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      【燃氣】生產運營管理解決方案

      摘要

      力控科技城市燃氣生產運營管理解決方案是利用自動化、云計算、大數據、物聯網、移動互聯網等先進信息技術,為燃氣企業構建一個貫穿燃氣采集計量、實時監控、動態分析、優化控制、持續改進的一體化管理與調度平臺。通過對燃氣管網及關鍵場站進行監視控制,實時掌握管網運行狀況,為指導生產及管理提供準確決策依據,為進一步提高燃氣管網輸配的科學性和供氣安全性提供支持。同時,通過對輸氣管網快速響應和優化控制,實現輸氣管網的安全平穩調度,增強生產運行的預警能力、快速反應能力和應急處理能力,縮短事件應對時間,提高管理水平和經濟效益。



      一、方案概述


      城市燃氣當前已經形成了龐大的規模和較為完善的服務管理體系,但仍然有各類問題亟待解決。在用戶服務方面,盡管燃氣企業在資金,人力方面的資源豐富,但依然采用最原始的服務模式與經營管理方法;在運營管理方面,重要設備設施缺乏遠程控制和安全防范預警措施等,這都無法滿足未來燃氣系統安全運營的要求;在數據管理方面,大量的運營數據缺乏共享與分析挖掘,無法形成對生產運營的有效指導和輔助決策。這些燃氣企業存在的問題,已經無法滿足業務發展過程中對信息化、智能化、智慧化的應用訴求,以及人們對舒適、便捷、安全用能的體驗訴求。

      2016年2月24日,國家發改委、能源局、工信部印發了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》,指出現代的能源體系要深層次結合互聯網,實現能源與信息的深層次融合,推動能源向著智慧、高效、綠色、安全的方向發展。2017年4月,國家進一步提出了《能源生產和消費革命戰略》,提出了全面發展智慧能源的戰略部署,成為能源智慧化發展的重要契機。隨著我國城市化的不斷加快,人民生活消費水平的不斷提高以及國家“十三五”優化能源結構的規劃,燃氣市場將迎來爆發式增長,這給燃氣行業帶來了更大的機遇和挑戰。燃氣企業為了在競爭中保持穩定、高效地發展,提高燃氣行業的技術水平和安全性至關重要,而城市燃氣生產運營管理系統的建設將進入快速發展階段。


      二、設計目標


      •  監控中心操作人員通過系統所提供的管線壓力、溫度、流量、設備運行狀態等信息,對管道全線及場站進行運行監控與管理,滿足用戶供氣需求、保障供氣安全。
      • 生產運營管理人員實現對城市燃氣從進氣、計量、輸配、調壓全過程的監控、管理與調度,實現生產過程、管網狀況等信息的自動化采集、匯總、分類、整理、傳送、存儲、分析,并實現燃氣公司的輸配管理、GPS巡檢、運營分析及應急指揮。
      • 基于SCADA基礎數據建立管網模型,實現管網運行狀態與運行監控、輸配管理、泄漏檢測及管網安全預警、管網負荷預測、降低供銷差。
      • 利用地理信息系統GIS,結合GPS,優化車輛綜合調度與管網巡檢,并基于GIS信息管理實現客戶信息與報修信息的動態管理。
      • 通過通信系統與各工藝場站站控系統的互聯,進行數據采集與監控,實現管道模擬、燃氣計量、輸氣調度、設備運行優化等。


      三、系統架構



      系統層級架構如下圖所示:





             系統采用分層架構,通過標準的應用接口,向燃氣企業的生產運營、管理決策等提供服務,并支持未來更多的業務應用。通過力控科技工業自動化采集軟件及內嵌多達3000多種驅動協議,支持多運營商、多協議的設備接入;系統平臺層采用力控生產信息化系列軟件如企業級實時歷史數據庫pSpace、生產信息門戶集成平臺FinforWorx等,為海量數據的存儲與業務處理提供支撐;實現對上提供統一數據服務、對下提供統一設備接入,并具備靈活的移動端接入能力和系統擴展能力。同時,通過力控華康基于等保2.0標準的工業控制及信息安全管理體系,為系統安全保駕護航。



             系統網絡架構如圖所示:







             系統網絡架構按照不同的業務需求及管理需求進行部署,為了提高系統的可靠性,服務器建議采用雙機熱備、局域網冗余配置。服務器采用分布式結構,按功能將它們分開設置,以降低單臺服務器的負荷,提高系統的處理能力和可靠性,同時便于管理。

