SCADA解决方案在浙江天然气管线监控系统中的应用

项目背景

浙江, 中国 –中国新疆塔里木盆地是我国最大的天然气基地，探明储量至少可以为用户提供30年每年120亿立方米的用气。中国从2000年2月起开始启动西气东输工程，其目标是要将中国新疆、青海、川渝和鄂尔多斯四大气区生产的天然气输往以上海为中心的长江三角洲地区，同时也包括输往西宁、兰州、北京、天津和湖南、湖北等地区。作为从塔里木盆地到上海的西气东输天然气干线的主要支线工程,浙江省天然气开发有限公司将在今后10年时间内建设超过1,400公里的全省的天然气管网。从第一条管线——80多公里长的杭湖线开始，浙江天然气公司选择了Wonderware基于ArchestrA架构的以Industrial Application Server为核心的SCADA解决方案，来构筑站控系统和SCADA中心的软件架构和应用。利用这样的SCADA系统，可以实现对整个管线的独立和集中监控，分析管线的生产信息并优化整个管线的生产。同时，该SCADA系统强大的可伸缩性，重用性功能以及灵活的部署能力使SCADA中心在管线不断扩展的过程中具备无与伦比的优势。

挑战: 不断扩展的管道系统的集中监控
　　从建设管线的规划开始，浙江天然气开发有限公司就决定建设一个能集中监控全省天然气管道网络的SCADA中心，作为整个省天然气系统的监控调度中心。并且在通常情况下，所有的操作，监控，调度指令均由该中心发出，各场站均配置为有人值守，无人操作。同时，由于整个管线系统的不断扩展，如何建立一个随管线系统同步扩展的SCADA中心成为了一个极大的挑战。而以WonderwareIndustrial Application Server为核心的 Wonderware SCADA解决方案提供了非常适合的解决方案。Industrial Application Server具备强大的可伸缩性，能非常容易地实现系统的不断扩展；利用应用对象最大限度地实现工程重用，大大降低了工程开发和维护的成本，也大大降低了系统扩展时的成本和风险；Industrial Application Server构筑在Wonderware 的ArchestrA技术之上，具备无与伦比的灵活部署能力，是目前市场上最灵活，真正组件化的SCADA系统。同时，ArchestrA架构提供了今后软件功能扩展的无限空间。Wonderware向浙江省天然气开发有限公司建议了以Industrial Application Server为核心的FactorySuite A2系统，该系统集成了Wonderware的IndustrialApplication Server, InTouch 监控软件,IndustrialSQLServer实时数据库软件,ActiveFactory 报表及分析客户端软件和Suitevoyager工厂信息门户软件。利用该系统，可以监视控制对整个管线的操作，同时可监视分布在各场站的设备及过程-包括各种电动阀，调节阀，压力，流量，温度等参数。另外，该系统还通过Modbus® 串行协议与流量计算机等特殊设备进行通讯集成。同时，FactorySuite A2系统允许在IndustrialApplicationServer建立复杂的计算模型以满足用户要求。根据复杂的供气运营合同的规定，运营商必须有一个准确的基于基础的实时和历史数据的上下游用气的计算模型。因此，浙江天然气公司可在该SCADA系统上利用Industrial Application Server和IndustrialSQLServer来建立基于实时以及历史数据的统计模型来计算从上游的用气以及对下游的供气。此外，利用Suitevoyager，浙江天然气公司可将生产数据以及图表实时在全公司范围的Intranet上进行发布。

行业:
　　石油天然气

　　软件:

　　 Industrial Application Server

　　 InTouch View 8.0 graphics engine

　　 DA Servers

　　 SuiteVoyager 2.0 SP1 portal software

　　 IndustrialSQL Server 8.0 historian

　　 InTouch visualization software

　　 ActiveFactory 8.0 reporting and analysis clients

　　硬件:

　　 Modbus TCP/IP I/O Server

　　 Automation Object Server

　　 Visualization Node

　　 Historian Node

　　 Web Server

　　 Engineering Station

　　优点：

　　大幅降低工程费用

　　节减营造成本

　　增强响应和扩展的敏捷性能

　　提升全企业的标准化程度

　　高度分布式应用管理

　　

　　

集成的解决方案

　　
　　简单以及安全的应用复制和重用

　　Wonderware的 Industrial Application Server, 构筑在 ArchestrA 工业软件架构之上。对于浙江天然气SCADA中心的应用来说，确实是一个明智的选择。Industrial Application Server 只需要简单的鼠标拖拽便可以生成描述过程或设备的实际应用对象，例如泵，阀门，变送器，PLC系统 – 或整个生产单元。对象的生成可由同一类的模板复制多次来生成多个，而这些模板包含了所有需要监控的特性，象历史记录，输入输出，报警事件等。更重要的是，Industrial Application Server 的安全模式提供了数据级的安全，这对于保证系统操作的安全性尤为重要。Industrial Application Server’s 的面向对象的工程方法及灵活高效的系统部署方式使浙江省天然气SCADA中心的系统在从目前的80多公里的管线扩展到超过1,400公里时能非常容易地扩展和集成，这一点在每个场站设备都基本相似的情况下尤其变得优势突出。Industrial Application Server提供直观的工厂模型，可以按照真实的场站结构来组织工程，使工程数据具有和真实过程与设备对应的层次结构，避免了过去工程数据难以维护和管理的扁平结构。与此同时，由于管线系统是一个典型的分布式系统，构建在(暂不可见)框架上的ArchestrA提供了对应于这样分布式系统的分布式平台，使该系统无论今后在系统规模的扩展还是系统功能的扩展都变得非常容易。

　　总结

　　随着浙江省天然气管线的扩展，浙江省天然气开发有限公司将成为全省天然气管线的运营商。建立在Wonderware的ArchestrA架构上的SCADA中心，将成为全省天然气管道的监控和调度中心，在这套系统上，将会不断扩展其规模和功能。ArchestrA架构提供的SCADA系统软件架构和应用，还对今后的工程组态以及维护提供了极大的便利，也节约了相当的成本。同时，在这个软件架构上可以扩展与天然气运营系统经济指标相关的若干子功能。更重要的是，浙江省天然气SCADA中心的应用案例提供了ArchestrA这种分布式架构在管线系统这样典型的分布式系统应用中的典型示范。
　　

　　“Wonderware的 Industrial Application Server 使我们的SCADA系统可以随着管线的建设而不断扩展，”浙江省天然气开发有限公司负责本项目的项目经理钱济人先生说,“同时，ArchestrA架构也给我们提供了在软件上进行功能扩展的无限空间。”利用Wonderware所提供的新的基于ArchestrA架构并以IndustrialApplicationServer为核心的SCADA系统，浙江省天然气开发有限公司在未来十年中将不断地扩展他们的管线系统。

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CAD SCADA 天然气地区软件管道系统

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