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(shè)備管道數(shù)據(jù)采集氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)字化，通過(guò)通訊管理機(jī)傳輸?shù)郊斜O(jiān)控平臺(tái)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(kāi)關(guān)PLC設(shè)備通訊需要加裝安全防護(hù)，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(guān)、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)、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(luò)架構(gòu)與安全通訊組網(wǎng)。

　　天然氣調(diào)度監(jiān)控平臺(tái)，能讓決策層和管理層通過(guò)調(diào)度監(jiān)控平臺(tái)這個(gè)窗口掌握公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)決策提供準(zhǔn)確及時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析信息。

燃?xì)馄髽I(yè)工控系統(tǒng)的核心是 SCADA 系統(tǒng)，目前多數(shù)燃?xì)馄髽I(yè)的主要工作是用于燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)的采集和分析，主要問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)如下：

　　· 網(wǎng)絡(luò)隔離不合理

　　· 工控系統(tǒng)普遍存在漏洞

　　· 缺乏審計(jì)監(jiān)測(cè)機(jī)制

　　· 非法接入問(wèn)題嚴(yán)重

　　· 缺乏完善的運(yùn)維審計(jì)機(jī)制

　　· 操作人員缺乏信息安全意識(shí)

　　· 缺乏專業(yè)的安全人才

　　1、邊界防護(hù)

　　在場(chǎng)站到調(diào)度中心部署工控防火墻，將調(diào)度中心、場(chǎng)站以及各工控子系統(tǒng)進(jìn)行邏輯隔離，并設(shè)置嚴(yán)格的訪問(wèn)控制策略，通過(guò)基于 IP、端口、協(xié)議等的訪問(wèn)控制策略，杜絕控制系統(tǒng)的非法訪問(wèn)，隔離網(wǎng)絡(luò)攻擊和病毒（包含工業(yè)病毒）的跨區(qū)域的串?dāng)_，保護(hù)工業(yè)環(huán)網(wǎng)的安全運(yùn)行。

　　2、非法接入

　　在調(diào)度中心部署網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非法設(shè)備的接入管理與非法外聯(lián)。

　　3、監(jiān)測(cè)審計(jì)

　　在各場(chǎng)站的工控系統(tǒng)分別部署監(jiān)測(cè)審計(jì)引擎，監(jiān)測(cè)審計(jì)引擎對(duì)工控流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，識(shí)別出工控協(xié)議，并對(duì)工控協(xié)議深度解析，同時(shí)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(guān)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(cè)審計(jì)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(wù)器等工業(yè)主機(jī)上安裝部署工控終端防護(hù)系統(tǒng)，在調(diào)度中心部署工控終端防護(hù)系統(tǒng)。管理系統(tǒng)對(duì)工控終端防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理與監(jiān)控、策略下發(fā)、異常報(bào)警等。

　　5、安全運(yùn)維

　　在調(diào)度中心部署運(yùn)維堡壘機(jī)，進(jìn)行集中賬號(hào)管理、集中登錄認(rèn)證、集中用戶授權(quán)和集中操作審計(jì)。實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)維人員的操作行為審計(jì)，違規(guī)操作、非法訪問(wèn)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(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工控防火墻、工控安全監(jiān)測(cè)審計(jì)管理系統(tǒng)、工控終端防護(hù)系統(tǒng)、堡壘機(jī)等安全產(chǎn)品以及交換機(jī)的統(tǒng)一管理與監(jiān)控。

智能天然氣中臺(tái)

　　智能天然氣中臺(tái)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(dá)到對(duì)公司生產(chǎn)管理監(jiān)督、監(jiān)測(cè)的作用。

燃?xì)釹CADA系統(tǒng)

