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1、2011年02月,燃气仪控及SCADA系统培训,目 录,SCADA系统软件,5,发生爆炸三角形原理：,危险场所：任何具有潜在爆炸危险的场所。,爆炸极限：当可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围内时，遇点火源就会产生爆炸。,爆炸下限(LEL) 爆炸上限(UEL) 可燃性物质与空气混合物的爆炸极限范围各不相同： 丙烷2.0,9.5 乙烯2.7,3.4 氢气4.0,75.6,泄漏探测器的报警值：爆炸下限(LEL)的5%25%,OA表示020.93%的氧气即0100%的空气 OB表示含量为0100%的燃气 A点代表100%纯空气 B点代表100%纯燃气 线段AB则代表燃气和氧气不同混合比例的混合体
2、 OC为充分燃烧线 P点代表燃气在空气中的爆炸下限 Q点代表爆炸上限,1.1爆炸原理,1.2危险场所定义：GB/T 2900.35-1998电工术语 爆炸性气体环境用电气设备定义,1.3GB 50028-2006城镇燃气设计规范中爆炸危险区域等级和范围划分,附录 D 相对密度不大于0.75的燃气 附录 E 相对密度大于0.75的燃气,1.4防止爆炸发生的基本方法 避免形成爆炸性环境理想的方法如零泄漏(很难实现或代价极高)； 排除、消除可能的点火源实际的方法(如隔离防爆、严禁烟火等) ； 限制其中一个或几个要素，都可以达到防爆要求。如制造正压、爆炸气体浓度监控、限制点燃源(主要手段),保护方式、
3、区域类别、气体组别、表面温度,电气设备防标志的表达方法： Exd II BT4,2.1区域类别及气体组别,中国(欧洲)将爆炸性危险物质分为三类： 1. I类：矿井甲烷; 2. II类：爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾;） 3. III类：爆炸性粉尘和纤维。 北美将爆炸性危险物质分为三类(级)： 1. CLASS I：爆炸性气体； 2. CLASS II：爆炸性粉尘； 3. CLASS III：纤维。,爆炸性危险气体分级 A、B、C三级仅指隔爆、本安设备,相应的，爆炸性气体环境用电气设备分为2类： I类：煤矿用 II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用,2.2表面温度及保护方式,防爆标志： Exd
4、II BT4 符号： Ex表示电气设备符合防爆规定 保护方式：d隔爆型 区域类别：II类 气体组别：B组爆炸性气体 温度组别：T4。也可标最高表面温度或都都标出 Exd II B(125) ； Exd II B125(T4)； Exd IIB氢 只允许一种爆炸性气体，可不标注温度组别 Exd II BT4B 如果防爆标志温度组别后面还有字母： 表示该电气设备限定使用的气体名称，就象左表中北美标准那样 Ex(ib) II CT5 本安关联设备，IIC类本质安全型ib等级关联设备T5组,隔爆，外壳能承受内部爆炸压力，并能阻止向外壳传播 允许危险气体进入隔爆外壳，外壳内可能产生爆炸 间隙防爆技术，外
5、壳接合面必须具有足够长的啮合长度和足够小的间隙，在内部爆炸时不会穿过隔爆接合面而导致外部环境爆炸,本质安全型：正常工作和故障条件下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路 抑止点火源能量的“安全”技术，实际上是一种低功率设计技术,增安型：对在正常运行条件不会产生电弧或火花的电气设备采取进一步措施，提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花的可能性 要求设备在正常工作和认可的过载条件下不会产生危险温度、电弧和危险温度,防爆与防护是两个概念！ 户外用电气设备最低IP54的基本(环境适应性)要求,2.3 防爆类型,2.4IP防护：GB4208-1993外壳防护等级
6、（IP代码）,SCADA（Supervisor Control And Data Acquisition）燃气监控及数据采集系统，是集测量技术、计算机技术、通讯技术于一体的综合性集成控制系统,可实现燃气管网的实时中央监控和管理调度。,SCADA系统定义,输配的优化调度、故障分析、辅助决策提供科学的手段，它的应用将使燃气生产、输配管理更加安全、准确、高效。,SCADA系统融合了先进的PLC技术、RTU技术、现场总线技术、网络通信技术、数据库技术、SCADA/HMI技术、客户/服务器技术等，能实现对燃气系统的进气、计量、输配、调压全过程的监控、管理和调度，能实现生产信息、管网状况的自动化收集、分类
7、、传送、整理、分析、和存储，为管网,SCADA系统简介,SCADA系统由三部分组成： 第一部分：数据采集系统，亦称站控系统； 第二部分：过程监控与管理系统，即调度中心（MCC）； 第三部分：数据通信系统，包括上位机网络系统、下位机网络系统及将 上、下位机系统连接的通信网络。,门站,主控中心,备份中心,专用调压站或区域调压站,中/低压调压站,管网不利点,有线或无线通讯,高/中压调压站(含阀室),远程站控系统,主控中心,网络通讯,SCADA,天然气利用工程SCADA系统方案,站控系统 站控系统由现场仪表、控制器及应用软件组成 。,现场仪表 现场仪表主要包括传感器、变送器、就地显示仪表、智能仪表及执
