1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 天然氣閥組遠程監(jiān)控方案設(shè)計 一、 引言 傳統(tǒng)的人工巡更的方式由于天然氣閥組間地域分布較廣，每次巡更需要消耗大量人力及物力等資源，工人工作效率低，同時公司領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門無法及時、動態(tài)地了解天然氣閥組間的狀態(tài)信息，阻礙了公司信息化管理水平的進一步提高。 另外，由于未對天然氣閥組間實施24小時連續(xù)在線監(jiān)測天然氣濃度，當天然氣閥組間發(fā)生天然氣泄漏時，管理部門無法在時間獲取該緊急情況，存在著極大的安全隱患。 為了進一步提高天然氣集輸公司安全管理水平及信息化管理水平，提高資源利用率、提高員工工作效率、降低生產(chǎn)運行成本，建議實施天然氣閥組間遠程監(jiān)測及管理系統(tǒng)。 該系統(tǒng)利用先進

2、的計算機技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對各天然氣閥組間的天然氣濃度、管道壓力的自動測量、數(shù)據(jù)存儲、分析、統(tǒng)計等，公司領(lǐng)導(dǎo)及管理部門可及時了解的天然氣閥組間安全及生產(chǎn)情況，為公司領(lǐng)導(dǎo)快速、準確地天然氣閥組間狀態(tài)信息、制訂生產(chǎn)決策提供科學(xué)依據(jù)。 二、 設(shè)計原則 安全可靠 經(jīng)濟可行 技術(shù)先進 易于擴展 1. 安全可靠 由于系統(tǒng)應(yīng)用場合為易燃易爆場所，作為系統(tǒng)投入使用的前提，我們對系統(tǒng)特別是現(xiàn)場采集系統(tǒng)采取了隔爆、防爆措施，地保證了系統(tǒng)的安全可靠。 同時通過各類措施防止系統(tǒng)設(shè)備自身的被盜問題。 2. 經(jīng)濟可行 本系統(tǒng)充分在已有的設(shè)備的根底上，通過無線方式傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利用計算機對數(shù)據(jù)

3、開展綜合管理，并根據(jù)需要打印各類報表。此系統(tǒng)的使用必能大量節(jié)約人力、物力支出，降低了工人的勞動強度，提高了工人的工作效率，具有很好的經(jīng)濟效益。 3. 技術(shù)先進 本系統(tǒng)結(jié)合了計算機技術(shù)、無線通信技術(shù)，使用微軟的大型數(shù)據(jù)MS SQL Server作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，使用專用軟件開展數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計，保證了系統(tǒng)的先進性。 4. 易于擴展 本系統(tǒng)采用開放的設(shè)計模式，無論是軟件功能還是硬件采集單元所采集的信號均可方便地擴展。 三、 系統(tǒng)構(gòu)造 本系統(tǒng)按照功能可分為五個部分，分別為： 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理單元 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò) 天然氣閥組間供電單元 數(shù)據(jù)管理平臺 計量數(shù)據(jù)綜合管理軟件。 （一）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理單元 采用

4、威控科技無線低功耗測控終端RTU-1600，由中央處理器、信號（數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換模塊、通信接口模塊組成。 四、工作原理： 中央處理單元（CPU）定時對8路模擬量開展數(shù)據(jù)采集，模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量； 定時通過RS-232接口與現(xiàn)場壓力儀表等智能設(shè)備通訊，并將其值存入內(nèi)存； 數(shù)字信號經(jīng)運算、處理后轉(zhuǎn)換為實際測量值，存入內(nèi)存； 以主動（定時）或被動（呼叫）的方式向CDMA1X通信模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，并可根據(jù)管理計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)改變現(xiàn)場的參數(shù)。 五、相關(guān)技術(shù)參數(shù)： 1.輸入信號 （1）8路420mA或者020/010VDC模擬量：管道壓力、室內(nèi)天然氣濃度及電池電壓等 （2）通過RS232與氣體緊急迫

5、閥控制器LINEGUARD2100開展數(shù)據(jù)通信，獲取管道壓力等數(shù)據(jù) （3）RS-485 2.輸出信號 （1）4路開關(guān)量輸出 （2）RS-232 3.儀表特點 （1）具有看門狗電路，儀表永不死機 （2）具有斷電數(shù)據(jù)保護功能 4.通訊模塊：內(nèi)嵌通訊協(xié)議，可與CDMA1X通信模塊開展數(shù)據(jù)通信 5.數(shù)據(jù)發(fā)送方式： （1）定時主動發(fā)送：可設(shè)定時間定時向中心站發(fā)送數(shù)據(jù) （2）被動發(fā)送：由計量管理中心的計算機發(fā)出發(fā)送指令，接收該指令后發(fā)送數(shù)據(jù)。 （二）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：采用*公司的CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 CDMA1x技術(shù)是當今的通訊技術(shù)，具有容量大，傳輸速度快，質(zhì)量高等優(yōu)點。其快速的信息響應(yīng)時間和分組交換技

