城市天然氣系統(tǒng)由城市門站、城市高壓管網(wǎng)、高——中壓調(diào)壓站、中壓主干管網(wǎng)、中壓次干管網(wǎng)及庭院管網(wǎng)組成。SCADA系統(tǒng)主要由調(diào)度控制中心、站控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸通訊系統(tǒng)三大部分組成。站控系統(tǒng)主要是設備管道數(shù)據(jù)采集氣體監(jiān)測設備狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)字化，通過通訊管理機傳輸?shù)郊斜O(jiān)控平臺和調(diào)度控制中心，調(diào)度控制中心與控制氣體路由的閥門的工控開關PLC設備通訊需要加裝安全防護，隔斷裝置。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要指數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關、安全網(wǎng)閘、隔斷器、集中監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度數(shù)控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡架構與安全通訊組網(wǎng)。

　　天然氣調(diào)度監(jiān)控平臺，能讓決策層和管理層通過調(diào)度監(jiān)控平臺這個窗口掌握公司生產(chǎn)運營的運營狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，為公司生產(chǎn)運營決策提供準確及時的統(tǒng)計分析信息。

燃氣企業(yè)工控系統(tǒng)的核心是 SCADA 系統(tǒng)，目前多數(shù)燃氣企業(yè)的主要工作是用于燃氣管網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)的采集和分析，主要問題和風險如下：

　　· 網(wǎng)絡隔離不合理

　　· 工控系統(tǒng)普遍存在漏洞

　　· 缺乏審計監(jiān)測機制

　　· 非法接入問題嚴重

　　· 缺乏完善的運維審計機制

　　· 操作人員缺乏信息安全意識

　　· 缺乏專業(yè)的安全人才

　　1、邊界防護

　　在場站到調(diào)度中心部署工控防火墻，將調(diào)度中心、場站以及各工控子系統(tǒng)進行邏輯隔離，并設置嚴格的訪問控制策略，通過基于 IP、端口、協(xié)議等的訪問控制策略，杜絕控制系統(tǒng)的非法訪問，隔離網(wǎng)絡攻擊和病毒（包含工業(yè)病毒）的跨區(qū)域的串擾，保護工業(yè)環(huán)網(wǎng)的安全運行。

　　2、非法接入

　　在調(diào)度中心部署網(wǎng)絡準入控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對非法設備的接入管理與非法外聯(lián)。

　　3、監(jiān)測審計

　　在各場站的工控系統(tǒng)分別部署監(jiān)測審計引擎，監(jiān)測審計引擎對工控流量進行監(jiān)測分析，識別出工控協(xié)議，并對工控協(xié)議深度解析，同時將違規(guī)操作、非法操作和程序下載、IP 變更、組態(tài)變更、PLC啟停等關鍵事件以及病毒、木馬、黑客等攻擊行為數(shù)據(jù)傳送到部署在調(diào)度中心的工控安全監(jiān)測審計管理系統(tǒng)中。

　　4、終端安全

　　在生產(chǎn)網(wǎng)各工控系統(tǒng)中的操作員站、工程師站以及服務器等工業(yè)主機上安裝部署工控終端防護系統(tǒng)，在調(diào)度中心部署工控終端防護系統(tǒng)。管理系統(tǒng)對工控終端防護系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理與監(jiān)控、策略下發(fā)、異常報警等。

　　5、安全運維

　　在調(diào)度中心部署運維堡壘機，進行集中賬號管理、集中登錄認證、集中用戶授權和集中操作審計。實現(xiàn)對運維人員的操作行為審計，違規(guī)操作、非法訪問等行為的有效監(jiān)督，為事后追溯提供依據(jù)。

　　6、安全管理

　　在調(diào)度中心部署安全管理平臺，實現(xiàn)對工控防火墻、工控安全監(jiān)測審計管理系統(tǒng)、工控終端防護系統(tǒng)、堡壘機等安全產(chǎn)品以及交換機的統(tǒng)一管理與監(jiān)控。

智能天然氣中臺

　　智能天然氣中臺要整合天然氣企業(yè)內(nèi)的調(diào)度系統(tǒng)：SCADA 系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、GPS 系統(tǒng)、CNG 加氣站系統(tǒng)， 達到對公司生產(chǎn)管理監(jiān)督、監(jiān)測的作用。

