一种可远程预设曲线的天然气管网调压系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可远程预设曲线的天然气管网调压系统，包括基于C/S架构的4级控制控制网络，即分别是系统服务器层、客户机层、中心站层和末站层，系统服务器层包括系统服务器，用于对客户机层中的多个营销客户机管理，每个营销客户机分别管理位于中心站层中的若干个中心站，每个中心站分别管理位于末站层中的若干个末站，末站用于对于调压站点的压力调节，并且具备接收中心站或本地的预设压力曲线功能，具备数据就地显示、存储、查询趋势、报警和报表功能，具备WEB访问接口，具备与中心站层和系统服务器层的历史数据同步功能，具备固定IP地址以及设定操作权限下发功能，具备无线信道传输功能。
【专利说明】-种可远程预设曲线的天然气管网调压系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于天然气【技术领域】，特别涉及一种可远程预设曲线的天然气管网调压系 统。
【背景技术】
[0002] 申请号为201310015625. 0的专利申请在其说明书中提到，天然气是一种优质、高 效、清洁的能源。近几十年来全球天然气工业发展速度很快，天然气在世界一次能源结构中 的比例也不断提高。天然气工业中，管道运输天然气是必不可少的环节。随着技术的发展， 天然气管网的输气能力和输气压力不断调高，管输天然气一般以高压方式通过长输管道输 送到终端用户，在供给到终端用户前通常需要通过调压设备进行降压处理，将输气管网的 压力调节到下一级管网或用户所需要的压力，以便天然气的压力能够与用气设施匹配，并 需要保证调节后的压力保持正常数值。但是现有的天然气管网中往往存在供气压力不稳定 的问题，给用户带来困扰。
[0003] 该申请给出的技术方案是，将来自中压干线的天然气输入供气门站，通过第一压 力传感器检测天然气的气压，若天然气气压高于第一压力传感器的低阀值，则天然气进入 主调压系统调整气压，控制系统根据第二压力传感器测得的调压后的天然气管路气压，当 气压高于供气高限值时，将调压后的天然气输入一高压储气罐至管路中的气压下降到正常 压力，当气压低于供气低限值时，将高压储气罐中的天然气输出到管路中，至管路中的气压 上升到正常压力；否则，天然气进入旁通调压系统调整气压；将调压后的天然气输出至下 级供气管网。
[0004] 上述文献给出的技术方案针对的主要是调压站所涉及的技术问题，对于大规模的 区域性的天然气管网调压没有给出针对性的解决方案。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种可远程预设曲线的天然气管网调压系统。
[0006] 本发明的技术方案是，一种可远程预设曲线的天然气管网调压系统，包括基于C/S 架构的4级控制控制网络，即分别是系统服务器层、客户机层、中心站层和末站层，
[0007] 系统服务器层包括系统服务器，用于对客户机层中的多个营销客户机管理，每个 营销客户机分别管理位于中心站层中的若干个中心站，每个中心站分别管理位于末站层中 的若干个末站，
[0008] 末站用于对于调压站点的压力调节，并且具备接收中心站或本地的预设压力曲线 功能，具备数据就地显示、存储、查询趋势、报警和报表功能，具备WEB访问接口，具备与中 心站层和系统服务器层的历史数据同步功能，具备固定IP地址以及设定操作权限下发功 能，具备无线信道传输功能，
[0009] 中心站用于中心站点的压力调节，并且具备接收中心站或本地的预设压力曲线功 能，具备数据就地显示、存储、查询趋势、报警和报表功能，具备WEB访问接口，具备与中心 站层和系统服务器层的历史数据同步功能，具备固定IP地址以及设定操作权限下发功能， 具备无线信道传输功能，还具备主机热备份功能，
[0010] 营销客户机通过标准C/S架构的客户端或是通过B/S架构的WEB客户端进行访问 其下辖的中心站或末站数据，
[0011] 系统服务器用于对全部下辖的中心站或末站的运程调度，具备对所有站点数据显 示、存储、查询趋势、报警和报表功能，具备对营销客户机的权限分级功能，具备与各中心站 或末站数据库的历史数据同步功能。
[0012] 本发明的有益效果有：
