天然氣閥組間是天然氣輸送的咽喉要道，其狀態(tài)信息（室內天然氣濃度、管道壓力等）的獲取，對天然氣的安全、正常的輸送起著重要作用。

        傳統(tǒng)的人工巡更的方式由于天然氣閥組間地域分布較廣，每次巡更需要耗費大量人力及物力等資源，工人工作效率低，同時公司領導及相關部門無法及時、動態(tài)地了解天然氣閥組間的狀態(tài)信息，阻礙了公司信息化管理水平的進一步提高。

        另外，由于未對天然氣閥組間實施24小時連續(xù)在線監(jiān)測天然氣濃度，當天然氣閥組間發(fā)生天然氣泄漏時，管理部門無法在第一時間獲取該緊急情況，存在著極大的安全隱患。

        為了進一步提高天然氣集輸公司安全管理水平及信息化管理水平，提高資源利用率、提高員工工作效率、降低生產運行成本，建議實施天然氣閥組間遠程監(jiān)測及管理系統(tǒng)。

        該系統(tǒng)利用先進的計算機技術、通信技術和信號處理技術，利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對各天然氣閥組間的天然氣濃度、管道壓力的自動測量、數(shù)據(jù)存儲、分析、統(tǒng)計等，公司領導及管理部門可及時了解的天然氣閥組間安全及生產情況，為公司領導快速、準確地天然氣閥組間狀態(tài)信息、制訂生產決策提供科學依據(jù)。

        二、設計原則

        安全可靠 經濟可行 技術先進 易于擴展

        1．安全可靠
        由于系統(tǒng)應用場合為易燃易爆場所，作為系統(tǒng)投入使用的前提，我們對系統(tǒng)特別是現(xiàn)場采集系統(tǒng)采取了隔爆、防爆措施，最大程度地保證了系統(tǒng)的安全可靠。
        同時通過各類措施防止系統(tǒng)設備自身的被盜問題。
        2．經濟可行
本系統(tǒng)充分在已有的設備的基礎上，通過無線方式傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利用計算機對數(shù)據(jù)進行綜合管理，并根據(jù)需要打印各類報表。此系統(tǒng)的使用必能大量節(jié)約人力、物力支出，降低了工人的勞動強度，提高了工人的工作效率，具有很好的經濟效益。
        3．技術先進
        本系統(tǒng)結合了計算機技術、無線通信技術，使用微軟的大型數(shù)據(jù)MS SQL Server作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，使用專用軟件進行數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計，保證了系統(tǒng)的先進性。
        4．易于擴展
        本系統(tǒng)采用開放的設計模式，無論是軟件功能還是硬件采集單元所采集的信號均可方便地擴展。

        三、系統(tǒng)結構

        本系統(tǒng)按照功能可分為五個部分，分別為：
        ◆現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理單元
        ◆數(shù)據(jù)傳輸網絡
        ◆天然氣閥組間供電單元
        ◆數(shù)據(jù)管理平臺
        ◆計量數(shù)據(jù)綜合管理軟件。

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      （一）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理單元
      采用威控科技無線低功耗測控終端RTU-1600，由中央處理器、信號（數(shù)據(jù)）轉換模塊、通信接口模塊組成。

      工作原理：
      ◆中央處理單元（CPU）定時對8路模擬量進行數(shù)據(jù)采集，模擬信號經過A/D轉換后變?yōu)閿?shù)字量；
      ◆定時通過RS-232接口與現(xiàn)場壓力儀表等智能設備通訊，并將其值存入內存；
      ◆數(shù)字信號經運算、處理后轉換為實際測量值，存入內存；
      ◆以主動（定時）或被動（呼叫）的方式向CDMA1X通信模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，并可根據(jù)管理計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)改變現(xiàn)場的參數(shù)。

      相關技術參數(shù)：
      1．輸入信號
    （1）8路4～20mA或者0～20/0～10VDC模擬量：管道壓力、室內天然氣濃度及電池電壓等
    （2）通過RS232與氣體緊急切閥控制器LINEGUARD 2100進行數(shù)據(jù)通信，獲取管道壓力等數(shù)據(jù)
    （3）RS-485
    2．輸出信號
    （1）4路開關量輸出
    （2）RS-232
    3．儀表特點
    （1）具有看門狗電路，儀表永不死機
    （2）具有斷電數(shù)據(jù)保護功能
    4．通訊模塊：內嵌通訊協(xié)議，可與CDMA1X通信模塊進行數(shù)據(jù)通信
    5．數(shù)據(jù)發(fā)送方式：
    （1）定時主動發(fā)送：可設定時間定時向中心站發(fā)送數(shù)據(jù)
    （2）被動發(fā)送：由計量管理中心的計算機發(fā)出發(fā)送指令，接收該指令后發(fā)送數(shù)據(jù)。

