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安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)標準設(shè)計

文檔作者：趙晨陽王超群文檔來源： 1．中石油昆侖燃氣有限公司 2．上海航天能源股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月15日
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鞠第23016 6．g年2．g月2期 煤GA氣S&amp;amp;與HE熱AT力 VFo1e．b3．6 2N01o6． 2
安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)標準設(shè)計
趙晨陽 ， 王超群
(1．中石油昆侖燃氣有限公司，北京100101；2．上海航天能源股份有限公司，上海201201)
摘要： 分析昆侖燃氣公司安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與存在的問題，探討安全監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)
和通信協(xié)議設(shè)計，各級調(diào)度室系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)報警、SCADA系統(tǒng)人機界面、數(shù)據(jù)庫變
量組態(tài)、數(shù)據(jù)通信等子項的標準設(shè)計。
關(guān)鍵詞： 安全監(jiān)控系統(tǒng)； SCADA系統(tǒng)； 視頻監(jiān)控系統(tǒng)； 標準設(shè)計； 通信協(xié)議
中圖分類號：TU996．8 文獻標志碼：B 文章編號：1000—4416(2016)02—0A22—05
鬻 滯簿
1 概述
中石油昆侖燃氣有限公司(以下簡稱昆侖燃
氣)是一家集城市燃氣管網(wǎng)與廠站建設(shè)、城市燃氣
輸配、天然氣與液化石油氣銷售以及售后服務等多
種業(yè)務為一體的大型綜合燃氣企業(yè)。昆侖燃氣所屬
各運行單位分布區(qū)域點多面廣、經(jīng)營業(yè)務范圍復雜，
導致生產(chǎn)管理難度較大。目前，各級單位安全監(jiān)控
系統(tǒng)正在逐步建設(shè)，自控水平、自控設(shè)備配置隋況不
盡相同，導致已建安全監(jiān)控系統(tǒng)存在諸多問題。由
于沒有總體指導標準，各級調(diào)度室、各廠站系統(tǒng)功
能、生產(chǎn)調(diào)度情況各異，對昆侖燃氣集中管理、科學
收稿日期：2015—11—30； 修回日期：2015—12—18
調(diào)度、應急搶修等各方面帶來諸多隱患。因此，迫切
需要設(shè)計一套高起點、高質(zhì)量、統(tǒng)一先進的安全監(jiān)控
系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)標準，對現(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)進行升級
改造，并規(guī)范各級調(diào)度室及廠站安全監(jiān)控系統(tǒng)的新
建及改擴建工作¨ 。
2 安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的主要問題
2．1 系統(tǒng)現(xiàn)狀
昆侖燃氣規(guī)模龐大，擁有1個總部機關(guān)，26家
區(qū)域公司，200多家燃氣項目公司，若干廠站。安全
監(jiān)控系統(tǒng)采用了四級監(jiān)控管理模式，自上而下分別
為，第一級：總部調(diào)度室；第二級：區(qū)域調(diào)度室；第三
級：項目公司調(diào)度室；第四級：站控室。
總部調(diào)度室設(shè)置在昆侖燃氣北京總部，管轄所
屬全部區(qū)域公司、項目公司及廠站。區(qū)域調(diào)度室設(shè)
置在區(qū)域公司，是昆侖總部管理職能的延伸，管轄其
范圍內(nèi)的項目公司及廠站?？偛空{(diào)度室與區(qū)域調(diào)度
室僅在管理范圍上有區(qū)別，在管理功能上基本一致，
均以遠程監(jiān)視為主，主要負責所轄范圍內(nèi)廠站數(shù)據(jù)
的采集、統(tǒng)計和分析。項目公司調(diào)度室設(shè)置在各項
目公司，管轄其公司范圍內(nèi)的廠站。站控室設(shè)置在
項目公司的廠站內(nèi)，管理各廠站的安全生產(chǎn)調(diào)度。
項目公司調(diào)度室和站控室以實時監(jiān)控為主，負責廠
站的實時生產(chǎn)調(diào)度、安全運行，兩者的區(qū)別在于控制
權(quán)的優(yōu)先級別不同。
· A 22 ·