[0013] 1.不采用标准层级结构，常规是一层层的数据叠加上传；在这里营销与系统服务 器所在的分公司之间是客户端与服务端的结构；主要原因是由于客户的人员配置和投资情 况决定。
[0014] 2.各层级之间的数据库同步，核心数据库在各站点，中心站与分公司需与其同步； 而且，由于末站工业平板电脑性能、容量有限，同步后能确保中心站、分公司有完整的数据， 类似数据库的冗余功能；
[0015] 3.不管是末站还是中心站都提供了标准的B/S架构，在中心站、分公司宕机的情 况下，均可单独进行WEB访问，确保工艺现场的稳定运行；
[0016] 4.主要的操作层在中心站，末站大多为无人站点无需操作，营销和分公司均以监 视为主，有需要电话调度；
[0017] 5.网络设计上，末站与中心站之间采用了光纤为主信道，无线专网为辅信道的做 法；
[0018] 6.鉴于压力调节对工艺生产非常重要，但又非常危险，因此在架构设计里面，只有 具有权限的人员，并且必须使用被认可的IP才能进行压力曲线的预设。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明的系统架构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 如图1所示，是一个可远程预设曲线的天然气管网调压系统实施例的架构描述。 以下是本发明的一个具体实施案例。
[0021] 一、各级需求描述：
[0022] 1.末站：
[0023] >正常运行无人值守，远程监控；
[0024] >远程或就地对场站压力进行调节控制；
[0025] >调节压力为预设曲线；
[0026] >工艺数据实时显示、历史归档，具备查阅报警、趋势、报等功能。
[0027] 2.中心站：
[0028] >有人值守，管辖除中心站外下游的多个末站；
[0029] >远程对管辖内各末站压力进行调节控制；
[0030] >就地对中心站压力进行调节控制；
[0031] >调节压力均为预设曲线；
[0032] >工艺数据实时显示、历史归档，具备查阅报警、趋势、报等功能。
[0033] 3.营销公司
[0034] >有人值守，管辖下游多个中心站及多个末站；
[0035] >远程查阅各站点工艺数据及各系统报警、趋势、报表等内容；
[0036] >电话调度各中心站对站点压力进行预设调节。
[0037] 4.中石油西南分公司
[0038] >有人值守，管辖各营销公司及下游多个中心站和末站；
[0039] >远程查阅各站点工艺数据及各系统报警、趋势、报表等内容；
[0040] >电话调度各中心站对站点压力进行预设调节；
[0041] >具备压力调节系统长期数据归档能力。
[0042] 5.客户整体需求
[0043] >压力调节智能化；
[0044] >需考虑成本与其组织架构的匹配性；
[0045] >系统具备模块化部署、安装、调试的能力；
[0046] >严格考虑各个级别的操作及安全机制。
[0047] 二、各级配置、功能及接口描述
[0048] 1.末站：
[0049] >主要配置：
[0050] 调压系统+工业平板电脑+调压软件一套；
[0051] >主要功能：
[0052] ?对站点进行压力调节；
[0053] ?接收中心站或就地的预设压力曲线；
[0054] ?数据就地显示，存储，能查询趋势、报警、报表；
[0055] ?调压软件具备WEB访问接口；
[0056] ?调压软件数据库具备与中心站、西南分公司的历史数据同步；
[0057] ?调压软件具备严格的安全设置，只接收配置好的固定IP电脑及同时具备操作 权限账户下发的控制信息（预设曲线）；
[0058] ?调压系统在主信道光纤断掉的情况下，可启用备用无线信道（联通VPDN专网） 连接到中心站点。
[0059] >接口
[0060] ?站点实时数据通过RTU以太网接口，通过MODBUS TCP协议提供给本站点调压系 统软件和中心站调压系统软件；
[0061] ?站点压力曲线均可在中心站与本站点进行预设，其之间接口为数据同步接口；
[0062] ?本站点调压软件具备B/S架构，在网络畅通的情况下可通过IE浏览器访问。（在 中心站系统出现问题时，可直接采取该方式访问，大大降低了风险）
[0063] ?本站点调压软件与西南气矿分公司具备数据同步接口；
