SCADA系统技术方案书Word文档格式.docx
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2.5.1总体设计要求 75
2.5.2网络系统设计原则 75
2.5.3网络设备选型依据 76
2.5.4网络系统设计方案 78
2.5.5通信协议要求 78
2.5.6网络系统设备配置 78
2.6各个子系统间的接口方案 79
2.6.1本项目中SCADA系统与仿真系统的接口 79
2.7各个之间的通信协议作详细描述 81
2.7.1报表 81
2.8WEB发布 88
3.ENGINEERINGPROPOSAL 92
3.1工程管理 92
3.1.1概述 92
3.1.2项目管理组组织架构 92
3.2设计会议 95
3.3工程进度 96
3.3.1工程进度总体概述 96
3.3.2总体调试进度 97
3.3.3工程报告 98
3.3.4SCADA系统现场调试进度 100
3.3.5PLC/RTU系统现场调试进度 104
3.3.6仪表现场调试进度 107
3.3.7整体联动调试安排 110
3.3.8设备的包装和运输 113
3.3.9服务和安装 114
3.4代维 114
4.TRAINING...................................................................................................-120-
4.1培训......................................................................................................................................................-120-
4.1.1目的...............................................................................................................................................-120-
4.1.2培训计划.......................................................................................................................................-120-
6BILLOFQUANTITY 123
6.1SCADA系统 123
6.2大屏幕系统 131
6.3子站系统 133
采集站：
133
电力用户站 135
预调站 137
切断站 139
公共用户站 141
工业用户站 143
6.4仿真系统 145
7.PRODUCTDESCRIPTION 146
7.1RTU站说明 146
7.2仿真说明 153
7.3本工程SCADA应用说明 176
7.3.1NDCandFBCSCADASystemSolution（国家调度中心和灾备中心） 176
7.3.1ManagementCenters（RegionDispatchingCenter）（区域中心） 191
8EFERENCES 194
8.1TransCanadaTransmission 194
8.2EdisonGas 196
8.3DominionResources 198
8.4Sichuan 200
9 附件 202
附件1RTU站RTU控制箱和仪表按装施工方案 202
1.ExecutiveSummary
1.1工程简介
阿尔及利亚天然气输配管网调度自动化监控系统项目共设463个子站。
中部地区140个站，东部地区180个站，西部地区143个站。
输配管网调度自动化监控系统主要由SCADA、仿真两个子系统构成，各子系统间通过系统集成实现数据交换和数据共享，使整个系统更加高效地运行。
SCADA系统采用了TELVENT公司的OASYS系统，调度监控中心通过独立冗余广域网与各本地监控站建立通信，轮询所有本地监控站，获取燃气管网运行的实时数据，实现