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WWW．gasheat．cn 趙晨陽，等：安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)標準設(shè)計 第36卷第2期
2．2 系統(tǒng)存在的主要問題
① SCADA系統(tǒng)穩(wěn)定性與功能急需完善
已建的SCADA系統(tǒng)在數(shù)據(jù)穩(wěn)定性方面，準確
度、更新效率及數(shù)據(jù)的完整性有待提高。在功能應
用方面，原系統(tǒng)未能從整體上考慮各級調(diào)度室的需
求和應用，在系統(tǒng)頁面布局、趨勢曲線查詢、報警管
理、報表等功能應用方面需要規(guī)范 J。
② 安全監(jiān)控系統(tǒng)差異性較大
昆侖燃氣安全監(jiān)控系統(tǒng)前期建設(shè)沒有較全面的
總體指導方針，建設(shè)標準不統(tǒng)一，不同系統(tǒng)集成商的
建設(shè)有明顯的差異化，系統(tǒng)的管理目標、設(shè)備配置、
軟件功能等不盡相同，造成昆侖燃氣集中化、統(tǒng)一化
管理困難。
③ SCADA系統(tǒng)報警設(shè)計不合理
SCADA系統(tǒng)報警設(shè)計較為簡單，未對昆侖燃氣
四級報警模式進行深入研究和規(guī)劃，在報警分級、報
警分類、顯示方式、處理方式、報警數(shù)據(jù)同步等方面
未有明確的標準，導致各級調(diào)度室報警系統(tǒng)紊亂，各
級間報警信息不同步，誤報、漏報情況較多，調(diào)度人
員難以應付數(shù)量巨大的報警，報警功能基本失去意
義，不能為安全調(diào)度、應急指揮提供應有支持。
④ 通信協(xié)議為非標準工業(yè)協(xié)議
各級調(diào)度室與站控室之間數(shù)據(jù)通信協(xié)議為非標
準工業(yè)協(xié)議，導致系統(tǒng)擴展性和兼容性較差。
3 安全監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)和通信協(xié)議設(shè)計
昆侖燃氣SCADA系統(tǒng)應主要完成對燃氣管網(wǎng)
和廠站運行狀況的監(jiān)控，為生產(chǎn)調(diào)度提供及時、準
確、可靠的廠站及管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對燃氣系統(tǒng)的
進氣、計量、輸配、調(diào)壓全過程的監(jiān)控、管理和調(diào)度，
并作為燃氣管網(wǎng)實時數(shù)據(jù)端為燃氣GIS、管網(wǎng)仿真、
負荷預測等應用分析系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
針對昆侖燃氣地域廣、規(guī)模龐大、多級管控較為
復雜的特點，SCADA系統(tǒng)總體設(shè)計應按照國家、行
業(yè)標準，從實際出發(fā)，根據(jù)公司業(yè)務結(jié)構(gòu)、管理職責、
功能需求、存在問題等方面，進行頂層設(shè)計；然后分
別從總體規(guī)劃、架構(gòu)設(shè)計、標準制定、系統(tǒng)安全性、可
靠性、擴展性、先進易用性等角度進行總體考慮。
其中，SCADA系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、通信協(xié)議設(shè)計、視
頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計尤為關(guān)鍵 。
3．1 SCADA系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計
原SCADA系統(tǒng)建設(shè)時，由于昆侖燃氣處于組
建初期，各級組織架構(gòu)尚不明晰，系統(tǒng)采用星型架
構(gòu)，即總部調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室、項目公司調(diào)度室均
直接通過有線方式從站控室獲取數(shù)據(jù)。該種架構(gòu)的
優(yōu)勢在于管理模式簡單，第一、二、三級調(diào)度室與站
控室直接建立連接，三級調(diào)度室互不影響，通信鏈路
清晰明了。但該結(jié)構(gòu)的劣勢也非常明顯，監(jiān)視層與
監(jiān)控層未隔離，導致系統(tǒng)安全性差，各級調(diào)度室直接
訪問站控室對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬有較高要求，并對站控
室工業(yè)設(shè)備造成非常大的通信壓力。由于昆侖燃氣
安全監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬相對較窄，導致系統(tǒng)的穩(wěn)
定性較差。
因此，本次設(shè)計提出了另外兩種系統(tǒng)架構(gòu)：
