1.1系統簡述
城市燃氣是每個城市發展的重要組成部分，供氣對象包括每個城市規劃用地區域內的居民、商業及公共建筑、工業、燃氣空調、燃氣燃料汽車等用戶。一個高可靠性、高性價比的SCADA系統有助于城市燃氣實現安全、高效的燃氣輸配管理。
燃氣SCADA系統包括調度監控中心、門站、儲配站等PLC/RTU站控系統、無人值守RTU站、安防系統等。系統投產后，操作人員在調度控制中心通過SCADA系統可完成對全市燃氣輸配系統的監控和運行管理。系統的基本功能如下：
1、運行工況實現“四遙”
在調度監控中心可觀察到全市管網的運行工況，為管網運行調度提供依據，并根據調度方案向各重要節點發出調整、控制指令到執行機構。調整、控制后的新工況參數又實時地傳送到調度監控中心，從而對管網實現遙測、遙控、遙調、遙信功能。
2、能方便地與公司計算機管理網絡聯網
本系統為標準的以太網，能方便地與公司計算機管理網絡聯網運行。公司有關負責人和相關部門可根據其權限（由SCADA限定），對管網運行狀況和相關數據進行查詢、調用。
3、安全報警系統
在輸配管網的調壓站、門站等子站，當壓力超高限或超底限發出報警信號。通過PLC/RTU進入SCADA系統，對事故的及時處理提供決策和調度依據。
4、系統可維護性
設備出現故障時，只需簡單地插入模塊/部件替換故障部件，即可排除故障。系統硬件和軟件盡可能多地使用開放系統，增強系統的可維護性，并確保將來的可擴充性。
5、系統的可擴充性
系統留有足夠的擴展區。當需要增加RTU或監測點時，只需進行系統組態更改，而不需要編程人員重新設計程序。系統數據庫具有開放的結構,對各種平臺再開發具有透明性。
6、實時事故預測及報警
通過對檢測數據分析處理，并與正常工況進行比較，可及時發現異常現象及事故，并結合GIS、CIS系統確定發生的地點以及現場管道、設備情況，在調度監控中心顯示屏上顯示出來，同時發出報警信號。在管網發生事故時，由計算機給出發生地局部區域管網布置的詳細情況，準確判斷出事故波及影響的范圍及相關的閥門，結合GPS系統指揮搶修人員迅速處理，將事故影響控制在最小范圍。
7、系統具備自診斷和設備管理功能，對于可能發生事故的隱患，也可以作出一定程度的分析判斷，提醒值班人員作相應處理，做到將事故隱患消滅在萌芽狀態，防患于未然。
調度監控中心功能
調度監控中心實時采集本地監測站的運行參數,實現對管網和工藝設備的運行情況進行自動、連續的監視管理和數據統計，為管網平衡、安全運行提供必要的輔助決策信息。
調度監控中心的主要任務是通過各站點的RTU/PLC對管網和場站的工藝參數進行數據采集和監控。調度監控中心的操作人員通過計算機系統的操作員工作站所提供的管網和場站工藝過程的壓力、溫度、流量、設備運行狀態等信息，完成對燃氣輸配管網的運行監控和管理。操作人員還可以通過調度管理計算機完成數據的發布、傳輸等調度管理工作。
RTU站控系統功能
門站、儲配站等各重要站場的站控系統作為管道SCADA系統的現場控制單元，除完成對所處站場的監控任務外，同時負責將有關信息傳送給調度控制中心并接受和執行其下達的命令。主要為①對現場的工藝變量進行數據采集和處理；②經通信接口與第三方的監控系統或智能設備交換信息；③監控各種工藝設備的運行狀態；④對供電設備及其相關變量的監控；⑤站場可燃氣體的監視和報警；⑥消防系統的監控；⑦周界報警系統的監控；顯示動態工藝流程；提供人機對話的窗口；顯示各種工藝參數和其它有關參數；顯示報警一覽表；⑧數據存儲及處理；顯示實時趨勢曲線和歷史曲線；⑨數據計算；邏輯控制；聯鎖保護；緊急停車(ESD)；⑩打印報警和事件報告；打印生產報表；數據通信管理；與主控及緊急備份中心通訊，為調度控制中心提供有關數據；接受并執行調度控制中心下達的命令等；