　　燃?xì)釹CADA系統(tǒng)包括調(diào)度監(jiān)控中心、門站、儲(chǔ)配站等PLC/RTU站控系統(tǒng)、無(wú)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(guò)SCADA系統(tǒng)可完成對(duì)全市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的監(jiān)控和運(yùn)行管理。系統(tǒng)的基本功能如下：
　　1、運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)"四遙"
　　在調(diào)度監(jiān)控中心可觀察到全市管網(wǎng)的運(yùn)行工況，為管網(wǎng)運(yùn)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(diǎn)發(fā)出調(diào)整、控制指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)整、控制后的新工況參數(shù)又實(shí)時(shí)地傳送到調(diào)度監(jiān)控中心，從而對(duì)管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信功能。
　　2、能方便地與公司計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)
　　本系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)，能方便地與公司計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。公司有關(guān)負(fù)責(zé)人和相關(guān)部門可根據(jù)其權(quán)限（由SCADA限定），對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行狀況和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、調(diào)用。
　　3、安全報(bào)警系統(tǒng)
　　在輸配管網(wǎng)的調(diào)壓站、門站等子站，當(dāng)壓力超高限或超底限發(fā)出報(bào)警信號(hào)。通過(guò)PLC/RTU進(jìn)入SCADA系統(tǒng)，對(duì)事故的及時(shí)處理提供決策和調(diào)度依據(jù)。
　　4、系統(tǒng)可維護(hù)性
　　設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，只需簡(jiǎn)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(kāi)放系統(tǒng)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可維護(hù)性，并確保將來(lái)的可擴(kuò)充性。
　　5、系統(tǒng)的可擴(kuò)充性
　　系統(tǒng)留有足夠的擴(kuò)展區(qū)。當(dāng)需要增加RTU或監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，只需進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)更改，而不需要編程人員重新設(shè)計(jì)程序。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)具有開(kāi)放的結(jié)構(gòu),對(duì)各種平臺(tái)再開(kāi)發(fā)具有透明性。
　　6、實(shí)時(shí)事故預(yù)測(cè)及報(bào)警
　　通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析處理，并與正常工況進(jìn)行比較，可及時(shí)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(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)管道、設(shè)備情況，在調(diào)度監(jiān)控中心顯示屏上顯示出來(lái)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在管網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，由計(jì)算機(jī)給出發(fā)生地局部區(qū)域管網(wǎng)布置的詳細(xì)情況，準(zhǔn)確判斷出事故波及影響的范圍及相關(guān)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(shè)備管理功能，對(duì)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(yīng)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(shí)時(shí)采集本地監(jiān)測(cè)站的運(yùn)行參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)和工藝設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)、連續(xù)的監(jiān)視管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為管網(wǎng)平衡、安全運(yùn)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(wù)是通過(guò)各站點(diǎn)的RTU/PLC對(duì)管網(wǎng)和場(chǎng)站的工藝參數(shù)進(jìn)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(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作員工作站所提供的管網(wǎng)和場(chǎng)站工藝過(guò)程的壓力、溫度、流量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，完成對(duì)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控和管理。操作人員還可以通過(guò)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)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(chǔ)配站等各重要站場(chǎng)的站控系統(tǒng)作為管道SCADA系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制單元，除完成對(duì)所處站場(chǎng)的監(jiān)控任務(wù)外，同時(shí)負(fù)責(zé)將有關(guān)信息傳送給調(diào)度控制中心并接受和執(zhí)行其下達(dá)的命令。主要為①對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工藝變量進(jìn)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(shè)備交換信息；③監(jiān)控各種工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；④對(duì)供電設(shè)備及其相關(guān)變量的監(jiān)控；⑤站場(chǎng)可燃?xì)怏w的監(jiān)視和報(bào)警；⑥消防系統(tǒng)的監(jiān)控；⑦周界報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控；顯示動(dòng)態(tài)工藝流程；提供人機(jī)對(duì)話的窗口；顯示各種工藝參數(shù)和其它有關(guān)參數(shù)；顯示報(bào)警一覽表；⑧數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理；顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史曲線；⑨數(shù)據(jù)計(jì)算；邏輯控制；聯(lián)鎖保護(hù)；緊急停車(ESD)；⑩打印報(bào)警和事件報(bào)告；打印生產(chǎn)報(bào)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(guān)數(shù)據(jù)；接受并執(zhí)行調(diào)度控制中心下達(dá)的命令等；
無(wú)人值守站功能
　　系統(tǒng)在小型調(diào)壓站等無(wú)人值守站點(diǎn)處配置RTU，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)進(jìn)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(dòng)閥門；②供電系統(tǒng)的監(jiān)控；③可燃?xì)怏w的監(jiān)測(cè)和報(bào)警；④數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(guān)數(shù)據(jù)；接受并執(zhí)行調(diào)度控制中心下達(dá)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(shè)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(duì)城市高中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)各重要站場(chǎng)、遠(yuǎn)控截?cái)嚅y室的監(jiān)控，同時(shí)完成對(duì)中壓管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化、制定輸送計(jì)劃、計(jì)量管理等一系列任務(wù)；