第一種為層級架構(gòu)，即總部調(diào)度室從區(qū)域調(diào)度
室獲取數(shù)據(jù)，區(qū)域調(diào)度室從項目公司調(diào)度室獲取數(shù)
據(jù)，項目公司調(diào)度室從站控室獲取數(shù)據(jù)。該種架構(gòu)
優(yōu)勢明顯，其與昆侖燃氣四級行政管控一致，一級接
管一級，管理模式清晰，管理層與控制層進行有效隔
離，安全性好；同時對網(wǎng)絡(luò)帶寬、各級通信鏈接壓力
小。缺點是該種架構(gòu)穩(wěn)定性差，由于一級接管一級，
每級數(shù)據(jù)均受制于上一級，中間任一節(jié)點出現(xiàn)故障，
均會影響上一級；另外，該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)造價相對較大，
每級調(diào)度室均需投資相應的設(shè)備與軟件進行數(shù)據(jù)通
信的轉(zhuǎn)化。
第二種為混合架構(gòu)，即總部調(diào)度室與區(qū)域調(diào)度
室分別從項目公司調(diào)度室獲取數(shù)據(jù)，項目公司調(diào)度
室從站控室獲取數(shù)據(jù)。該種架構(gòu)的優(yōu)點是，以項目
公司調(diào)度室為核心節(jié)點，考慮了廠站是項目公司的
直接管控單元，總部調(diào)度室和區(qū)域調(diào)度室管理職能
相同的特點，對系統(tǒng)監(jiān)視與控制進行了有效隔離，確
保生產(chǎn)控制層安全；同時，保證了總部、區(qū)域調(diào)度室
數(shù)據(jù)彼此互不影響，在一方系統(tǒng)出現(xiàn)問題時可以互
為冗余應用，大大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。該種架構(gòu)的
缺點是，對項目公司調(diào)度室的網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較高。
但從昆侖燃氣整體情況來看，網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力最大的
地方主要集中在廠站至項目公司調(diào)度室的通信鏈路
上，而從項目公司至區(qū)域公司、總部的帶寬相對較
好。
通過以上分析，系統(tǒng)架構(gòu)最終選擇混合架構(gòu)。
3．2 SCADA系統(tǒng)通信協(xié)議的設(shè)計
由于SCADA系統(tǒng)選用混合架構(gòu)，總部調(diào)度室、
區(qū)域調(diào)度室均從項目公司調(diào)度室獲取數(shù)據(jù)，面對這
種跨地域、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的狀況，通信協(xié)議應滿足以下
要求：
· A 23·
第36卷第2期 煤氣與熱力
① 應采用問答與變化傳輸并存的數(shù)據(jù)交互方
式，即在有特殊要求時，總部調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室可
主動詢問，項目公司調(diào)度室被動應答；而常規(guī)時，則
采用項目公司調(diào)度室在數(shù)據(jù)有變化時主動上傳的交
互方式，從而大大減少對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。
② 通信協(xié)議應具備斷點續(xù)傳的功能，即項目
公司調(diào)度室與總部調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室在系統(tǒng)故障
或網(wǎng)絡(luò)中斷不能通信的情況下，通信協(xié)議能儲存數(shù)
據(jù)，待系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)恢復正常后，將儲存的數(shù)據(jù)續(xù)傳至
總部調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室。
③ 通信協(xié)議必須安全可靠，特別是操作過程
應有交互確認，保證執(zhí)行安全。
通過篩選，總部調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室與項目公司
調(diào)度室之間選用功能全面、穩(wěn)定安全的IEC104協(xié)
議。IEC104協(xié)議是公開的標準工業(yè)協(xié)議，應用于電
力、油田、煤礦等行業(yè)，采用異步通信傳輸，數(shù)據(jù)交互
方式有問答與變化傳輸兩種，具備逢變上報和斷點
續(xù)傳功能；數(shù)據(jù)有交互確認過程，確保系統(tǒng)安全。
項目公司調(diào)度室與站控室以監(jiān)視和控制為主，
負責實時生產(chǎn)調(diào)度，其對通信協(xié)議的核心要求是簡