燃氣SCADA系統(tǒng)

　　燃氣SCADA系統(tǒng)包括調(diào)度監(jiān)控中心、門站、儲配站等PLC/RTU站控系統(tǒng)、無人值守RTU站、安防系統(tǒng)等。系統(tǒng)投產(chǎn)后，操作人員在調(diào)度控制中心通過SCADA系統(tǒng)可完成對全市燃氣輸配系統(tǒng)的監(jiān)控和運行管理。系統(tǒng)的基本功能如下：
　　1、運行工況實現(xiàn)"四遙"
　　在調(diào)度監(jiān)控中心可觀察到全市管網(wǎng)的運行工況，為管網(wǎng)運行調(diào)度提供依據(jù)，并根據(jù)調(diào)度方案向各重要節(jié)點發(fā)出調(diào)整、控制指令到執(zhí)行機構。調(diào)整、控制后的新工況參數(shù)又實時地傳送到調(diào)度監(jiān)控中心，從而對管網(wǎng)實現(xiàn)遙測、遙控、遙調(diào)、遙信功能。
　　2、能方便地與公司計算機管理網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)
　　本系統(tǒng)為標準的以太網(wǎng)，能方便地與公司計算機管理網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)運行。公司有關負責人和相關部門可根據(jù)其權限（由SCADA限定），對管網(wǎng)運行狀況和相關數(shù)據(jù)進行查詢、調(diào)用。
　　3、安全報警系統(tǒng)
　　在輸配管網(wǎng)的調(diào)壓站、門站等子站，當壓力超高限或超底限發(fā)出報警信號。通過PLC/RTU進入SCADA系統(tǒng)，對事故的及時處理提供決策和調(diào)度依據(jù)。
　　4、系統(tǒng)可維護性
　　設備出現(xiàn)故障時，只需簡單地插入模塊/部件替換故障部件，即可排除故障。系統(tǒng)硬件和軟件盡可能多地使用開放系統(tǒng)，增強系統(tǒng)的可維護性，并確保將來的可擴充性。
　　5、系統(tǒng)的可擴充性
　　系統(tǒng)留有足夠的擴展區(qū)。當需要增加RTU或監(jiān)測點時，只需進行系統(tǒng)組態(tài)更改，而不需要編程人員重新設計程序。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫具有開放的結(jié)構,對各種平臺再開發(fā)具有透明性。
　　6、實時事故預測及報警
　　通過對檢測數(shù)據(jù)分析處理，并與正常工況進行比較，可及時發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象及事故，并結(jié)合GIS、CIS系統(tǒng)確定發(fā)生的地點以及現(xiàn)場管道、設備情況，在調(diào)度監(jiān)控中心顯示屏上顯示出來，同時發(fā)出報警信號。在管網(wǎng)發(fā)生事故時，由計算機給出發(fā)生地局部區(qū)域管網(wǎng)布置的詳細情況，準確判斷出事故波及影響的范圍及相關的閥門，結(jié)合GPS系統(tǒng)指揮搶修人員迅速處理，將事故影響控制在最小范圍。
　　7、系統(tǒng)具備自診斷和設備管理功能，對于可能發(fā)生事故的隱患，也可以作出一定程度的分析判斷，提醒值班人員作相應處理，做到將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，防患于未然。

調(diào)度監(jiān)控中心功能：

　　調(diào)度監(jiān)控中心實時采集本地監(jiān)測站的運行參數(shù),實現(xiàn)對管網(wǎng)和工藝設備的運行情況進行自動、連續(xù)的監(jiān)視管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為管網(wǎng)平衡、安全運行提供必要的輔助決策信息。

　　調(diào)度監(jiān)控中心的主要任務是通過各站點的RTU/PLC對管網(wǎng)和場站的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。調(diào)度監(jiān)控中心的操作人員通過計算機系統(tǒng)的操作員工作站所提供的管網(wǎng)和場站工藝過程的壓力、溫度、流量、設備運行狀態(tài)等信息，完成對燃氣輸配管網(wǎng)的運行監(jiān)控和管理。操作人員還可以通過調(diào)度管理計算機完成數(shù)據(jù)的發(fā)布、傳輸?shù)日{(diào)度管理工作。
PLC/RTU站控系統(tǒng)功能