SCADA系统的遥测、数字量、遥控、遥调功能，完成对全管网数据集中监控和调度管理。
本地监控站使用施耐德公司的RTU采集和处理现场压力、温度、流量、阀门状态等实时数据并标记时间标签，分别将这些数据传给调度中心服务器和本地监控站上位机，本地站上位机提供数据显示、历史数据存储和查询、输出报表统计、趋势图查询、报警管理、阀门控制、交接班管理、事件管理等功能；
调度中心服务器将RTU提供的实时数据分类存入实时数据库，再按要求分类存入历史数据库，操作员站作为客户端显示实时数据、进行历史数据查询、报表管理、趋势查询、报警管理、事件管理、紧急情况下远程阀门控制、远程程序下载、燃气组分发布等等，根据需要可以将显示界面在调度中心DLP大屏上显示，调度员根据压力或流量情况给本地监控站下达调度指令，调用相关本地站视频监控图像进行现场监控。
仿真系统采用ESI公司的仿真软件，在SCADA系统和地理信息系统的基础上，实现各种仿真、负荷预测、离线决策、培训等功能，为调度决策的最优化提供基础。
仿真系统由地理信息系统提供管网拓扑和设备属性数据建立仿真模型，由SCADA系统提供管网运行实时数据进行在线仿真，由SCADA系统提供管网运行历史数据和手工输入数据进行离线仿真。
利用仿真可进行存量分析、高压中环输配管网的存气时间分析、趋势分析、过压/欠压分析、泄露监测、泄露定位等。
在大量历史经验数据的基础上，根据大气温度，阴天、晴天、雪天等气象数据，确立相应的数学模型，预测中短期内的用气负荷变化规律，为保证天然气的供需平衡和正常供气，提供调度决策支持。
仿真系统不但为供气管理提供重要技术支持，也为天燃气设计提供有力的支持。
1.2工程概况
阿尔及利亚天然气输配管网调度自动化监控系统项目工程，国家调度中心，调度中心的灾备中心，3个区域中心（中部区域中心，东部区域中西，西部区域中心），463个RTU子站（本期实施），系统提供的数据库容量可扩展到含盖
SONELGAZ的所有站点，并有一倍的预留余量，即相对于大约2000个RTU站的100%的余量。
也考虑到在南方设置第四个区域中心，第四个区域中心和前三个区域中
心规模相同。
1.2.1天然气输配管网调度自动化监控系统
监控系统按分层分布式全网络广域网结构配置，主要分三层组成：
第一层：
中心调度层
通过通信网络与国家调度中心、灾备中心、区域中心建立通信，构成SCADA系统，实现全管网运行状况的数据采集、集中监控和调度管理。
通过WAN网络，将SCADA系统提供的管网运行状况监测数据、仿真系统提供的管网相关资料和数据有机地统一起来，通过对阿尔及利亚天然气管网进行模拟仿真计算，为管网的调峰调度、抢修处理和优化设计等提供强大的技术支持，从而在安全运行的基础上，通过优化供气方案，降低运行成本等，增强企业的管理水平，提高企业的经济效益。
第二层：
网络通信层
国家调度中心、灾备中心、区域中心通过网关接入到sonelgaz骨干网（SDH），
WiMAX的发射天线连入sonelgaz骨干网（SDH），RTU站接入到区域通信平台，区域通信平台依靠WiMAX技术接入技术建成的WAN网络。
WiMAX可确保最佳的覆盖小于50公里范围的RTU站，RTU站点的距离在100公里通过微波连接网络上.
-近80%的站点RTU站距离低于50公里，
-近15％的站点的RTU站距离介乎50and100公里，
-近5％的站点的RTU站离大于100公里。
在全系统的通信中，国家调度中心、区域中心与各监控站点之间属于主从关系，区域中心以轮询方式采集各监控站点数据，当发生紧急报警信号时，自动中断正常轮询方式，子节点直接将紧急报警信息发往区域中心。
第三层：
本地控制层
本地控制层由RTU/PLC、智能仪表、传感器和变送器、电动执行机构等组成，独立完成各本地监控点的数据采集和闭环控制功能。
为国家调度中心、灾备中心、区域中心提供可靠的现场实时数据，同时也能接受国家调度中心、灾备中心、区域中心发来的控制命令和参数设定指令。
当RTU/PLC收到国家调度中心、灾备中心、区域中心发来的遥控命令时，优先执行遥控命令。
当紧急报警或现场检测的数据发生变化时，RTU/PLC主动及时将这些信息传送到国家调度中心、灾备中心、区域中心。
1.2.2项目
工程项目包括了整个管网调度自动化监控系统的建设。
该工程包括：
