| 标题 | 远程传输监控系统在城市燃气中的应用 |
| 范文 | 胡诚 摘 要：燃气管网远程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，用于现场监测和自动化管理。本文以目前城市燃气中应用最为广泛的SCADA远程传输监控系统为例，简单介绍了SCADA系统的结构、特点和具体应用实例，展示了该系统对于城市燃气的先进性和重要性。 关键词：远程传输；监控系统；城市燃气 随着人们生活水平的不断提高，我国的城市燃气规模不断扩大，燃气的安全运行成为人们日益关注的话题，但传统的城市燃气监控系统已难以及时有效地监控越来越庞大和复杂的燃气线路。因此，自动化程度更高、功能更完善、安全性更好的远程传输监控系统——SCADA系统应运而生。 1 SCADA系统的结构 SCADA系统包括以下几个主要组成：监控计算机、远程终端单元（RTU）、可编程逻辑控制器（PLC）、通信基础设施、人机界面（HMI）。 监控计算机是SCADA系统最重要的组成部分，相当于整个系统的大脑，负责收集城市燃气的所有监控数据并向现场的执行设备输出控制指令。 远程终端单元（RTU），负责连接燃气线路中的相关传感器和执行器，同时与监控计算机联网，向监控计算机传输传感器收集的监控信息，并将监控计算机输出的控制指令传递给执行器。 可编程逻辑控制器也被称为PLC，作用与RTU相同，但其性价比更高，功能更齐全，灵活性更高和可配置性更好，因此经常被用来代替RTU作为现场设备。 通信基础设施负责将监控計算机系统连接到远程终端单元（RTU）和PLC，并且可以使用行业标准或制造商专有协议。 人机界面（HMI）是SCADA系统的显示界面，负责将从传感器收集到的各种监控信息转化为驱动模拟图和趋势图。操作员可以通过该界面了解到燃气系统的实时监控情况，并创建监控报告或发出相应处理指令。 2 SCADA系统的特点 2.1 通信能力强 SCADA系统的数据通信方式有有线通信和无线通信两种，有线通信一般指光纤或ADSL通信，由于建造和维护成本较高，目前已较少使用；无线通信一般指GPRS和CDMA网络通信，由于CDMA网络通信速度和系统容量远优于GPRS网络，目前已成为SCADA系统的主流通信方式。 2.2 拓展性强 SCADA系统支持多种通信协议，比如OPC、ODBC和SQL等，可以十分方便的和GI等系统通信。此外，SCADA系统的远程终端单元采用的是TCP/IP的开放式协议，并且所有的系统源程序都是一直处于开放状态，因此可以非常便捷的增减与系统连接的远程终端单元的数量，以满足日后城市燃气不断扩大的规模需求。 2.3 响应速度快 SCADA系统除了可以采用轮询方式进行系统监控外，还可以通过远程终端单元向服务器传输、CDMA网络组网的方式，同时采集和处理所有燃气线路监控点的各种数据，并且由于CDMA的实时在线特性，可以实现SCADA系统的无时延工作，提供更快的系统响应速度。 2.4 建设成本低、维护方便 传统的光纤通信需架设电缆，易受地形限制，且后期维护工作量大。而采用CDMA网络的无线通信方式工作的SCADA系统无需架设光纤，只需安装发信设备即可工作，建设成本低，且安装时调试程序简单，后期维护只要处于CDMA网络覆盖的区域，都可以直接进行在线维护，节省了大量的人工和时间成本。 3 SCADA系统在城市燃气中的应用 3.1 门站工艺系统中的应用 SCADA系统可以对门站进气总阀、橇装往复式压缩机等重要位置的温度和压力进行远程监控，以保证燃气线路的正常工作。对阀位开关进行远程监控的阀门安装在流量计和调压器前控制阀门的位置，采用霍尼韦尔的压差变送器进行数据监控；橇装往复式压缩机的远程监控SCADA系统是通过与压缩机配套的PLC柜机连接来实现的，PLC柜机中的通风正压盘可以将压缩机中压缩天然气的温度和压力等信息上传给SCADA系统，SCADA系统在根据这些信息控制压缩机中循环水的运行或是紧急停机等方式对压缩机进行远程操控，从而保证燃气的正常供应。 3.2 数据采集中的应用 SCADA系统通过CDMA网络可以实现与生产指挥调度中心计算机监控系统的双向信息传递，从而可以将城市的实时用气信息及同步上传到生产指挥调度中心，省去原始数据的统计工作，节约了大量的时间和人工成本。同时生产指挥调度中心可以根据统计数据了解城市的用气高峰期与低谷期，方便后期遇到用气突发情况时，作为用气量调整的参考依据，确保城市的用气安全和稳定。 3.3 调压器中的应用 由于实际使用过程中，城市用气会存在用气量波动，因此需要通过调压器适当调整燃气管道的供气压力以减轻燃气系统的工作压力。目前调压器一般由超压切断阀来调节，通过将超压切断阀的开关情况和调压器内膜开度等信息上传到PLC机柜后，SCADA系统通过联网即可准确了解各燃气管道的运行压力。如果下游燃气用户的用气情况发生变化，SCADA系统即可远程监控获悉变化情况，并发送指令信号给调压器进行燃气压力的调整。 3.4 后备应急预案的应用 城市燃气一旦发生泄漏，极易引起极为严重的经济和人员损失，SCADA系统可以提供相应的后背应急预案，当发生燃气泄漏时，及时切断上游燃气，降低安全隐患。具体执行时，通过在进出站的燃气管道上设置电动球阀，并将电动球阀的开关连接到PLC机柜中，就可以通过SCADA系统根据事故现场的紧急事故等级进行远程阀门切断操作，从而实现进出站燃气管道的强制切断，大大提高城市燃气使用过程中的安全性。 4 总结 本文简单介绍了SCADA远程传输监控系统的结构、特点和应用实例，阐明了SCADA远程传输监控系统在实时采集现场数据，对现场进行本地或远程的自动控制等性能优势，同时SCADA远程传输监控系统的存在也为城市燃气的生产、调度和管理提供了必要的参考数据，提高了城市燃气系统的运行效率和管理水平，较好地满足了城市燃气管网监控的需要。 参考文献： [1]孙宗文.BBRTU在液化天然气管线SCADA中的应用[J].石油化工自动化，2009，45（2）：21.23. [2]吴爱国，何信.油气长输管道SCADA系统技术综述[J].油气储运，2000，19（3）：43.46. |
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