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1  項目背景介紹

安徽省皖東北天然氣管道工程地處皖東、北地區，屬于長江中下游平原。為實現構建安徽省“三縱四橫一環”省級天然氣主干管網，增強天然氣資源的調配和應急供氣保障能力，皖東北天然氣管道工程一期擬（干線和皖北支線）建設干線和皖北支線，鋪設管道共計 187.3km。該天然氣管道工程是由中石化天然氣分公司濟南調控中心進行集中統一調控，在合肥新建監視中心一座，在滁州管理處設置 1 套生產管理機構監視終端對皖東北管道進行統一監視和管理，沿線站場設置 4 套站控系統（SCS）和沿線閥室 設置7 套遠程終端單元（RTU），以實現分散現場集中管控，提升工作效率。

其中：

干線：干線管道天長段自蘇皖省界處秦欄閥室接出，管道沿線途經滁州市轄天長市、來安縣兩個縣市。終點在來安分輸清管站，沿線設置 2 座站場，即天長分輸站、來安分輸清管站；4 座閥室，即秦欄閥室、汊澗閥室、半塔閥室，線路全長 88.3km，設計壓力10MPa，管徑規格 D1016mm。

皖北支線：起點來安分輸清管站，終點鳳陽末站，管道沿線途經滁州市轄來安縣、南譙區、明光市、鳳陽縣共 4 個縣區。沿線設置 2 座站場，即明光分輸站、鳳陽末站；3 座閥室，即張八嶺閥室、管店閥室、小溪河閥室線路全長 99km，設計壓力 10MPa，管徑規格 D711mm。

管線宏觀走向圖見圖1。

圖1

2  項目目標與原則

（1）SCADA系統

皖東北天然氣管道工程是由中石化天然氣分公司濟南調控中心進行集中統一調控。在合肥新建監視中心一座，在滁州管理處設置 1 套生產管理機構監視終端對皖東北管道進行統一監視和管理，沿線站場 4 套站控系統（SCS）和沿線閥室 7 套遠程終端單元（RTU）。

本現場自動控制系統采用數據采集系統及監控系統（SCADA），均是采用和利時國產自主可控產品，PLC控制系統由和利時公司的LK系列控制器及相關設備組成；ESD控制系統由和利時公司的LKS的控制器及相關設備組成。控制系統的HMI軟件使用和利時公司HiaPlantSCADA V3.2.0系統軟件。

上述系統均支持CPU冗余和通訊網絡冗余功能，采用先進的開放式網絡結構。SCADA系統網絡架構采用雙網段、雙網絡設備冗余設計，同時服務器也采取冗余配置，完成站場及上下游閥室各工藝參數的檢測和控制，實現工藝參數的顯示、數據處理、報警和數據歸檔等功能，保障管線的安全、可靠、平穩的運行。 

（2）通訊系統

光傳輸系統：在天長分輸站、來安分輸清管站、明光分輸站、鳳陽末站配置STM-64 光傳輸設備，與管道光纜組成光傳輸系統，為站場SCADA 數據、視頻監控圖像、視頻會議、語音業務以及 OA 辦公局域網等業務提供傳輸通道。

工業以太網系統：利用管道光纜構建專用的光纖工業以太網系統，用于管道沿線各閥室的數據傳輸。站場和閥室的工業以太網設備利用光纜中獨立的兩芯傳輸，分兩個方向傳到就近的站場。閥室的SCADA 數據、安防監控、話音、陰保等四類業務首先上傳到就近的站場落地，然后通過接入站場已有的 SDH 光傳輸系統，并通過管線通信傳輸專網上傳至濟南調控中心和合肥監視中心。

視頻監控系統：采用 1080P 網絡數字高清系統，TCP/IP 組網方式，重點監控設備的工作狀態、人員出入及活動狀況，預防意外闖入，以便及時發現隱情，確認設備故障、非法入侵,做到事前預防，同時可保留影像資料，用于事后追溯。監控前端采用 200 萬像素攝像機，包含：智能半球機、智能高速球機、一體化云臺攝像機，防爆區選用防爆型監控前端，主要設置在場區內工藝裝置區、主要出入口、圍墻四周、機柜間和控制室內。圖像采用 H.265 壓縮，1080P 存儲，存儲時間 90 天。 系統為三級結構：站場級監視、合肥監視中心和管理處監視、濟南調控中心級監視。

