运城市天然气管网远程无线数字安全生产监控系统Word格式.doc
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1.2、运城市经纬天然气公司的用户类型
运城市经纬天然气公司的运营管理分为3个部分:
1.大型行业型用气单位
包括:
医院、学校、政府职能机构、大型餐饮业及各种大型的用气单位。
2.分布辖区内的所有中型中低压调压站。
3.辖区内的小型用气型用户
1.3、运城市经纬天然气公司的用户现状
1.城区各中低压调压站为室外柜式调压站;
目前该站基本上压力表都是模拟表、报警器正在实施安装、流量表大都为智能型小流量表,为此该部分要实现实时回传就必须增加压力变送器(二次仪表接口)、流量表需要增加RS485接口模块。
2.所辖餐饮业进口处流量计、报警信号实时回传;
流量表需要增加RS485接口模块。
二、系统建设策略和设计原则
2.1、系统建设策略
天然气管网远程无线数字监控系统主要涉及上述三种用户用气安全生产的相关数据。
要作好对整个系统的设计与施工,必须对系统的需求和使用情况做一个详细的调研和统计,必须对本次工程要求、未来系统的升级与应用情况进行通盘考虑、整体规划,寻找一个最佳的技术与经济结合点。
因此,在本次设计中应注意如下策略:
l根据系统的具体需求选用合适的设备与材料
在系统中,根据用户的实际需要以及未来的应用情况,选择合适的设备与材料进行设计和施工。
l采用先进的技术和高质量的设备与材料
采用当今世界上先进而成熟的技术(软件及硬件技术),具备开放性的环境,科学合理的结构,丰富的产品系列服务;
具有良好的可扩展性及兼容性,以及产品售前、售后的服务,便于今后发展的需要,保护用户的前期的投资;
使用高质量的设备与材料保证系统的稳定性与可靠性。
l充分细致的用户需求调研与工程勘察
为了使工程更好地与实际情况相符合,要作到充分细致的需求调研和现场仔细的工程勘察,尤其是与企业现有仪器仪表的接口的详细调研,力求作到满足用户需求的同时降低用户系统的投资。
1.2.2系统设计原则
在本次建设工程中,从系统信息体系建设的全局考虑,将系统建成一个高起点、高标准,易于扩充、升级、管理和使用的系统。
为此,应遵循以下设计原则:
l实用性与先进性
在系统的设计与施工中,首先要考虑的是实用性和易于操作性、易于管理和维护,易于用户掌握和学习使用及灵活的应用。
l开放性与标准化
在总体设计中,应采用开放式体系结构,使系统易于扩充,使相对独立的分系统易于进行组合调整。
有适应外界环境变化的能力,即在外界环境改变时,系统可以不作修改或仅作小量修改就能在新环境下运行。
l可靠性与安全性
系统安全可靠运行是整个系统建设的基础。
鉴于管理信息的重要性,要求系统要有较高的可靠性,各级系统应具有监督和管理能力,要适当考虑关键线路的冗余,能够进行修复、更换和扩容。
要确保系统的正确性、保密性,以及为防止异常情况所必须的的保护性设施。
2.2、系统设计依据
«
城镇煤气系统安全运行技术规范»
CJJ/T88-2000;
分散控制系统工程设计规范»
HG094;
安全防范工程技术规范»
GB50348-2004;
民用建筑电气设计规范»
JGJ/T16-92;
电气装置的电测量仪表设计规范»
GBJ63-90;
计算机机房设计规范»
GB50174-93;
建筑物防雷设计规范»
GB50057-94(2000版);
本系统除依据以上规范及标准外,还结合运城天然气公司现场考察的结果,总结我公司以往的工程经验,吸取国内外众家之长,选用先进而成熟的技术。
其设计本着:
系统配置合理,性能稳定可靠,功能可扩展以及操作简单便于维护的原则实施。
三、系统设计
3.1系统参数量
系统主要实现对现场各项物理量的采集及数据打包。
现场各项物理量包括:
浓度(以百分比表示)、温度(以摄氏度表示)、、压力(以Mpa或kpa表示)、流量等。
通过传感器可直接采集以上相关物理量
3.2系统设置及功能
天然气管网远程无线数字安全生产监控系统分为3个部分:
1)前端数据采集部分:
在前端数据采集部分中根据运城天然气公司对用户的分类在这里我们也针对性的设计了2套前端数据采集设备:
调压站类数据采集部分配置(按单个调压站计算):
设置天然气报警探测器1台,监测调压柜内环境煤气泄漏情况;
设置环境温度传感器1台,监测调压柜内环境温度;
设置压力变送器2台,分别监测调压站进、出口煤气管道压力;
设置采集监测主机1台,用来采集上述传感器相关数据,并进行分析、计算、处理、打包、发送。
大型行业型用气单位数据采集部分配置设置天然气泄露报警探测器1套,监测餐饮业厨房内环境煤气泄漏情况;
设置流量数据采集器1套,检测餐饮业天然气的流量数据并采集上述传感器相关数据,并进行分析、计算、处理、打包、发送。