[0064] ?网络接口，与中心站主信道为光纤，备用信道为无线专网，与营销分公司和西南 气矿分公司为光纤接口。
[0065] 2.中心站：
[0066] >主要配置：
[0067] 调压系统+工业计算机一台+调压软件一套；
[0068] >主要功能：
[0069] ?对本中心站点进行压力调节；
[0070] ?接收就地的预设压力曲线；
[0071] ?对其管辖的各末站预设压力曲线；
[0072] ?所有站点数据显示，存储，能查询趋势、报警、报表；
[0073] ?调压软件具备WEB访问接口；
[0074] ?调压软件数据库具备与各末站、西南分公司的历史数据同步；
[0075] ?在与某一末站通讯的主光纤断掉情况下，自动开启备用信道无线专网与该末站 通讯；
[0076] ?如果中心站工业计算机岩机，可临时启用中心站其他电脑使用IE方式单独连 接各下游末站系统进行临时监管。
[0077] >接口
[0078] ?各站点实时数据通过RTU以太网接口，通过MODBUS TCP协议提供给中心站调压 系统软件；
[0079] ?各站点压力曲线均可在中心站进行预设，其与各站点之间接口为数据同步接 Π ；
[0080] ?网络接口，与各末站之间主信道为光纤，备用信道为无线专网，与上游营销分公 司及西南气矿分公司，均为光纤接口。
[0081] ?调压软件（含中心站及下游各末站）具备WEB访问接口。
[0082] 3.客户机所在的营销分公司
[0083] 本站点就是一个客户端软件，服务端在西南气矿分公司，可通过标准C/S架构的 客户端或是通过B/S架构的WEB客户端进行访问。
[0084] 如果西南分公司服务端出现问题，只要在网络畅通的情况下，可WEB访问单独访 问下游各中心站软件。
[0085] 4.系统服务器所在的分公司
[0086] >主要配置：
[0087] 服务器一台+调压软件一套；
[0088] >主要功能：
[0089] ?对公司所有站点进行远程调度（电话）；
[0090] ?所有站点数据显示，存储，能查询趋势、报警、报表；
[0091] ?调压软件具备标准C/S客户端、和B/S标准WEB客户端，供营销分公司作为其 标准客户端进行访问；
[0092] ?具备权限分级功能，各营销分公司只能访问其管辖范围内的站点数据；
[0093] ?调压软件具备与各末站数据库的历史数据同步功能；
[0094] >接口
[0095] ?各站点压力曲线均可在中心站进行预设，其与各站点之间接口为数据同步接 Π ；
[0096] ?网络接口，与下游营销分公司、中心站及各末站，均为光纤接口；
[0097] ?调压软件具备C/S标准客户端、和B/S标准WEB客户端接口。
【权利要求】
1. 一种可远程预设曲线的天然气管网调压系统，其特征在于，包括基于C/S架构的4级 控制控制网络，即分别是系统服务器层、客户机层、中心站层和末站层， 系统服务器层包括系统服务器，用于对客户机层中的多个营销客户机管理，每个营销 客户机分别管理位于中心站层中的若干个中心站，每个中心站分别管理位于末站层中的若 干个末站， 末站用于对于调压站点的压力调节，并且具备接收中心站或本地的预设压力曲线功 能，具备数据就地显示、存储、查询趋势、报警和报表功能，具备WEB访问接口，具备与中心 站层和系统服务器层的历史数据同步功能，具备固定IP地址以及设定操作权限下发功能， 具备无线信道传输功能， 中心站用于中心站点的压力调节，并且具备接收中心站或本地的预设压力曲线功能， 具备数据就地显示、存储、查询趋势、报警和报表功能，具备WEB访问接口，具备与中心站层 和系统服务器层的历史数据同步功能，具备固定IP地址以及设定操作权限下发功能，具备 无线信道传输功能，还具备主机热备份功能， 营销客户机通过标准C/S架构的客户端或是通过B/S架构的WEB客户端进行访问其下 辖的中心站或末站数据， 系统服务器用于对全部下辖的中心站或末站的运程调度，具备对所有站点数据显示、 存储、查询趋势、报警和报表功能，具备对营销客户机的权限分级功能，具备与各中心站或 末站数据库的历史数据同步功能。
【文档编号】H04L29/06GK104092688SQ201410334062
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】张铁成, 赵振中, 王超群, 徐劲 申请人:上海航天能源股份有限公司