　　門站、儲配站等各重要站場的站控系統(tǒng)作為管道SCADA系統(tǒng)的現(xiàn)場控制單元，除完成對所處站場的監(jiān)控任務外，同時負責將有關信息傳送給調(diào)度控制中心并接受和執(zhí)行其下達的命令。主要為①對現(xiàn)場的工藝變量進行數(shù)據(jù)采集和處理；②經(jīng)通信接口與第三方的監(jiān)控系統(tǒng)或智能設備交換信息；③監(jiān)控各種工藝設備的運行狀態(tài)；④對供電設備及其相關變量的監(jiān)控；⑤站場可燃氣體的監(jiān)視和報警；⑥消防系統(tǒng)的監(jiān)控；⑦周界報警系統(tǒng)的監(jiān)控；顯示動態(tài)工藝流程；提供人機對話的窗口；顯示各種工藝參數(shù)和其它有關參數(shù)；顯示報警一覽表；⑧數(shù)據(jù)存儲及處理；顯示實時趨勢曲線和歷史曲線；⑨數(shù)據(jù)計算；邏輯控制；聯(lián)鎖保護；緊急停車(ESD)；⑩打印報警和事件報告；打印生產(chǎn)報表；數(shù)據(jù)通信管理；與主控及緊急備份中心通訊，為調(diào)度控制中心提供有關數(shù)據(jù)；接受并執(zhí)行調(diào)度控制中心下達的命令等；
無人值守站功能
　　系統(tǒng)在小型調(diào)壓站等無人值守站點處配置RTU，完成對現(xiàn)場的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集和

處理；①監(jiān)控管網(wǎng)安全切斷閥門和電動閥門；②供電系統(tǒng)的監(jiān)控；③可燃氣體的監(jiān)測和報警；④數(shù)據(jù)存儲及處理；邏輯控制；緊急停車(ESD)；⑤與主控中心通訊，為調(diào)度控制中心提供有關數(shù)據(jù)；接受并執(zhí)行調(diào)度控制中心下達的命令。

　調(diào)度控制中心：根據(jù)SCADA系統(tǒng)規(guī)模大小，可以設置總調(diào)度控制中心、備用調(diào)度控制中心或區(qū)域調(diào)度控制中心，完成對城市高中壓燃氣管網(wǎng)各重要站場、遠控截斷閥室的監(jiān)控，同時完成對中壓管網(wǎng)監(jiān)測點的監(jiān)視，實現(xiàn)管網(wǎng)運行優(yōu)化、制定輸送計劃、計量管理等一系列任務；

　　站控系統(tǒng)(SCS)：根據(jù)管網(wǎng)站場分布，在門站、調(diào)壓站、遠控截斷閥室、管網(wǎng)監(jiān)測點等設置不同規(guī)模的站控系統(tǒng)(SCS)。SCS與是SCADA系統(tǒng)的遠程監(jiān)控站，它們執(zhí)行主調(diào)度控制中心指令，實現(xiàn)站內(nèi)數(shù)據(jù)采集及處理、聯(lián)鎖保護、連續(xù)控制及對工藝設備運行狀態(tài)的監(jiān)視，并向主調(diào)度控制中心上傳所采集的各種數(shù)據(jù)與信息；

　　數(shù)據(jù)傳輸通訊系統(tǒng)：完成站控系統(tǒng)與調(diào)度控制中心的數(shù)據(jù)通信任務，支持有線通訊(VPN專線、光纖通訊、楨中繼、PSTN撥號等)，無線通訊(電臺通訊、GPRS、CDMA等)，可結(jié)合成本和當?shù)刭Y源選擇最佳通訊方式。

調(diào)度中心

　　調(diào)度控制中心的主要任務是通過各站控系統(tǒng)(SCS)對天然氣管網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控，同時實現(xiàn)管網(wǎng)在線模擬、輸送計劃、泄漏檢測及定位、運行優(yōu)化、計量管理、模擬培訓等任務。調(diào)度控制中心的操作人員通過SCADA系統(tǒng)操作員工作站所顯示的管網(wǎng)系統(tǒng)工藝過程的壓力、溫度、流量、密度、設備運行狀態(tài)等信息，完成對整個管網(wǎng)的操作和管理。其主要功能如下：