2)传输部分:
该系统主由采集主机完成各项物理量采集、数据打包后通过GSM调制解调器通过无线GPRS网络发送数据传输至INTER网
3)终端显示及数据处理部分:
在天然气公司监控中心设上网服务器1台,该服务器负责链接网络、识别接收无线数据采集终端数据包、分配无线数据采集终端地址、管理各个无线数据采集终端GPRS信息数据;
设置数据存储服务器1台,该服务器是整个测控中心的核心,负责总体数据的管理、备份及分发
3.3系统拓扑图:
1#加压站设备
传感器
无线数据采集主机
GPRS无线网络
n#加压站设备
监控中心上网服务器器
查询PC1
查询PCn
企业局域网
监控中心数据库服务器
3.4系统配置
3.4.1硬件要求
A.数据采集PC机采用工业控制计算机;
B.控制器采用单片机(C8051系列),其主要作用是对传感器通信进行选择,以防传感器数据冲突;
C.传感器为模拟量传感器,由无线采集器采集并完成信号的量化及A/D信号转换。
3.4.2采集器的物理量列表
以一台气柜为例:
采集信号对照表:
序号
采集点名称
采集数据
备注
1
调压柜煤气进口
天然气入口压力/管网介质温度
模拟量
2
调压柜煤气出口
煤气出口压力
3
调压柜内上方
可燃气体报警超限报警
4
调压柜内
环境温度
5
餐饮业流量计
天然气的使用流量
数字量
3.5软件设计
3.5.1、概述
通过该系统主要解决以下问题:
l实现各设备参数时实监控
l报警诊断与提示管理
l自动控制管理
l信息存储及打印管理
l分部门管理
3.5.2、软件构架
3.5.2.1体系结构
本系统采用基于C/S结构的三层应用体系,通过使用TCP/IP协议与RS232通信协议互换方式作为数据传输中间件,数据存储使用MSSQL2000系统,监控端与管理端作为应用层与中心服务器连接并交互处理数据。
3.5.2.2部署结构
n数据中心服务器
数据中心服务器负责集中对各设备参数进行采集、存储及转发,在该服务器上配有数据库,TCP/IP服务及RS232接口,为下述多个监控子系统提供数据服务。
n监控中心服务子系统
监控中心负责处理以下功能:
(1)连接中心服务器
(2)显示中心服务器的采集数据
(3)报警信息定位
(4)运行参数设定
(5)远程调度及控制(保留)
n信息管理子系统
信息管理端有以下功能:
(6)负责数据查看打印、分析等策略。
(7)用户管理
(8)权限管理
(9)基本信息维护
3.5.3软件需求
3.5.3.1系统管理
l用户管理
登记用户基本信息,包括用户姓名、登录名、口令、通信地址、联系电话等。
l权限管理
不同用户对系统各模块具有不同的使用权限。
由系统管理员授予每个用户对相应模块的使用权限。
登记信息包括用户名、模块名、是否有权限等。
l基础信息管理
登记系统中使用的基础数据信息,并对数据进行维护。
l系统日志
记录各操作员的系统操作记录。
l数据管理
采集各设备流量数据,进行分析存储
l监控管理
实时在线监视各流量,并显示,自动接收报警数据并提示工作人员。
领导监视值班人员工作记录及状态。
制定监控计划
l报表管理
存储的历史数据可分阶段查询,打印;
并可做图表分析策略。
3.5.4软件系统结构图
3.5.4.1数据中心服务器
3.5.4.2监控中心服务子系统
3.5.4.3信息管理子系统
3.6系统结构图
3.7、系统设备参数
3.7.1压力传感器(DP800)
被测介质:
液体、气体、蒸汽
测量范围:
0-500Pa、0-5KPa、0-60MPa
精度等级:
±
0.1%、±
0.5
长期稳定性:
≤0.2%FS(一年)
温度漂移:
:
≤0.02%/℃FS(0-70℃)
使用温度:
-20℃-+85℃
输出信号:
4—20mA
允许过载:
额定压力2倍
3.7.2可燃气体报警传感器(RB-TZ点型气体探测器)
特点:
■可检测多种气体■采用进口元件、性能稳定■精度高、反应速度快■4-20mA或RS-485标准信号输出或接点输出■功耗低、性能可靠■抗干扰能力强
主要技术指标:
检测对象:
燃气、毒气及可燃蒸汽
防爆等级:
EXdⅡCT6
检测范围:
0~100%LEL或0~2000ppm
DC24V
基本误差:
≤±
5%F.S
额定电压:
取样方式:
扩散式
功耗:
≤1.5W
防爆型式:
隔爆型
工作环境:
温度:
-40℃~70℃
湿度:
≤93%R.H
3.7.3环境温度传感器(YT-WD001)
■采用进口元件、性能稳定■精度高、反应速度快■4-20mA标准信号输出或接点输出■功耗低、性能可靠■抗干扰能力强
温度范围:
-50℃-+80℃
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