　　站控系統(tǒng)(SCS)：根據(jù)管網(wǎng)站場(chǎng)分布，在門站、調(diào)壓站、遠(yuǎn)控截?cái)嚅y室、管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)等設(shè)置不同規(guī)模的站控系統(tǒng)(SCS)。SCS與是SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控站，它們執(zhí)行主調(diào)度控制中心指令，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)數(shù)據(jù)采集及處理、聯(lián)鎖保護(hù)、連續(xù)控制及對(duì)工藝設(shè)備運(yùn)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(wù)，支持有線通訊(VPN專線、光纖通訊、楨中繼、PSTN撥號(hào)等)，無(wú)線通訊(電臺(tái)通訊、GPRS、CDMA等)，可結(jié)合成本和當(dāng)?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(wù)是通過(guò)各站控系統(tǒng)(SCS)對(duì)天然氣管網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控，同時(shí)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)在線模擬、輸送計(jì)劃、泄漏檢測(cè)及定位、運(yùn)行優(yōu)化、計(jì)量管理、模擬培訓(xùn)等任務(wù)。調(diào)度控制中心的操作人員通過(guò)SCADA系統(tǒng)操作員工作站所顯示的管網(wǎng)系統(tǒng)工藝過(guò)程的壓力、溫度、流量、密度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，完成對(duì)整個(gè)管網(wǎng)的操作和管理。其主要功能如下：

• 工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示

• 報(bào)警顯示、管理以及事件的查詢、打印

• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、歸檔、管理以及趨勢(shì)圖顯示

• 歷史數(shù)據(jù)的歸檔、管理以及趨勢(shì)圖顯示

• 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成和打印

• 管網(wǎng)輸配管理、流量計(jì)算

• 大型工業(yè)用戶信息管理

• 下達(dá)調(diào)度和操作命令，發(fā)出ESD命令

• 安全保護(hù)，控制權(quán)限的設(shè)置

• 對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)鐘同步

• 標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)應(yīng)用軟件和用戶應(yīng)用軟件的執(zhí)行

• 模擬培訓(xùn)

• SCADA系統(tǒng)診斷

• 數(shù)據(jù)通信信道故障時(shí)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(tái)連接、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

• 與上級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信

• 場(chǎng)站視頻監(jiān)控
  城市門站站控系統(tǒng)
  設(shè)在長(zhǎng)距離輸氣管線與城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)交接處的燃?xì)庹{(diào)壓計(jì)量設(shè)施，簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)、可編程控制器(PLC)、儀表與變送器、通訊設(shè)備組成。站控系統(tǒng)的PLC采用LK大型PLC，支持雙機(jī)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(shè)備(如流量計(jì)算機(jī)、發(fā)電機(jī)組等)通訊一般采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊。門站與調(diào)度中心通訊一般采用光纖，有時(shí)除了有線通訊，還采用無(wú)線通訊做備份。
  門站是城市天然氣供氣系統(tǒng)的起點(diǎn)和關(guān)鍵場(chǎng)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(yuǎn)程監(jiān)控。

• 主調(diào)度控制中心直接和門站PLC通訊

• 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)

• 天然氣流量計(jì)算

• 數(shù)據(jù)處理(工程單位換算、算術(shù)與邏輯運(yùn)算、流量積算)

PLC監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的各種工藝設(shè)備：

• 視頻監(jiān)控

• 提供人機(jī)對(duì)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(lái)的參數(shù)設(shè)定和控制命令

• 可遠(yuǎn)程或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定、修改參數(shù)

• 與第三方智能儀表設(shè)備通訊(通常采用串口通訊，標(biāo)準(zhǔn)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?xì)廨斉湎到y(tǒng)中自動(dòng)調(diào)節(jié)并穩(wěn)定管網(wǎng)中壓力的設(shè)施。燃?xì)庹{(diào)壓站按進(jìn)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(wù)對(duì)象又分為供應(yīng)一定范圍的區(qū)域調(diào)壓站和為單獨(dú)建筑物或工業(yè)企業(yè)服務(wù)的用戶調(diào)壓站。

　　閥室是高壓線路中可對(duì)輸氣進(jìn)行緊急關(guān)斷的設(shè)施。

　　調(diào)壓站、工業(yè)用戶及閥室站控系統(tǒng)(SCS)主要設(shè)備包括PLC、觸摸屏、儀表與變送器、通訊設(shè)備組成。PLC與站內(nèi)第三方設(shè)備通訊(一般采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊)，如領(lǐng)祺通訊管理機(jī)智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)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(shí)時(shí)合理調(diào)配。對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、存儲(chǔ)，以圖形和報(bào)表形式反映給調(diào)度人員，同時(shí)向調(diào)度中心發(fā)送相應(yīng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，與調(diào)度中心通訊一般采用光纖，有時(shí)除了有線通訊，還采用無(wú)線通訊做備份。