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天然气净化厂生产输配调度系统解决方案 一． 前言 现今社会环境质量问题已成为影响民生的重要因素之一，成为影响人民生活幸福感的重 要指标。天然气因其相较煤炭、石油等能源而言，具有使用安全、热值高、洁净等优势特点， 被称为“清洁能源”，已成为当前重要能源之一。 天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少 量出于煤层。最初开采上来的天然气被称为原料气，通常在原料气中含有硫化氢、二 氧化碳、水和其他各种硫化物以及机械杂质。其中硫化氢和二氧化碳都成为酸性气体， 在水的存在下能生成酸或者酸性溶液。将会对管道等设备发生腐蚀作用，严重时还会 堵塞管道，同时未经净化的天然气泄漏到外界也会对环境造成污染。因此需要对原料 气进行净化，使其成分符合最终使用标准。 二． 系统概述 目前最终用户是一个以天然气采集、天然气净化输送、天然气精细化工生产为主的 生产型企业。拥有10 余口天然气井、1 家160 万立方米/ 日的天然气净化厂、1 座储气站、 4 座调压站、4 座配气站（包括1 座门站）和数10 公里的天然气传输管网。从数据采集的 角度，公司拥有净化厂DCS 控制系统3 套，另有天然气储气站、CNG 加气站PLC 数据采集 装置，天然气井场、天然气传输管网等。但是这些场站或分厂分布在方圆100 余平方公里 的丘陵和山区，各自相对独立的运行，单独负责装置的监控和计量工作，个别装置尤其是 天然气采气井还没有数字化，不能进行数据采集和传输。现场生产信息的管理还是停留在 各自的分厂、场站，数字信息沉淀在现场，不仅各个控制系统之间缺乏有效的信息沟通和 综合的信息处理能力，而且无法上传有效的现场信息。公司领导远离工作现场，对现场情 况的获取渠道主要是人员汇报、部门报表和现场视察，所获取的信息基本上是“过去时”， 不利于对现场工作的管理和公司天然气资源统一调度。因此亟需搭建一整套生产调度与安 全监控系统，满足当前信息化和工业化的高层次深度结合的新需求。 本系统以天然气输配管网监控与数据采集（SCADA）系统为核心，主要监控天然气净 化厂的实时数据和生产工艺，采用流行可靠的计算机网络构成的二级式分布式控制系统。调 度中心为系统控制管理级，负责数据的处理和监控，分布于输配管网的远程RTU 为系统过 程控制级，负责现场数据采集和设备控制，二级系统通过有线网络和无线网络有机的结合在 1 一起构成一个完整的数据采集和监控（SCADA ）系统和生产调度系统。生产调度系统的任 务是保证天然气输配管网安全、可靠、平稳、高效、经济地运行。 三． 系统架构 天然气净化厂生产输配调度系统是以现场仪表、力控ForceControl 系列监控组态软件、 力控pSpace 实时历史数据库、SQL Server 关系数据库、以及RTU 模块为核心并采用以太网 交换机、路由器、防火墙等现代网络设备构成的一个分布式计算机数据采集与监控网络。图 1 所示为系统架构示意图。 图1 系统架构示意图 系统通过调度中心集中监视和控制天然气输配管网的运行、管理与维护。在每个站点的 本地实现实际流程控制和设备保护功能，并可从调度中心和场站进行监控。 3.1调度中心 2 调度中心提供系统的全部功能，实现在调度中心通过计算机系统远程监控天然气净化厂、 场站、天然气输配管网的运行情况。配备冗余配置的企业级实时数据库pSpace Server 做为 SCADA 实时服务器负责处理、存储、管理从净化厂、场站、输配管网各远程站点传送来的实 时数据，同时又为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。双机冗余架构使得数据可实 时实现备份增加了系统的安全稳定性。历史数据经压缩处理后存放在pSpace Server 历史库 中，也可以通过ODBCRouter 写入关系型数据库SQL Server 中。同时配备SCADA 服务器运 行通信管理软件，可完成与各远程站点的通信链接、协议转换、网络管理等任务。另外单独 配备WEB 服务器专门用于网络发布，即可实现广域网远程客户浏览，又避免系统数据直接遭 到网络黑客、病毒攻击所带来的安全隐患。为了便于工作人员实时了解现场情况，调度中心 配备工程师站以及操作员站，实时显示现场工艺画面，并且可直接接到控制中心大屏幕予以 显示。 调度中心采用冗余的 10/10