3       項目實施與應用

（1）SCADA系統分站原則

（2）SCADA系統軟件特點

①核心技術自主研發，杜絕卡脖子現象。

②基于QT的C++進行研發，提供開放性接口以及定制化需求，與其他系統融合度高。

③具有高安全性設計，軟件提供基于數據的安全機制和設計完整的數據安全訪問機制和網絡系統安全機制。

④系統采用OT+IT總線實現數據交互，OT總線負責采集數據到實時庫/歷史庫的傳輸、以及基礎服務、組態工具和數據庫之間的通訊；IT服務總線負責服務實現框架和管理機制，使各個應用組件的交互。

⑤支持十幾種主流工業通訊協議的采集和轉發。

⑥支持實時數據庫、歷史數據庫和關系數據庫數據采集存儲。

⑦支持模塊化組態，并提供快捷工具提高組態效率。

⑧支持流程圖、趨勢、報警、日志、報表、權限管理、用戶管理等功能模塊。

⑨同時支持C/S、B/S、M/S架構，可提供客戶端、WEB、APP展現方式。

⑩提供了WebService、WebAPI、API等多種形式的、豐富的對外接口，便于與第三方系統進行定制化信息交互。

（3）項目總體實施情況

①項目準備：召開項目溝通會，交流確定項目調試安排、進度要求，功能要求、流程圖組態標準、以及通訊方式等；

②項目實施：成立項目執行小組，建立項目溝通群，所有問題群內實時溝通，項目經理全程掌控現場實際情況；

③梳理設計文件，確定軟件的功能要求，無法滿足的及時反饋，定制開發計劃；

④搜集用戶資料，整理資料，討論軟件的架構，組態內容；

⑤根據PLC廠家提供的資料，組態數據庫，建立油氣行業專用符號庫和算法功能塊，創建流程圖模板，搭建軟件基本框架，完成功能測試；

現場搭建軟件框架，完成現場組態，在用戶見證下完成現場聯調測試及軟件的功能檢驗；

4   效益分析

（1）通過該項目的實施編寫發布了《工軟公司油氣行業HMI設計作業指導書》、《皖東北天然氣管道工程一期（干線和皖北支線）SCADA系統報警分析報告》、《皖東北天然氣管道工程SCADA系統操作手冊》等技術文檔，完成了油氣行業標準符號庫的建設，為后續同類項目提供標準模板和指導依據。

（2）該項目憑借良好的服務態度及過硬的技術手段，贏得了業主的一致好評，對和利時自主研發的HiaPlantSCADA系統軟件品質給予了極大的肯定，客戶贈予錦旗與表揚信，同時，繼此項目以來中石化皖東北二期三期項目，中石化辛集-贊皇長輸管道項目都已成功中標，達到了市場宣傳效應。

（3）本次涉及自控系統和通訊系統兩部分，項目范圍包含LK、LKS、SCADA、信息安全、通訊系統等多個產品線，在行業內具有較強示范性，對公司具有重大意義。同時引入2.5D技術，算法，符號庫等功能，項目可參觀性強。

（4）和利時自主研發的LK PLC和HiaPlantSCADA在此項目上得到成功應用，是自主工業領域芯片、數據庫、操作系統、工業軟件、自動化技術、網絡安全技術與油氣長輸管道項目的完美耦合，擺脫了國內工控系統核心技術對國外的依賴，實現了工業控制系統的全面國產化，不僅推動了天然氣管道行業的數字化轉型，還提升了行業的整體競爭力。

（5）從經濟上，SCADA系統的引入顯著提升了管道的自動化監控和管理水平，確保了管道的安全、穩定、高效運行，優化了整體運營效率，大量減少人工操作和監控，從而降低人力成本，從一定程度上有效預防或減少因故障導致的停輸，管道泄露等帶來的損失。

和利時自主研發的LK PLC和HiaPlantSCADA軟件在此項目上得到成功應用，是自主工業領域芯片、數據庫、操作系統、工業軟件、自動化技術、網絡安全技術與油氣長輸管道項目的完美耦合，擺脫了國內工控系統核心技術對國外的依賴，實現了工業控制系統的全面國產化，不僅推動了天然氣管道行業的數字化轉型，還提升了行業的整體競爭力。