單、高效。因此，通過篩選，在項目公司調(diào)度室、站控
室之間的通信協(xié)議選擇實時性強又簡單可靠的
MODBUS TCP協(xié)議。MODBUS TCP協(xié)議是公開的
標準工業(yè)協(xié)議，廣泛應用于各種工業(yè)現(xiàn)場；用異步通
信傳輸，數(shù)據(jù)交互方式為問答方式，簡單可靠，通信
效率極高，非常實用。
3．3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
昆侖燃氣視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要將廠站視頻數(shù)據(jù)傳
輸至各級調(diào)度室，各級調(diào)度室可通過視頻綜合平臺
對廠站攝像頭進行監(jiān)視及轉(zhuǎn)動、調(diào)焦等控制，并可在
大屏幕、投影及電視墻系統(tǒng)上顯示。
昆侖燃氣視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有架構(gòu)為：站控視頻
監(jiān)控系統(tǒng)負責采集廠站各區(qū)域視頻圖像，并就地儲
存在本地硬盤錄像機。第一、二、三級調(diào)度室通過有
線網(wǎng)絡(luò)直接訪問廠站硬盤錄像機，給廠站通信鏈路
造成很大壓力，經(jīng)常出現(xiàn)視頻圖像傳輸卡堵、視頻信
號不穩(wěn)定情況。
因此，昆侖燃氣視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是：在
現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬較低的情況下，以占用最少量帶寬、最
低成本的方式保證視頻信息的傳輸與監(jiān)控。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)從架構(gòu)和軟件平臺方面著手設(shè)
計。提出的第一種方式為，站控室視頻監(jiān)控系統(tǒng)負
責采集廠站各區(qū)域視頻圖像，并就地儲存在本地硬
盤錄像機。項目公司調(diào)度室設(shè)置流媒體軟件平臺，
通過TCP／IP接口協(xié)議訪問廠站硬盤錄像機。通過
流媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能向總部及區(qū)域調(diào)度室傳輸廠站視頻
信號。該種方式有較大優(yōu)勢，不但各級調(diào)度室和站
控室對網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力大大降低，各廠站硬盤錄像
機負載少，而且對公司其他業(yè)務系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)影響較小。
其缺點是要求各項目公司調(diào)度室投資流媒體軟件平
臺，面對昆侖燃氣200多家項目公司的規(guī)模，造價較
高。
第二種方式為，站控室視頻監(jiān)控系統(tǒng)負責采集
廠站各區(qū)域視頻圖像，并就地儲存在本地硬盤錄像
機。在區(qū)域調(diào)度室設(shè)置流媒體軟件平臺，通過TCP／
IP接口協(xié)議訪問廠站硬盤錄像機。通過流媒體轉(zhuǎn)
發(fā)功能向項目公司調(diào)度室與總部調(diào)度室傳輸廠站視
頻信號。由于流媒體軟件平臺建設(shè)在區(qū)域調(diào)度室，
區(qū)域調(diào)度室數(shù)量26家，相對較少，造價大幅度降低；
而且，各廠站硬盤錄像機負載少，并降低了總部調(diào)度
室、項目公司調(diào)度室、站控室對網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力。
經(jīng)過分析，視頻監(jiān)控系統(tǒng)選用第二種方式。
4 安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標準設(shè)計
昆侖燃氣安全監(jiān)控系統(tǒng)功能不完善、系統(tǒng)差異
性大的問題，核心所在是缺少較全面的系統(tǒng)建設(shè)指
導標準。標準不但能夠讓已建系統(tǒng)參考對標，找出
問題和差距，指導升級改造，還能指導新建系統(tǒng)建
設(shè)，規(guī)范設(shè)計單位與系統(tǒng)集成商的設(shè)計方案，有利于
規(guī)?；細饧瘓F的統(tǒng)一管理。
4．1 各級調(diào)度室系統(tǒng)標準設(shè)計
調(diào)度室系統(tǒng)標準設(shè)計應遵循昆侖燃氣四級監(jiān)控
管理模式，充分結(jié)合生產(chǎn)運行實際，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功
能、性能、安全、軟件、硬件等方面著手設(shè)計。需要特
別說明的有如下3點。