    （二）數(shù)據(jù)傳輸網絡：采用中國聯(lián)通公司的CDMA 1X數(shù)據(jù)通信網絡。
    CDMA1x技術是當今最先進的通訊技術，具有容量大，傳輸速度快，質量高等優(yōu)點。其快速的信息響應時間和分組交換技術，可保證用戶實時在線和信息的迅速傳遞，利用CDMA技術進行數(shù)據(jù)傳輸是理想的方式。
    其特點如下：
    ◆可實現(xiàn)點對點、中心對多點等數(shù)據(jù)傳輸。
    ◆實時在線，實時進行數(shù)據(jù)傳輸，因使用獨立的數(shù)據(jù)信道，不爭奪話音信道資源，因而性能更穩(wěn)定。
    ◆資費低，按數(shù)據(jù)流量收費，沒有數(shù)據(jù)量傳遞時，不產生費用。
    ◆傳輸速率可達153.6kbps, 約為GPRS的5倍。
    ◆組網簡單，無縫覆蓋。
    ◆可方便聯(lián)入互聯(lián)網?？梢钥鐓^(qū)域、省市使用,不存在漫游費用,節(jié)省通信開支。

   （三）天然氣計量間供電單元。
     由于天然氣計量間具有很高的防爆要求，并且無法提供220V交流電源，因而考慮采用太陽能電池對位于計量間的數(shù)據(jù)采集單元及無線通信模塊提供電源。
    太陽能供電系統(tǒng)包括：電池板、蓄電池、控制器、DC-DC轉換器、控制箱及附屬配置（電線、接插件等）。
    太陽能供電系統(tǒng)規(guī)格：
1．光伏電池板符合國家標準。使用壽命10年。
2．蓄電池符合信息產業(yè)部電信設備進網標準。正常浮充使用壽命3年。
3．控制器為智能控制，并具有過放、過充保護及防反接、輸出短路、過載、溫升保護功能。
該太陽能供電系統(tǒng)在日照4h/d，連續(xù)陰雨天3天的情況下，能夠24小時連續(xù)提供12V/100mA直流電源，并且保證每小時提供為期2分鐘的12V/0.5A供電。

    （四）數(shù)據(jù)管理平臺：采用微軟公司的SQL Server 2000大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
    該系統(tǒng)易于維護，可滿足大型數(shù)據(jù)管理的要求，同時該管理平臺可與油田公司現(xiàn)行的工程數(shù)據(jù)庫ORACLE系統(tǒng)方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
    SQL Server 2000是微軟公司最新版的大型數(shù)據(jù)庫服務器，其性能指標在各方面都有趕超Oracle數(shù)據(jù)庫的趨勢。
    SQL Server2000是一個功能完備的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它包括支持開發(fā)的引擎、標準的SQL語言、擴展的特性（如復制、OLAP、分析）、存儲過程、觸發(fā)器等特性。
    易用性
    SQL Server與Windows界面風格完全一致，且有許多"向導（Wizard）"幫助，因此易于安裝和學習。
    兼容性良好
    由于今天Windows操作系統(tǒng)占領著主導地的位，選擇SQL Server一定會在兼容性方面取得一些優(yōu)勢。另外，SQL Server 2000 除了具有擴展性，可靠性以外，還具有可以迅速開發(fā)新的因特網系統(tǒng)的功能。尤其是它可以直接存貯XML數(shù)據(jù)，可以將搜索結果以XML格式輸出等特點，有利于構建了異構系統(tǒng)的互操作性，奠定了面向互聯(lián)網的企業(yè)應用和服務的基石。這些特點在.NET 戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要的作用。 
    數(shù)據(jù)倉庫
    Microsoft SQL Server 2000增加了OLAP（聯(lián)機分析處理）功能。OLAP可以通過多維存儲技術對大型、復雜數(shù)據(jù)集執(zhí)行快速、高級的分析工作。數(shù)據(jù)挖掘功能能夠揭示出隱藏在大量數(shù)據(jù)中的傾向及趨勢，它允許組織或機構最大限度的從數(shù)據(jù)中獲取價值。通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行有效分析，這一功能可以對未來的趨勢進行預測。