      系統通過引入云平臺,在大數據平臺的基礎上做附加應用類的分析系統,如企業級的實時信息門戶,或者為燃氣計費系統做數據支撐來源。并且能夠通過平臺把各個場站SCADA系統接入平臺,從而實現能源數據的同步與共享。從燃氣的統一調度,到輸配樞紐,以及管網運行和門站管理與監控,完全通過工業云平臺進行集中展示。通過工業云平臺可以將生產數據和營銷數據以及應急決策方案進行綜合查詢與分析



      四、系統特點



             1、生產運行管理。生產運行管理主要借助SCADA系統將分布在主城區各SCS站所采集的管網設備的運行參數匯集上來,從而掌握整個管網的運行情況,并對運行設備進行實時監控。










      2、生產業務管理。生產業務管理主要實現長輸管道、城市燃氣、CNG母站和CNG/LNG加氣站的天然氣輸配計劃的制定、審核與審批,以及任務的自動下達,實現生產計劃向分子公司、輸氣站場、CNG母站、CNG/LNG加氣站等下達,并對生產過程進行調度管理,減少手工抄報計劃的工作量,降低數據的出錯率,提高計劃制定與執行的效率。








            3、地理信息管理。通過GIS系統提供管道設備(閥井、閥門、調壓撬等)的基本信息(型號、管徑、管材、壁厚、壓力、接口等);系統能夠對管網進行連通性分析、剖面分析;對管網設備、設施進行緩沖分析;對管線和地形圖進行空間疊加分析等。






              4、視頻監控管理。遠程視頻監控管理主要應用于前端各個站點監控視頻信息的采集、傳輸、處理,以及對突發事件和事故的決策支持和調度指揮。







             5、巡檢管理。巡查人員手持帶有GPS功能的平板、手機等設備進行巡檢,主要實現場站巡檢管理、長輸管線、城市管網巡線管理以及遠程交接班管理,并可以將現場照片、運行資料等信息通過無線網絡直接發送回中心。










      6、車輛管理。車輛管理主要包括巡線車輛、搶險車輛和燃氣運輸車輛的管理。監控中心可以掌握車輛當前所處的位置、移動速度、移動方向等情況。當事故發生時,可以在地圖上進行車輛定位,查詢并回放車輛的行駛軌跡。

      7、應急指揮管理。燃氣企業通過信息化管理平臺,以智能化、安全化的方式進行生產調度,并對燃氣開采、生產、加工、處理、輸送整個過程中出現的非正常情況或突發事件進行快速、有效地處理。






      8、工程項目管理。對籌建、在建和竣工的工程項目,按照專業進行統一分類管理,實現工程項目從項目建議與評審,到項目立項、實施、驗收、投產試運行等全過程進行管理,并且對項目相關的進度計劃、資源調配、物資采購、工程造價等進行管理。







      9、設備管理。主要對設備的采購、安裝調試、運行維護、日常保養、定期巡檢、定期檢驗、維修更換等進行管理,實現設備從采購、使用、到報廢的全生命周期管理。







      10、報警管理。系統針對設備故障、網絡故障、管網故障等情況,通過聲光、語音、彈窗等方式進行報警,第一時間通知相關負責人。并且可以結合GIS地理信息系統和視頻系統,在調度中心大屏幕上顯示具體的報警區域及地點。系統還可以自動記錄系統的狀態變化、操作過程等重要事件和參數,提供查詢及追溯功能,為追憶事故、分析事故原因提供依據。





      11、文件管理。系統可以對燃氣企業的工藝操作規程、設備說明書、崗位作業指導書(SOP)等文件進行統一管理,應用工作流,嚴格控制文檔流轉過程,實現文檔的發送、分發、狀態跟蹤、信息反饋、提醒、日志生成等功能。





      12、系統管理。系統提供模型定義、頁面配置、報表模板定制等靈活、可組態的功能,滿足燃氣企業業務不斷發展、變化的需求。系統管理員通過簡單的配置、組態、定制即可實現新的業務模塊,大大提高了系統的運維效率、并且減少了運維工作量。






      五、給客戶帶來的價值



      1、 通過力控科技城市燃氣生產運營管理系統的建設實施,實現對整個管網運行狀況的監控、分析與調整,并對氣源進行有效協調,實現緊急情況的應急指揮,使整個輸配系統保持正常狀態和平穩運行,為用戶提供高質量的供氣服務,提高客戶的滿意度。

      2、 通過燃氣管網的平衡與優化、遠程運維與保養,減少輸配過程中的損失,最大限度延長管網的使用壽命,保障輸配系統安全、穩定運行,降低企業生產風險,提高企業的運營效益。





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