6、術(shù)，可保證用戶實時在線和信息的迅速傳遞，利用CDMA技術(shù)開展數(shù)據(jù)傳輸是理想的方式。 六、其特點如下： 1.可實現(xiàn)點對點、中心對多點等數(shù)據(jù)傳輸。 2.實時在線，實時開展數(shù)據(jù)傳輸，因使用獨立的數(shù)據(jù)信道，不爭奪話音信道資源，因而性能更穩(wěn)定。 3.資費低，按數(shù)據(jù)流量收費，沒有數(shù)據(jù)量傳遞時，不產(chǎn)生費用。 4.傳輸速率可達153.6kbps,約為GPRS的5倍。 5.組網(wǎng)簡單，無縫覆蓋。 6.可方便聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)?？梢钥鐓^(qū)域、省市使用，不存在漫游費用，節(jié)省通信開支。 （三）天然氣計量間供電單元。 由于天然氣計量間具有很高的防爆要求，并且無法提供220V交流電源，因而考慮采用太陽能電池對位于計量間的數(shù)據(jù)采集單元

7、及無線通信模塊提供電源。 太陽能供電系統(tǒng)包括：電池板、蓄電池、控制器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、控制箱及附屬配置（電線、接插件等）。 太陽能供電系統(tǒng)規(guī)格： 1.光伏電池板符合國家標準。使用壽命10年。 2.蓄電池符合信息產(chǎn)業(yè)部電信設(shè)備進網(wǎng)標準。正常浮充使用壽命3年。 3.控制器為智能控制，并具有過放、過充保護及防反接、輸出短路、過載、溫升保護功能。 該太陽能供電系統(tǒng)在*4h/d，連續(xù)陰雨天3天的情況下，能夠24小時連續(xù)提供12V/100mA直流電源，并且保證每小時提供為期2分鐘的12V/0.5A供電。 （四）數(shù)據(jù)管理平臺：采用微軟公司的SQLServer2000大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 該系統(tǒng)易于維護，可

8、滿足大型數(shù)據(jù)管理的要求，同時該管理平臺可與油田公司現(xiàn)行的工程數(shù)據(jù)庫ORACLE系統(tǒng)方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 SQLServer2000是微軟公司版的大型數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其性能指標在各方面都有趕超Oracle數(shù)據(jù)庫的趨勢。 SQLServer2000是一個功能完備的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它包括支持開發(fā)的引擎、標準的SQL語言、擴展的特性（如復(fù)制、OLAP、分析）、存儲過程、觸發(fā)器等特性。 易用性 SQLServer與Windows界面風格完全一致，且有許多“向?qū)В╓izard）”幫助，因此易于安裝和學(xué)習。 兼容性良好 由于今天Windows操作系統(tǒng)占領(lǐng)著主導(dǎo)地的位，選擇SQLServer一定會在兼容性方面取

9、得一些優(yōu)勢。另外，SQLServer2000除了具有擴展性，可靠性以外，還具有可以迅速開發(fā)新的因特網(wǎng)系統(tǒng)的功能。尤其是它可以直接存貯XML數(shù)據(jù)，可以將搜索結(jié)果以XML格式輸出等特點，有利于構(gòu)建了異構(gòu)系統(tǒng)的互操作性，奠定了面向互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)應(yīng)用和服務(wù)的基石。這些特點在。NET戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要的作用。 數(shù)據(jù)倉庫 MicrosoftSQLServer2000增加了OLAP（聯(lián)機分析處理）功能。OLAP可以通過多維存儲技術(shù)對大型、復(fù)雜數(shù)據(jù)集執(zhí)行快速、的分析工作。數(shù)據(jù)挖掘功能能夠揭露出隱藏在大量數(shù)據(jù)中的傾向及趨勢，它允許組織或機構(gòu)限度的從數(shù)據(jù)中獲取價值。通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)開展有效分析，這一功能可以對未來的趨勢