国家调度中心、灾备中心、3个区域中心建设
69个采集站，59个预调压站，35个电力用户站，109个阀室，136个公共用户站，55个工业用户站
各子站采用了施耐德modiconM340RTU。
阿尔及利亚天然气管网仿真系统平台优化和应用功能扩展。
相应的网络和通信建设。
463个站点所需的现场检测仪表、变送仪表和执行机构。
构成系统所需的电缆、电线和设备安装所需的辅材。
卖方以“交钥匙”方式完成本项目，并负责保证整个调度监控系统（和各个子系统）工作良好。
1.3执行标准
名称：
编号
国际标准化组织标准 ISO相关标准
国际电气电子工程师协会标准 IEEE相关标准
国际电工委员会标准 IEC相关标准
供电电源标准 IEC651
美国燃气协会燃气流量测量 AGA（最新版本）报告国际电信联盟（ITU） ITU相关标准
电子工业协会（EIA）推荐标准 EIA相关标准美国国家标准化组织 ANSI相关标准
美国防火协会推荐的标准 NFPA相关标准
工业过程测量和控制设备的电磁兼容性标准 NFC46-021
IEC801.2标准的第二部分静电的放电标准 IEC801.2
工业过程测量和控制的电磁兼容性标准 NFC46-022
测量和控制设备的静电电场的辐射标准 IEC801.3
工业测量和控制过程的电磁兼容性标准 NFC46-023
有关电流瞬变部分 IEC801.4
网络通信协议 TCP/IP
◆计算机信息系统防雷保安器 GA173-2002
◆雷击电磁脉冲的防护 IEC61312
◆通信线路防雷标准 IEC61663
质量管理体系标准 ISO9000
环境管理体系标准 ISO14000
职业健康安全管理体系认证 ISO18000
2.TechnicalProposal
2.1调度监控系统设计总原则
2.1.1调度监控系统总体框架
SCADA调度监控系统分为三层第一层：
中心调度层按功能划分，主要由调度监控系统、仿真系统构成。
调度监控系统，采用从加拿大TLVENT公司引进的国际上先进成熟的SCADA监控系统OASYS软件平台。
在根据阿尔及利亚的具体情况，通过广域网与各区域中心点建立通信，获取燃气管网运行的实时数据，实现SCADA系统的遥测、数字量、遥控、遥调等功能，完成对全管网数据集中监控和调度管理。
仿真系统，采用美国规格工程公司的针对燃气行业的仿真系统平台软件，在
SCADA系统和地理信息系统的基础上，实现各种仿真、预测、离线决策、培训等功能，为调度决策的最优化提供基础。
系统的网络通信包括局域网通信、广域网通信两部分。
局域网通信，各区域中心与下属各子站采用无线通讯方式。
广域网通信，对于SCADA系统的广域网通信，从中心调度层到各区域中心之间的广域网连接，通过广域网路由器和租用专业通信公司的信道，以光纤方式传输，实现远程数据的传递和交换。
对于外部访问的广域网通信建设，遵循与公司内网分离的原则，另外设立，确保全系统的安全性。
系统的通信结构全部采用星型拓扑结构。
在全系统的通信中，调度中心与各区域中心是平等关系，各中心之间的数据进行同步处理，保证调度中心和区域总心的数据一致。
本地监控层
本地监控层采用施耐德的RTU（M340）、其他厂家的智能仪表、传感器、变送器、电动执行机构等组成，独立完成各本地监控点的数据采集和闭环控制功能。
通过网
络通信，为调度中心提供可靠的现场实时数据，同时也能接受调度中心发来的控制和参数设定指令。
当SCC的RTU/PLC收到调度中心发来的遥控命令时，立即执行遥控命令。
当紧急报警或重要的模拟量发生变化时，RTU/PLC中断SCADA系统的轮询通信方式，以抢占式的“逢变则报”形式通信，主动及时将这些信息传送到控制中心，完成后，自动恢复SCADA系统的正常轮询通信方式。
2.1.2调度监控系统组成
阿尔及利亚天然气管网调度监控系统主要由国家调度中心、灾备中心、区域中心SCADA系统、仿真系统、现场检测仪表、传感器、变送器、执行机构等部分组成，实现管网的实时中央监控和统一调度管理的功能。
按功能划分，系统结构示意图如图所示。
阿尔及利亚燃气传输网络SCADA系统结构图
2.1.3系统使用方式和对象
卖方提供系统可以满足调度中心大楼内相关部门及分布于各分公司的相关部门和分布于管网上的各个站点部门人员的使用要求。