① 層級功能標準設(shè)計
總部調(diào)度室與區(qū)域調(diào)度室為管理監(jiān)視層，主要
關(guān)注數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、分析方面內(nèi)容，調(diào)度指令下達
通過電話方式進行。項目公司調(diào)度室與廠站為監(jiān)視
控制層，主要關(guān)注生產(chǎn)調(diào)度、安全運行，完成實時控
制與調(diào)節(jié)。管理權(quán)限等級從高到低依次為總部調(diào)度
室、區(qū)域調(diào)度室、項目公司調(diào)度室、站控室。操作權(quán)
限等級從高到低則相反，依次為站控室、項目公司調(diào)
度室、區(qū)域調(diào)度室、總部調(diào)度室。各級調(diào)度室與站控
室監(jiān)控內(nèi)容應有不同側(cè)重及明確層級劃分。數(shù)據(jù)采
· A 24 ·
趙晨陽，等：安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)標準設(shè)計 第36卷第2期
集內(nèi)容應為金字塔型，在一個縱向鏈條中數(shù)據(jù)監(jiān)視
量從站控室到總部調(diào)度室應是逐級減少的，金字塔
頂端關(guān)注的應是最重要的數(shù)據(jù)，底端則應關(guān)注所有
廠站數(shù)據(jù)。為此，昆侖燃氣梳理了各種類型廠站的
工藝參數(shù)，按重要程度和管理需要劃分為一、二、三
級，形成各級調(diào)度室和站控室的主要數(shù)據(jù)監(jiān)控表，從
而規(guī)范了各級調(diào)度室的數(shù)據(jù)接人，避免“西瓜芝麻
一把抓”的狀況，有利于提高管理效率。
② SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標準設(shè)計
各級調(diào)度室均由中心機房與主控中心組成，中
心機房是生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的核心所在，幾乎所有的核
心硬件(服務器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)均安裝在中心機房
中，所有系統(tǒng)服務均由此提供，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控
制、報警、實時曲線、歷史曲線、報表、WEB服務等
等。主控中心則是整個SCADA系統(tǒng)的人機窗口，
值班人員通過SCADA系統(tǒng)人機界面(HMI)的操
作，實現(xiàn)燃氣廠站、燃氣管網(wǎng)的安全監(jiān)控與生產(chǎn)調(diào)
度。SCADA系統(tǒng)采用C／S(客戶初／服務器)和B／S
(瀏覽器／服務器)架構(gòu)，主控中心操作員工作站訪
問SCADA采用C／S架構(gòu)，其他應用管理部門訪問
SCADA系統(tǒng)采用B／S架構(gòu)。
③ 軟、硬件標準設(shè)計
調(diào)度室系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計需要從軟件與設(shè)備的
性能、穩(wěn)定性、成熟度、兼容性、集成度、投資最優(yōu)化
等方面整體考慮。在軟件平臺方面，總部調(diào)度室、區(qū)
域調(diào)度室管轄范圍較大，地域跨度大，總體監(jiān)視數(shù)據(jù)
點較多，需要選擇具備支持海量通信點、跨地域、分
布式部署的大型復雜SCADA軟件平臺。對于項目
公司調(diào)度室，管轄站點有限，常規(guī)SCADA平臺就可
以滿足要求。
硬件設(shè)備方面則應選擇市場主流產(chǎn)品，既能充
分滿足燃氣SCADA系統(tǒng)運行穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)精確性
的要求，又要考慮避免選用過高檔次的產(chǎn)品造成不
必要的浪費，同時應是有成功市場應用的產(chǎn)品 。
需要說明的是，本次總部調(diào)度室設(shè)計了時鐘同步服
務器，便于各級調(diào)度室以及站控室網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)
點(服務器、工作站、PLC、RTU等)均可作為客戶端
訪問時鐘服務器，與標準時鐘同步，確保各級調(diào)度室
和站控室在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)統(tǒng)計時間上的一致性。
4．2 站控系統(tǒng)標準設(shè)計
昆侖燃氣站控系統(tǒng)從廠站分級、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)
軟硬件配置、數(shù)據(jù)采集、邏輯控制等方面進行設(shè)計。