10、開展預(yù)測。 （五）計量數(shù)據(jù)綜合管理軟件系統(tǒng)。位于公司中控室的計算機 （中央控制機）根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時間，向各計量間RTU發(fā)出數(shù)據(jù)讀取指令，接收到指令后，各計量間RTU將流量計數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)返回到中控機，經(jīng)過處理后顯示并存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。綜合管理系統(tǒng)軟件可對數(shù)據(jù)開展進一步的統(tǒng)計、分析、處理，形成各類報表及圖形，并打印輸出，供公司領(lǐng)導(dǎo)及管理部門做出科學(xué)決策提供依據(jù)。 經(jīng)過授權(quán)的用戶可以通過局域網(wǎng)瀏覽相應(yīng)的天然氣供給情況。 七、具體功能為： 1.系統(tǒng)及用戶權(quán)限管理： 公司生產(chǎn)運行管理部門具有別的權(quán)限，可對所有信息開展查詢、維護、更新等操作； 公司領(lǐng)導(dǎo)具有別的瀏覽權(quán)限，通過Web可查詢所有信息，但無權(quán)

11、對數(shù)據(jù)修改； 天然氣集輸公司局域網(wǎng)內(nèi)用戶經(jīng)過授權(quán)后通過Web可查詢相應(yīng)信息。 2.天然氣計量間可燃氣體泄漏檢測報警 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元實時檢測天然氣計量間可燃氣體濃度，當濃度到達報警設(shè)定值時，實時報警，減少安全隱患，提供公司安全管理水平。 3.實現(xiàn)遠程抄表，提高員工工作效率，降低勞動強度 現(xiàn)場采集終端獲取流量及天然濃度等現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)后，通過CDMA1x或其它通信方式及時將數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室監(jiān)控主機，實現(xiàn)了遠程抄表，無需人工現(xiàn)場抄表，極大地提高了員工工作效率，降低了勞動強度。 4.輸差實時監(jiān)測與管理 通過對數(shù)據(jù)開展分析與處理，可以及時了解公司的輸差情況，及時發(fā)現(xiàn)輸差異常，減少公司經(jīng)濟損失。 5.用戶

12、用氣量異常分析功能 通過對用戶用氣量的歷史數(shù)據(jù)開展分析與比照，可以及時發(fā)現(xiàn)用戶用氣量發(fā)生異常，時間發(fā)現(xiàn)盜氣、漏氣、儀表損壞等情況，減少經(jīng)濟損失。 6.所有靜態(tài)信息更新、維護、補充、查詢、打印，包括： 流量計規(guī)格、型號，檢定時間，使用年限等； 7.天然氣計量動態(tài)信息查詢，包括： 每臺流量計的瞬時輸量、累積輸量、近的檢定時間等； 8.事件、報警記錄管理、查詢； 公司領(lǐng)導(dǎo)及管理部門可隨時查詢?nèi)我鈺r間段任意計量間所計量的天然氣輸量，并可對計量間的輸量設(shè)定報警上下限，當單位時間內(nèi)輸量發(fā)生較大變化時，系統(tǒng)發(fā)出報警提示，供管理部門開展調(diào)整。 8.遠程信息發(fā)布； 借助油田公司的內(nèi)部局域網(wǎng)，集輸公司各級領(lǐng)導(dǎo)及工

13、作人員可在辦公室、家中或車內(nèi)通過臺式機、筆記本、PDA或手機隨時相關(guān)的計量信息。 通過有線或無線方式與油田公司局域網(wǎng)連接后，相關(guān)工作人員經(jīng)過授權(quán)即可瀏覽數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中相關(guān)的內(nèi)容。 9.信息歸檔及存儲； 所有的天然氣計量信息（靜態(tài)及動態(tài)）全部納入大型數(shù)據(jù)庫管理平臺開展管理，可滿足公司對計量數(shù)據(jù)執(zhí)行快速分析的要求。通過對數(shù)據(jù)潛在價值的挖掘，能夠限度的從數(shù)據(jù)中獲取價值。 10.報表生成、瀏覽、打??； 根據(jù)天然氣集輸公司的具體需要及要求，可編制各類報表并打印。 11.趨勢圖生成、瀏覽、打??； 根據(jù)天然氣集輸公司的具體需要及要求，可繪制各類趨勢圖并打印。 八、效益分析 該系統(tǒng)投入使用后，可以到達提高天然氣集輸公司計量管理水平目的，具有良好的經(jīng)濟效益及社會效益，具體表現(xiàn)在以下幾個方面： 1.由于對計量間天然氣濃度實施了24小時連續(xù)在線監(jiān)測，當氣體發(fā)生泄漏時，監(jiān)控室及管理