• 工藝流程的動態(tài)顯示

• 報警顯示、管理以及事件的查詢、打印

• 實時數(shù)據(jù)的采集、歸檔、管理以及趨勢圖顯示

• 歷史數(shù)據(jù)的歸檔、管理以及趨勢圖顯示

• 生產(chǎn)統(tǒng)計報表的生成和打印

• 管網(wǎng)輸配管理、流量計算

• 大型工業(yè)用戶信息管理

• 下達調(diào)度和操作命令，發(fā)出ESD命令

• 安全保護，控制權限的設置

• 對全系統(tǒng)進行時鐘同步

• 標準組態(tài)應用軟件和用戶應用軟件的執(zhí)行

• 模擬培訓

• SCADA系統(tǒng)診斷

• 數(shù)據(jù)通信信道故障時主備信道的切換

• 為MIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)

• 與企業(yè)信息管理系統(tǒng)平臺連接、進行數(shù)據(jù)交換

• 與上級計算機系統(tǒng)通信

• 場站視頻監(jiān)控
  城市門站站控系統(tǒng)
  設在長距離輸氣管線與城市燃氣輸配系統(tǒng)交接處的燃氣調(diào)壓計量設施，簡稱城市門站。門站的自控系統(tǒng)稱為站控系統(tǒng)(SCS)，主要由監(jiān)控計算機、可編程控制器(PLC)、儀表與變送器、通訊設備組成。站控系統(tǒng)的PLC采用LK大型PLC，支持雙機熱備、電源冗余、以太網(wǎng)冗余及總線冗余，門站PLC與站內(nèi)第三方設備(如流量計算機、發(fā)電機組等)通訊一般采用標準MODBUS通訊。門站與調(diào)度中心通訊一般采用光纖，有時除了有線通訊，還采用無線通訊做備份。
  門站是城市天然氣供氣系統(tǒng)的起點和關鍵場站，根據(jù)工藝參數(shù)，主要集成以下功能，并分別完成就地和遠程監(jiān)控。

• 主調(diào)度控制中心直接和門站PLC通訊

• 對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集存儲

• 天然氣流量計算

• 數(shù)據(jù)處理(工程單位換算、算術與邏輯運算、流量積算)

PLC監(jiān)控現(xiàn)場的各種工藝設備：

• 視頻監(jiān)控

• 提供人機對話接口

• 數(shù)據(jù)上傳主調(diào)度控制中心

• 接收主調(diào)度控制中心發(fā)來的參數(shù)設定和控制命令

• 可遠程或現(xiàn)場設定、修改參數(shù)

• 與第三方智能儀表設備通訊(通常采用串口通訊，標準MODBUS協(xié)議)

調(diào)壓站、工業(yè)用戶及閥室站控系統(tǒng)

　　調(diào)壓站是城市燃氣輸配系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)并穩(wěn)定管網(wǎng)中壓力的設施。燃氣調(diào)壓站按進出口管道壓力可分為高中壓調(diào)壓站、中中壓調(diào)壓站、中低壓調(diào)壓站等；按服務對象又分為供應一定范圍的區(qū)域調(diào)壓站和為單獨建筑物或工業(yè)企業(yè)服務的用戶調(diào)壓站。

　　閥室是高壓線路中可對輸氣進行緊急關斷的設施。

　　調(diào)壓站、工業(yè)用戶及閥室站控系統(tǒng)(SCS)主要設備包括PLC、觸摸屏、儀表與變送器、通訊設備組成。PLC與站內(nèi)第三方設備通訊(一般采用標準MODBUS通訊)，如領祺通訊管理機智能物聯(lián)網(wǎng)關等。

　　本子系統(tǒng)主要監(jiān)視本地區(qū)中低壓管網(wǎng)的配送狀況，實時合理調(diào)配。對采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、存儲，以圖形和報表形式反映給調(diào)度人員，同時向調(diào)度中心發(fā)送相應監(jiān)控數(shù)據(jù)，與調(diào)度中心通訊一般采用光纖，有時除了有線通訊，還采用無線通訊做備份。