需要特別說明的有如下3方面。
① 廠站分級標準設(shè)計
昆侖燃氣擁有分輸站、門站、CNG站、LNG站、
LPG站等多種類型廠站，站控系統(tǒng)建設(shè)差異性大。
設(shè)計首先對廠站性質(zhì)、功能、類型、規(guī)模進行分析，劃
分為三種級別廠站，有關(guān)內(nèi)容詳見昆侖燃氣企業(yè)標
準《中石油昆侖燃氣有限公司安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)
定》。不同級別對應不同要求的系統(tǒng)功能與軟、硬
件配置，例如，一級廠站建設(shè)需使用PLC冗余系統(tǒng)，
三級廠站建設(shè)則推薦使用RTU控制系統(tǒng)等，保證系
統(tǒng)建設(shè)的一致性。
② 數(shù)據(jù)采集標準設(shè)計
針對不同項目公司的廠站采集和上傳至調(diào)度室
的數(shù)據(jù)不盡相同的現(xiàn)狀，設(shè)計通過對各類廠站工藝
區(qū)進行劃分，明確了各工藝區(qū)的自控數(shù)據(jù)采集點名
稱與作用，形成各廠站數(shù)據(jù)采集表單。表單對各類
型廠站數(shù)據(jù)采集進行了歸類和規(guī)范，明確了數(shù)據(jù)采
集的最低要求。
③ 邏輯控制標準設(shè)計
邏輯控制標準對廠站設(shè)備的控制權(quán)限進行了統(tǒng)
一規(guī)定，分為現(xiàn)場手動控制、站控遠程控制、項目公
司調(diào)度室遠程控制三種權(quán)限，其中以現(xiàn)場手動控制
權(quán)限為最高。在遠程控制時，項目公司調(diào)度室與站
控室均可通過人機界面對廠站設(shè)備進行遠程控制，
但項目公司調(diào)度室遠程控制權(quán)限高于站控室，既能
直接主動獲取控制權(quán)，也能將控制權(quán)授予站控系統(tǒng)，
站控系統(tǒng)只能被動獲取控制權(quán)?？刂茩?quán)限的切換是
通過人機界面(HMI)上“中心／站控”按鈕來完成，
且控制權(quán)唯一并互鎖。
邏輯控制標準對廠站使用的電動閥、調(diào)節(jié)閥、緊
急切斷閥(ESD)等設(shè)備也進行了邏輯控制規(guī)定。需
要說明的是，為能夠有計劃地調(diào)節(jié)控制燃氣的銷售
量，針對項目公司的重點用戶進行了“日指定流量”
控制邏輯設(shè)計，即當廠站或用戶每El進銷氣量大于
或小于“日指定流量”時，會產(chǎn)生高或低報警，提示
調(diào)度人員關(guān)注趨勢變化，必要時對具備遠控條件的
超計劃用氣用戶進行限氣處理，為氣量調(diào)度管理提
供了極大的便利 。
4．3 SCADA系統(tǒng)報警標準設(shè)計
SCADA系統(tǒng)報警標準分別從報警屬性、報警分
級、報警限值、報警管理、報警信息確認、報警信息同
步、報警系統(tǒng)指標、報警權(quán)限設(shè)置、報警改進完善等
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第36卷第2期 煤氣與熱力
方面進行了設(shè)計。特別需要說明的有如下3點。
① 報警分級
劃分三個報警級別，直接影響或威脅城鎮(zhèn)燃氣
管道或廠站安全運行的為I級報警，燃氣設(shè)備運行
狀態(tài)發(fā)生重要異常變化的為II級報警，除上述I
級、Ⅱ級報警以外的其他報警為III級報警。
② 報警信息確認
總部調(diào)度室只顯示I級報警信息，區(qū)域調(diào)度室
顯示I級報警和II級報警信息，項目公司調(diào)度室及
站控室則顯示全部報警信息。報警產(chǎn)生后，只有當
現(xiàn)場報警被成功處理后，站控系統(tǒng)才不再報警，總部
調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室、項目公司調(diào)度室則需在各自確
認后，報警才會從各自SCADA系統(tǒng)報警界面消失。
③ 報警信息同步
原SCADA系統(tǒng)所有報警限值都設(shè)置在各級調(diào)
度室及站控室的上位機軟件中。這種設(shè)計的缺陷是
當某級調(diào)度室報警限制設(shè)置修改時，如果管理銜接
出現(xiàn)問題，其他級別調(diào)度室報警限值未能同步進行
設(shè)置修改，就會導致各級調(diào)度室間報警信息不同步，
出現(xiàn)誤報、漏報情況。新標準設(shè)計要求I級、Ⅱ級報
警限值設(shè)置在站控系統(tǒng)PLC或RTU中，Ⅲ級報警限
值設(shè)置在站控室和項目公司調(diào)度室上位機軟件中。
總部調(diào)度室、區(qū)域調(diào)度室僅能顯示報警限值，不可進
行設(shè)置修改，項目公司調(diào)度室和站控室都具有報警
限值修改的操作權(quán)，但審批權(quán)在項目公司。由此可
確保報警信息在各相應級別調(diào)度室的同步。
4．4 SCADA系統(tǒng)人機界面(HMI)標準設(shè)計
