为基础的网络通信特性(如确定性、同步、通信协定选择及耐环境性),无法使用以太网通信。
许多设备商已经开始提供特殊应用的远程传输监控系统,其主站建设在以太网的远程平台上。如此就不用在终端用户的设备上安装及规划系统,而且可以利用以太网技术、虚拟私人网络(VPN)及传输层安全中已有的安全特性。相关的问题包括安全性[1]、以太网链接的可靠度及延迟时间,是需要相关企业共同来探讨和解决的。
2、应用趋势
远程传输监控系统作为生产调度的核心系统,在数据统计、分析,管网运行调度模式和配合GIS系统运行方面将发挥更大的作用。
参考资料
1.Donald Wallace. How to put SCADA on the Internet. Control Engineering. 2003-09-01 [2008-05-30] (英文)。 (Note: Donald Wallace is COO of M2M Data Corporation, a SCADA vendor.)
关键词:远程传输 城镇燃气 监控
中图分类号:F407文献标识码: A
一、远程监控系统介绍
远程传输监控系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
流量仪表和站控系统的数据通过RTU设备(Remote Terminal Unit遠程测控终端系统)或DTU设备(Data Transfer unit数据传输单元)经由移动公司无线传输网络进行无线传输。
1、系统的组成元素
系统包括以下的子系统:
人机界面(human machine interface,简称HMI)、(电脑)监控系统、远程终端控制系统(Remote Terminal Unit,简称RTU)、可编程逻辑控制器(programmeable logic controller,简称PLC)、通信网络。
2、监控用设备
监控站(Supervisory Station)是指要和现场设备(例如RTU或PLC)及在控制室(或其他地方)工作站上HMI软件通信所需要的服务器及软件。在较小的远程传输监控系统中,监控站就是一台电脑。较大远程传输监控系统的监控站可能包括多台服务器、分散式应用软件及意外备援系统。为了提高系统的集成性,多个服务器常规划为双冗余或是热备件(hot-standby),在其中一台服务器故障时仍然可以继续控控制及监控整个系统。
二、站控系统应用情况
我公司与2010年建设远程监控系统,目前远程传输监控系统主要将门站、大型工商业用户等的现场数据实时传输到调度中心,调度中心值班人员了解到监测点管道的压力、温度、流量的变化,调度各站进出站压力、调整城市管网压力和对工商业用户的流量监控,防止用户偷盗气等。
1、门站远程传输的建设
我公司现有2座城市门站,2座高中压调压站,负责全市工商业及居民的燃气供应、压力调节、流量控制等。在门站建设远程传输监控系统中,我们通过在站内安装的工控机,配置相对应的站控软件,再经由RS-232转RS-485装置把信号传送到RTU或DTU设备,最后RTU或DTU设备通过GPRS移动网络(电话卡)发送至公司调度中心机房的方法,实现门站各项数据的实时传输。
RTU或DTU传输方式的优点在于设备安装上即可传送数据,RTU或DTU设备配置、安装简单易行,每月数据流量少于40M,投资少。
2、城市管网远程传输系统的建设
城市管网的稳定运行与市民还有各个工矿企业息息相关,管网压力大小与否直接影响着居民的生活和企业的生产,然而我公司在管网建设之初并没有预见到以后会增设远程传输设备,因此直接在管网上采集压力、温度、流量等数据难以实现。为了能够了解各处管网的工作状况,我们想到了监控在管网附近工商业用户的办法来解决问题。
这种用户的选择不是盲目的,要有针对性,管网的首末两端一定要有监控用户,中、低压管线上要有代表性的监控点,居民小区、工业用户集中地区要多选,比较偏僻的地区也要选,结合城市规划与公司输气情况,我们选择了具有代表性的工业站点10个,商业站点17个来监控城市管网压力的运行情况。
传输设备依然选择使用RTU或DTU设备,安装中我们需要向用户协调供电、安装位置、安全防护等事项。此类用户的安装,不仅可以实现管网压力的动态监控,辅助调度人员平衡气源调度,还可以实现对重要用户的气量监控。比如,有些工业用户与我公司签订了供用气合同,在合同中明确规定了每月的用气量,如有了监控后,我们能够及时的掌握企业的用气情况,合理调配气量,保证公司的利益。
3、对一些重点用的监控
在已选择的站点中,我们在主要的监控点或用户处安装有YCL-Ex型防爆热质流量开关,它的工作原理是通过与燃气接触的两个探针之间测量的温差变化,来确定燃气的流速,当流速低于或高于某一设定值时,其中的继电器接通或断开,输出开关量信号。它和流量仪表一同接入RTU设备,当监控点或用户使用天然气而流量仪表不工作时,流量开关就会通过RTU设备向调度中心报警,以此来确定监控点和用户是否存在设备损坏或偷盗气行为,确保公司利益不受损失。
4、在燃气管道抢险抢修中的作用
燃气管道虽然深埋于地下,但是随着城市的建设,各种道路拓宽,新管道、线路敷设,其他部门的道路施工,时常能造成燃气管道损毁,造成燃气泄露,管道压力降低。通过建立的这个监控系统,我们能及时的了解到哪个地方的压力过低,为了确保燃气的正常供应,调度中心可通知各个服务区的工作人员进行临时调压,保证用气安全。
三、未来趋势
1、硬件发展方面
远程传输监控系统将依据标准的网络技术,以以太网及TCP/IP为基础的通信协定会取代旧的专用协定。大部份的市场都已经接受了以太网的HMI/远程传输监控系统,只有一些少数特殊的应用会因为以帧为基础的网络通信特性(如确定性、同步、通信协定选择及耐环境性),无法使用以太网通信。
许多设备商已经开始提供特殊应用的远程传输监控系统,其主站建设在以太网的远程平台上。如此就不用在终端用户的设备上安装及规划系统,而且可以利用以太网技术、虚拟私人网络(VPN)及传输层安全中已有的安全特性。相关的问题包括安全性[1]、以太网链接的可靠度及延迟时间,是需要相关企业共同来探讨和解决的。
2、应用趋势
远程传输监控系统作为生产调度的核心系统,在数据统计、分析,管网运行调度模式和配合GIS系统运行方面将发挥更大的作用。
参考资料
1.Donald Wallace. How to put SCADA on the Internet. Control Engineering. 2003-09-01 [2008-05-30] (英文)。 (Note: Donald Wallace is COO of M2M Data Corporation, a SCADA vendor.)