领导及相关人员出差时或在家中都可以随时随地进行浏览和查询，了解管网的运行情况。
系统可以C/S结构的方式为主进行维护和管理，可以满足500人以上的Web方式浏览信息，支持远程诊断功能。
2.1.4调度监控系统设计原则
2.1.4.1设计原则
卖方提供的系统的先进、稳定、可靠、严格按照指导原则设计。
ü
GON法则（General Purpose Computer and Network， Off-the-SelfSoftware，andNameBrandEquipment），即采用通用型计算及网络，成熟的软件产品和名牌设备，使得系统性能价格比最高，投运和收益最快，维护和扩展最方便。
系统平台一致性，整个系统采用统一的操作系统平台和数据库平台，使各功能子系统实现有机地统一。
实用性和稳定性是系统设计遵守的基本原则和出发点。
不单纯追求先进,也不片面强调价格,在实用的前提下以高的性能价格比,选定硬件和软件。
采用开放式结构，这种系统结构保证了交给用户的系统是一个伸缩性很强的系统，允许工程分期分批建设，不必改动系统的基本结构就可以从小规模，扩展到最大允许配置，同时允许用户根据业务的发展和工艺的改变而进行系统控制方案的改变，不需要增加其它的设备或对系统进行大的修改，节约用户的投资。
采用分布式结构，将系统负荷合理分布到各节点上，使风险分散，保障了系统的高可靠性，不会因为单个站点的故障而引起整个系统的瘫痪。
同时，由于任务的分散执行，使得系统的响应速度和处理复杂问题的能力大大增强。
系统软件选用安全可靠，标准化设计，模块化结构，开放性强，具有多用户、多任务处理功能，且运行成熟、通用性强的实时操作系统；
软件从设计到实现充分考虑模块化、接口的完整、规范和开放，为今后的应用发展和第三方软件集成留下可实现的开发级开放平台，最大限度保障用户的投资利益和系统的可持续发展；
同时对用户进行功能开放，做到现有的功能和功能调整不修改原系统的任何程序代码，保证系统的安全可靠与应用的灵活多样性；
系统软件具有柔软的适应性，不受系统硬件平台的限制，适用于各种统一的硬件平台系统及异构硬件平台系统。
在异构的计算机机型、不同的计算机操作系统混合支撑环境下，具有相同的调度操作员功能和使用界面、统一的系统维护功能、一致的数据结构和标准的应用平台接口；
系统配置大型商用数据库，并具有完善的数据库管理机制，保证系统数据的一致性，在线数据库再构造不会丢失现存数据，适用于地铁系统的改变和扩容，以及C/S使用环境；
关系型数据库管理系统可在显示屏上交互对话。
该数据库能基于数据类型、数据位置、集成系统和/或设备类型进行检索、分类和列表或打印等功能，具有密码保护功能；
系统应用软件的开发是面向管道煤气运营、维修、管理等方面的应用，满足各类用户对系统运用的需求。
系统应具有较强的可维护性和可扩展性强，系统维护软件具有面向城市管道煤气系统应用的图模库一体化开发维护工具，大大减轻了用户的工作量，便于系统的维护及二次开发；
软件系统设计容量考虑未来系统扩容的裕度；
主控系统的设计，除配置高性能的硬件和快速的通道外，还配置一系列的软件系统予以支持，以构成完善的主控系统。
本次投标采用的是TLVENT OASYS自动化系统，其平台软件OASYS具有模块化、标准化和实用化等诸多有点，适用用于管道煤监视和控制是先进性和成熟性的完美统一。
OASYS综合监控软件采用分层、分布、高可靠性、高安全性、高实时性等设计原则，保证内核的高效稳定运行，是本项目的最佳的解决方案。
OASYS平台软件在设计上采用了软件业流行的分布式对象结构，使各个软件模块
“即插即用”，从概念上理解，OASYS的软件结构如下：
TLVENTOASYS软件结构图
2.1.4.2设计遵循的标准、规范和单位
所有扩展ASCII码字符集中的字符都可用于数据库，报表和显示。
系统的屏幕显示和报表输出使用法文，以便于日常操作。
培训课程使用法文，并提供相应的法文教材。
2.1.4.3监控系统技术方案设计要求
整个系统利用先进的控制技术和网络通信技术，通过完善的软硬件结合，建立一套水平先进、性能可靠、科技先进、效果卓越、性能价格比高的计算机调度管理系统，保证整个输配管网高效、安全、稳定的运行。
系统采用开放式结构，具有灵活的硬件系统构成及更好的支持分布式计算机环境。