無人值守站功能
系統在小型調壓站等無人值守站點處配置RTU，完成對現場的工藝參數進行數據采集和處理；①監控管網安全切斷閥門和電動閥門；②供電系統的監控；③可燃氣體的監測和報警；④數據存儲及處理；邏輯控制；緊急停車(ESD)；⑤與主控中心通訊，為調度控制中心提供有關數據；接受并執行調度控制中心下達的命令。
1.2 系統特點
系統的開放性
系統軟硬件均具有長期可靠的應用實例，采用通用接口協議，便于互聯。無論軟硬件產品都是模塊化設計，硬件便于維護、升級、更換；軟件成熟度高，可移植、再次開發。在業務層面上，無論是整個系統，還是單各站點，無論整個SCADA系統到DMS系統的擴展，還是與GIS、CIS等分立系統的連接，都體現了開放性的原則。
模塊化設計
系統的總體設計及部分重要設備采用了模塊化設計。系統的部分功能調試（如調度監控中心和門站本地控制系統）可分部完成而不會影響整體的調試效果，這樣有利于系統的并行生產及故障排查等。各站的PLC/RTU采用了模塊化系列型號，通訊模塊及I/O模塊等設備的增加與組合可根據實際情況的需要靈活組態。
可擴展性
各站的I/O模塊的增加只需簡單的配置即可投入使用；終端站I/O點在硬件和軟件上都有30%余量，增加的信號直接接入即可運行，無需修改硬件配置和程序；背板插槽也留有余量以備日后擴展。Espider組態軟件I/O點、Espider客戶端數量及數據庫(應改為組態軟件)的用戶數量都可根據日后需要而擴展；通訊系統具有靈活的擴展性。
可靠性設計
系統實時監視輸配管網及各站的運行狀態，定期進行自診斷并且形成報告。在系統重要環節如主服務器、通訊信道、門站PLC等做了冗余設計。系統正常工作時，重要數據進行自動備份，當發生故障時，系統進行即時切換；同時，自動啟動報警程序，顯示引起切換的故障原因，如信道故障、電源故障、違規操作、I/O失效、CPU錯誤等。
1.3系統結構框圖
在SCADA系統中，通訊系統是重要的組成部分，其穩定性與靈活性對于系統來說至關重要。本系統中遙測通信協議采用國際工業標準的DNP3.0和Modbus二種通信協議。這兩種協議已經被絕大多數主要SCADA 集成商和遙測設備供應商采用。系統可支持有線，無線，微波，衛星，DDN，GSM/GPRS/GPRS等多種方式與現場設備或其他的系統進行通信。系統采用標準的通信協議便于今后的發展和維護。
本系統采用的通訊系統結構及功能如下：
門站等重要場站采用ADSL數字電路為主用通信線路，GPRS無線通訊為備用通信線路的通信方式。
無人值守站采用GPRS無線通訊方式。
各ADSL站將有線通信方式的數據傳輸到調度監控中心；GPRS的數據傳輸到移動公司機房,然后采用光纖或其他有線連接方式接入主調度監控中心。
調度監控中心及各下級站點采用固定IP地址的方式，組成一個虛擬LAN，實現DNP3.0數據通訊協議的TCP/IP通訊，以及實現中心端對RTU/PLC遠程配置。各場站內采用Modbus通訊協議。
通信線路故障期間，各站點的PLC/RTU按時間順序在其存儲器內保存數據，待通信恢復后，將這些數據補傳。中心根據時間順序將這些數據插入到數據庫的適當位置的功能。
系統具備通信診斷、分析的工具，各個通信口及其通信參數記錄并可在網絡上的任何一臺操作員工作站上顯示。
系統選型
門站及儲配站系統選型
站控系統結構圖如下：
&