8、行机构，主要负责检测、测量现场站点的运行参数并控制现场设备。,站控器 控制器一般由通信模块、电源模块、CPU模块、IO模块及附件组成，控制器有可编程逻辑控制器(PLC)和远程控制模块（RTU）。 常用的小型PLC产品有SIEMENS S7-200、AB FLEXLOGIX、施耐德 Premium等；中型PLC产品有SIEMENS S7-300，AB SLC500、施耐德M340等；大型PLC产品有SIEMENS S7-400,AB Controllogix5000,施耐德的Quantum等。 常用的RTU有美国SIXNET公司系列产品、美国爱默生过程管理公司ROC800产品、北京安控SUPER
9、系列产品。,下述情况易引起设备雷击损坏： 电阻耦合引起的感应雷：直击雷经过接闪器（如避雷针、带）直接泄放入地，导致防雷接地网电位急剧上升，对附近的其他低电位地网、设备产生反击电流； 电感耦合引起的感应雷：雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生强大的磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压、过电流；,电容耦合引起的感应雷：进出大楼的电源线和信号线，受直击雷或感应雷影响而加载的过压过流； 空气开关动作，大型用电设备，如电焊机、马达工作，其产生的电磁干扰在附近电源、信号回路中产生过电压、过电流。,防雷系统,与电信公网的连接处； 供电系统的连接处； 与其他系统的通信接口； 站场内的模拟量
10、及开关量； ESD系统的所有I/O点。,防雷安装位置,数据通信系统 通信系统实现了SCADA系统的数据通信，燃气SCADA系统特点是 监控站点分布分散，通信多样性，包括无线GPRSCDMA、卫星通信、 有线有光纤、专线等。,调度中心（MCC） MCC负责对整个燃气管网进行输配调度管理、安全监控、数据分 析等功能。MCC由硬件和软件组成。 MCC硬件：服务器、工作站、网络设备、打印设备等 MCC软件：操作系统、SCADA软件、数据库软件、报表分析软件等,定义 SCADA系统及其他控制系统的人机界面的开发平台，为用户提供 快速地构建数据采集和实时监控功能服务。,通用组态软件结构,SCADA软件平台
11、选择 目前主要SCADA系统软件根据运行平台的不同分为两大类： 一类是运行于UNIX/LINUX平台的 SCADA系统软件，该类软件目前在燃气行业应用的主要有美国TRANSDYNC DYNAC软件、加拿大TELVENT平台软件。 另一类是运行于WINDOWS平台的SCADA软件，该类软件目前在燃 气行业主要有SIEMENS WINCC、GE 、IFIX。 该两类SCADA系统平台软件各有特点，以下就从其价格、性能、 维护等几个方面进行比较： 价格方面： 运行于UNIX/LINUX上平台软件价格一般比 WINDOWS平台软件贵很多；,性能方面：运行于UNIX/LINUX平台软件一般稳定性能比较好
12、，其很少受到病毒或黑客的攻击，因此运行一般都很稳定，尤其是服务器端，而运行于WINDOWS平台软件无论是服务器端还是客户端都易受到病毒或外界的影响。因此UNIX/LINUX平台软件安全性、稳定性、可靠性要高。 维护方面：由于WINDOWS操作系统一般比UNIX/LINUX容易掌握，因此对于用户来说基于WINDOWS 平台软件比UNIX/LINUX平台软件好维护。 通过以上比较，大的燃气SCADA监控系统，由于对系统安全性、稳定性要 求高，建议采用基于UNIX/LINUX SCADA平台软件。而对于小的燃气SCADA 系统采用基于WINDOWS SCADA平台性价比更高。,数据通信系统分类 无线
13、通信:无线电台、微波通讯、GPRS/CDMA、卫星通讯等 有线通信:PSTN、同轴电缆、电力载波、光纤等 网络通信:Internet、局域网等,通信系统选择依据 站点重要性，对通信实时性要求 是否需要实现远程控制功能 通信系统运营成本和建设成本？ 通信系统稳定性和可靠性 对于重要站点（如调度控制中心、门站等），采用有线DDN为主、无线 GPRS/CDMA为辅方式； 对于一般站点（如管网调压站、专用调压站、大用户、管网监测点 等），仅采用无线GPRS/CDMA通讯方式。,主要负责数据采集、逻辑控制、接受控制指令对设备进 行控制，下位站控系统按照是否配置上位监控系统可分为 有人值守站和无人值守站。
14、,站场数据采集、显示流程、趋势、 过程控制、连锁保护、计量、数据存储等； 数据上传调度中心，并接受调度中心下达的操作指令； 监控参数包括压力、温度、过滤器差压、流量、清管球控制、泄漏报警、阴极保护、阀门状态、故障信号、热值分析； 本地具有工艺数据显示、操作、报警等人机界面。,有人值守场站,监控参数包括压力、温度、过滤器差压、流量、清管球控制、泄漏报警、阴极保护、阀门状态、故障信号； 数据上传调度中心，并接受调度中心下达的操作指令。,无人值守场站,系统日常维护 系统投入运行后，必须要定期对SCADA系统软硬件进行维护，及时发现 潜在隐患，保证系统一直都运行在最佳状态。 定期对SCADA系统安全运行状况进行评估，现在建设部正在编制燃 气运行安全评价标准，该标准一旦颁布后将定期对燃气管网安全运行状 进行评价，这样系统安全运行提供了有力保障。,谢谢！,