    （五）計量數(shù)據(jù)綜合管理軟件系統(tǒng)。位于公司中控室的計算機

    （中央控制機）根據(jù)系統(tǒng)預設的時間，向各計量間RTU發(fā)出數(shù)據(jù)讀取指令，接收到指令后，各計量間RTU將流量計數(shù)據(jù)通過傳輸網絡返回到中控機，經過處理后顯示并存入數(shù)據(jù)庫服務器。綜合管理系統(tǒng)軟件可對數(shù)據(jù)進行進一步的統(tǒng)計、分析、處理，形成各類報表及圖形，并打印輸出，供公司領導及管理部門做出科學決策提供依據(jù)。
經過授權的用戶可以通過局域網瀏覽相應的天然氣供應情況。

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    具體功能為：
    1. 系統(tǒng)及用戶權限管理：
    公司生產運行管理部門具有最高級別的權限，可對所有信息進行查詢、維護、更新等操作；
    公司領導具有最高級別的瀏覽權限，通過Web可查詢所有信息，但無權對數(shù)據(jù)修改；
    天然氣集輸公司局域網內用戶經過授權后通過Web可查詢相應信息。
    2. 天然氣計量間可燃氣體泄漏檢測報警
    現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元實時檢測天然氣計量間可燃氣體濃度，當濃度達到報警設定值時，實時報警，減少安全隱患，提供公司安全管理水平。
    3. 實現(xiàn)遠程抄表，提高員工工作效率，降低勞動強度
    現(xiàn)場采集終端獲取流量及天然濃度等現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)后，通過CDMA1x或其它通信方式及時將數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室監(jiān)控主機，實現(xiàn)了遠程抄表，無需人工現(xiàn)場抄表，極大地提高了員工工作效率，降低了勞動強度。
    4. 輸差實時監(jiān)測與管理
    通過對數(shù)據(jù)進行分析與處理，可以及時了解公司的輸差情況，及時發(fā)現(xiàn)輸差異常，減少公司經濟損失。
    5. 用戶用氣量異常分析功能
    通過對用戶用氣量的歷史數(shù)據(jù)進行分析與對比，可以及時發(fā)現(xiàn)用戶用氣量發(fā)生異常，第一時間發(fā)現(xiàn)盜氣、漏氣、儀表損壞等情況,減少經濟損失.
    6. 所有靜態(tài)信息更新、維護、補充、查詢、打印，包括：
    流量計規(guī)格、型號，檢定時間，使用年限等；
    7. 天然氣計量動態(tài)信息查詢，包括：
    每臺流量計的瞬時輸量、累積輸量、最近一次的檢定時間等；
    8. 事件、報警記錄管理、查詢；
    公司領導及管理部門可隨時查詢任意時間段任意計量間所計量的天然氣輸量，并可對計量間的輸量設定報警上下限，當單位時間內輸量發(fā)生較大變化時，系統(tǒng)發(fā)出報警提示，供管理部門進行調整。
    8. 遠程信息發(fā)布；
    借助油田公司的內部局域網，集輸公司各級領導及工作人員可在辦公室、家中或車內通過臺式機、筆記本、PDA或手機隨時相關的計量信息。
    通過有線或無線方式與油田公司局域網連接后，相關工作人員經過授權即可瀏覽數(shù)據(jù)庫服務器中相關的內容。
    9. 信息歸檔及存儲；
    所有的天然氣計量信息（靜態(tài)及動態(tài)）全部納入大型數(shù)據(jù)庫管理平臺進行管理，可滿足公司對計量數(shù)據(jù)執(zhí)行快速分析的要求。通過對數(shù)據(jù)潛在價值的挖掘，能夠最大限度的從數(shù)據(jù)中獲取價值。
    10. 報表生成、瀏覽、打印；
    根據(jù)天然氣集輸公司的具體需要及要求，可編制各類報表并打印。
    11. 趨勢圖生成、瀏覽、打??；
    根據(jù)天然氣集輸公司的具體需要及要求，可繪制各類趨勢圖并打印。

    四、效益分析

    該系統(tǒng)投入使用后，可以達到提高天然氣集輸公司計量管理水平目的，具有良好的經濟效益及社會效益，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

    1．由于對計量間天然氣濃度實施了24小時連續(xù)在線監(jiān)測，當氣體發(fā)生泄漏時，監(jiān)控室及管理部門可在第一時間做出反應，極大地提高了生產的安全性；
    2．由于采用遠程抄表，可大大提高目前抄表人員的工作效率，減少車輛等資源浪費，大幅度降低公司總體運行成本；
    3．通過對各計量間實時監(jiān)測，公司領導可實時掌握公司的輸差情況，為穩(wěn)定輸差提供科學依據(jù)；
    4．由于各計量間的運行數(shù)據(jù)全部存入數(shù)據(jù)庫管理，可按照ISO9000的要求對流量計等數(shù)據(jù)資料進行管理，系統(tǒng)可自動提示流量計檢定時間等信息，對提高公司管理水平具有重要的意義。