既考虑到兼容目前已有的系统资源，也面向将来的技术发展。
各层次模块采用成熟先进的技术和产品，局部改进升级即能够始终保持整个系统的先进性。
所有的子系统和功能模块均具有独立的自适应冗余结构。
系统实现功能分布处理的策略，基于功能/数据模块化的原理，可以防止功能分布处理不当而引起通信"
瓶颈"
效应的发生。
系统采用双通道、双服务器冗余等技术，有效地提高了系统的稳定性和可靠性，且有效地分担了系统负荷。
系统具备自校、诊断和排除一般性故障的能力。
2.1.4.4应用软件系统
2.1.4.4.1应用软件系统特点
系统提供完善的模块化设计的应用软件包及系统调试软件包。
系统配置的应用软件满足系统各种功能要求。
应用软件为模块化设计，各种应用软件模块接口简单，一个模块故障不会影响其他模块运行。
应用软件应具有良好的开放性。
用户在遵循操作规则的前提下，可根据运营的要求，在线建立、修改、编辑、增扩系统数据库及用户画面等应用软件，并可对系统进行二次开发，而无须修改软件程序。
编制、组态和修改简单方便，用户经过简单的培训就能独立进行系统的维护、改进和扩展工作。
修改过程遵循安全可靠的原则，在修改内容未经维护人员确认不能刷新实时数据库，必须经过确认后，才自动刷新控制中心所有相关数据库。
具有组态特性，通过配置方式完成各种系统功能的组态。
配置综合测试、诊断软件包，可诊断所内各种设备故障，故障标志到板级。
具有看门狗、自诊断、自恢复功能。
支持各种标准的通信协议，如系统通讯软件支持OPC协议，支持国际上流行的标准和协议，如
TCP/IP、Modbus、ModbusPlus、Controlnet、Can、Profibus、Lonworks、FF等总线协议。
提供各种实时数据库的API函数，用于第三方应用软件访问实时数据库；
提供关系数据库的ODBC接口，用于第三方应用软件访问历史数据库；
支持各种自定义协议；
系统应用软件包括以下主要的通用功能模块：
Ø
人机接口，提供了监视和控制设备的各种显示，以及其它功能，包括用户访问、用户显示、总体显示、报表和打印服务等；
计算引擎，它是对数据库进行完全集成的一个电子表格，在数据库的这些点上执行数学的、逻辑的或统计的功能；
事件处理：
处理整个系统所发生的重要事件，包括所产生的报警信息，且被永久性的存储，同时还能存入离线的储蓄介质中。
所发生的事件可以从事件显示部分中查看，并把它送到日志打印机中，进行打印；
事件管理程序，负责接收、组织及发送实时事件，这些实时的变化可以生成立即的应答动作；
实时时钟触发管理程序，它在确定的时刻通过向相关过程发送唤醒消息来触发程序动作；
报警处理：
报警功能与实时数据库值相关联，报警报发生时就向操作员实
时显示出一份报警列表，警报根据紧急程度的不同而分配不同的级别。
此报警列表可以归类或者过滤，并且提供了用于报警确认的工具；
历史：
对所搜集和被系统处理过的信息的永久性储蓄，这些信息包括实时数据，数据库值及其出现日期可以按时间先后记录下来；
趋势：
提供一种以图形方式观测实时或者历史数据的方法，多种数据对象能够在一个单一的趋势显示中进行查看，同时提供了用于管理各种显示的获得额外细节的各种实用工具，可以当作发展趋势来观察历史值，它们可以显示在一个窗口中；
报表：
可以依据预定的计划生成各类报表。
各级应用程序采用模块化设计结构，具有易修改、易开发、易扩展的特点。
人机接口模块
系统具有强大的人机接口模块，如华为我方，我方将根据用户运营需要完成人机界面体系设计，系统人机界面组态功能保证人机界面体系设计的实现。
人机接口模块功能包括：
图形应用功能
OASYS可显示多种图形及曲线，包括：
（a）系统主接线图
主接线图能完整反映系统的运行状态在主接线图上可进行遥控操作
（b）曲线图、棒图、饼图
统计图形（曲线图、棒图、饼图）均可动态生成、用户通过菜单方便地选择对象、时标、时间区间、坐标轴的最大、最小值、可同时生成并显示一系列的统计数据。
（c）趋势曲线
可使用历史数据和实时数据趋势显示各种动态曲线，数据可以以表格显示或打印出任意时间段的内容,趋势点可选择历史数据库或实时数据库中需要的
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