結(jié)合昆侖燃氣SCADA系統(tǒng)的應用特點，HMI
標準對人機界面進行了統(tǒng)一規(guī)定。主要從人性化操
作、系統(tǒng)功能、統(tǒng)一管理、便于維護等方面進行設(shè)計。
HMI標準規(guī)定了昆侖燃氣各級調(diào)度室與站控室
HMI畫面的色調(diào)與基本布局，統(tǒng)一了管線、元器件
的色標與圖標，明確了系統(tǒng)的功能模塊(信息顯示、
報警、趨勢曲線、報表)的實現(xiàn)方式以及HMI系統(tǒng)操
作維護權(quán)限的內(nèi)容。建立統(tǒng)一標準，有利于解決當
系統(tǒng)集成商不同、軟件品牌不同、制作HMI的技術(shù)
人員不同時差異性太大的問題，有利于規(guī)范后繼項
目建設(shè)。
4．5 數(shù)據(jù)庫變量組態(tài)標準設(shè)計
SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫變量在整個系統(tǒng)中起到連
接紐帶作用，是PLC、RTU軟件、通信、數(shù)據(jù)庫、報
表、HMI軟件的輸入輸出接口 。規(guī)范數(shù)據(jù)庫變量
命名，使其帶有確切清晰的含義，將有利于明確
PLC、RTU、通信及HMI軟件之間的接口，提高項目
的編程效率，減少維護量。
昆侖燃氣SCADA系統(tǒng)變量名由工藝站類型、
區(qū)域公司編號、項目公司編號、廠站編號、信號功能、
廠站區(qū)域編號、儀表回路編號、擴展編號組成。
4．6 安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信標準設(shè)計
規(guī)定了昆侖燃氣SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、通
信協(xié)議、通信網(wǎng)絡(luò)等各方面要求。
5 結(jié)語
中石油昆侖燃氣安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造項目在
標準設(shè)計過程中，采用多項國內(nèi)燃氣行業(yè)領(lǐng)先設(shè)計
理念和措施，形成一套高質(zhì)量、統(tǒng)一先進的安全監(jiān)控
系統(tǒng)建設(shè)標準，不但可以指導現(xiàn)有的安全監(jiān)控系統(tǒng)
進行升級改造，而且還規(guī)范了昆侖燃氣后繼的安全
監(jiān)控系統(tǒng)的新建項目，將會創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和
社會效益。
參考文獻：
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中的應用[J]．煤氣與熱力，2002，22(3)：264—265．
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信息技術(shù)，2012，48(2)：49—52．
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管理系統(tǒng)設(shè)計[J]．自動化與儀表，2009，24(4)：47—
50．
Standard Design for Upgrading Technology
of Safety M onitoring System
ZHAO Chenyang，WANG Chaoqun
Abstract： The current situation and problems of
the safety monitoring system of the PetroChina Kunlun
gas company are analyzed．The design of overall archi—
teeture of the safety monitoring system and the eommu—
nication protocol as well as the standard design of dis—
patching room system at all levels，station control systern，
SCADA system alarm，SCADA system man．ma．
chine interface，database variable configuration，data
communication and other sub．items are discussed．
Key words： safety monitoring system；SCADA
system； video monitoring system； standard design；
communication protocol
· A 26 ·

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