Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 201.1—2015
油气管道监控与数据采集系统
通用技术规范第1部分：功能设置
General technical specification of supervisory control and
data acquisition system for oil and gas pipelines-
Part1: Function configuration
2015—08—04发布
201511一01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY201.1—2015
目 次
前言
1I
范围规范性引用文件术语和定义及缩略语 SCADA系统基本要求中控系统基本功能中控系统硬件配置中控系统软件配置站场与阀室控制系统基本功能站场控制系统硬件配置 10 SCADA系统通信信道设置及数据流向
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C
U
10 Q/SY201.1—2015
前言
Q/SY201《油气管道监控与数据采集系统通用技术规范》分为10个部分：
第1部分：功能设置；第2部分：系统安全；第3部分：设备编码；第4部分：数据需求与管理；
—第5部分：报警管理；一第6部分：人机画面；
第7部分：控制器程序编制；第8部分：过程控制逻辑图；第9部分：站场控制系统设计与集成；第10部分：数据网络。
本部分为Q/SY201的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则
起草。
本部分由中国石油天然气集团公司标准化委员会天然气与管道专业标准化技术委员会提出并归口。
本部分起草单位：北京油气调控中心、管道工程有限公司、管道分公司、西气东输管道分公司、 西部管道分公司、北京天然气管道有限公司、西南管道分公司。
本部分主要起草人：吕峰、高原、张书勇、李官政、王磊、董秀娟、陈超声、徐德腾、颜辉、闫峰、尤冬青、王树祺。
II Q/SY 201.1—2015
油气管道监控与数据采集系统通用技术规范
第1部分：功能设置
1范围
Q/SY201的本部分规定了天然气、原油、成品油管道SCADA系统结构、软硬件配置、基本功能、通信信道的设置及数据流向等要求。
本部分适用于新建油气管道项目SCADA系统设计、施工。油气管道改造项目可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。风是注日期的引用文件。仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T6966 输油气管道工程安全仪表系统设计规范 Q/SY201.2 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范 第2部分；系统安全 Q/SY201.5 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范 第5部分：报警管理 Q/SY201.6 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范 第6部分；人机面面 Q/SY 201.9 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范 第9部分：站场控制系统设计与
集成
3水语和定义及缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
监控与数据来集系统 supervisory control and data acquisition system (SCADA) 以多个远程终端监控单元通过有线或无线网络连接起来，具有远程监测控制功能的分布式计算机
控制系统。 3.1.2
调度控制中心control center 监控各油气管道的生产过程，进行生产运行、调度、管理的中枢。
3,1.3
中心控制系统 Ecenter control system 由位于调控中心的硬件、软件和通信网络组成的控制系统。实现油气管道生产过程监视、控制及
管理功能，简称为中控系统。 3.1.4
站场控制系统 station control system 对工艺站场的生产过程、工艺设备及辅助设施实现生产过程监视、控侧及管理功能控制的系统。
3.1.5
可编程逻辑控制器 programmable logic controller
1 Q/SY201.1—2015
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用于
在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字或模拟式的输入和输出操作，控制各种类型的机械或生产过程。 3.1.6
远程终端单元 remoteterminalunit 针对通信距离较长和工业现场恶劣环境而设计的具有模块化结构的特殊的计算机控制系统，它将
末端检测仪表和执行机构与远程主计算机连接起来，具有数据采集、控制和通信功能，它能接收主控制系统的操作指令，控制末端的执行机构动作。 3.1.7
基本过程控制系统basicprocesscontrolsystem 不执行任何安全完整性等级大于或等于1级的安全仪表功能，响应过程测量以及其他相关设备、
其他仪表、控制系统或操作员的输人信号，按过程控制规律、算法、方式、产生输出信号实现过程控制及其相关设备运行的系统， 3.1.8
安全仪表系统 safetyinstrumented system 一个在结构和功能上独立或功能上独立的、用于完成一个或多个安全功能的仪表系统。
3.1. 9
安全仪表功能safetyinstrumentedfunction 为了防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用一个或多个测量仪表、逻辑控制器、最终
元件及相关软件等实现的安全保护功能或安全控制功能。 3.1.10
安全完整性等级 safety integrity level 为安全功能的等级。安全完整性等级由低到高分别设为SIL1SIL4。
3.1.11
紧急停车 emergencyshutdown 当生产过程出现紧急情况时，能在允许的时间内做出响应，及时地发出联锁保护信号，使受控设
备紧急停止运行，对管道或现场设备进行安全保护。 3.1.12
水击保护程序 surge protection program 对管道、设备进行超前保护的措施。
3.1.13
容错faulttolerant 由于种种原因在一个系统（硬件系统、软件系统或其他特定系统）中出现了故障或错误时：系统
能够继续执行特定功能的能力。 3.1.14
完余redundancy 用两个或多个相同的模块或部件实现系统的容错性。当其中正在工作的模块或部件出现故障时，
它所承担的工作由其他正常部件来接替。 3.1.15
数据归档dataarchiving 监控与数据采集系统数据处理的一个功能。通过使用该功能，能够按照某些预先定义的数据管理
程序将数据录人到历史数据库中。 2 Q/SY201.1—2015
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 BCC：备用调度控制中心（backupcontrolcenter） BPCS：基本过程控制系统（basicprocesscontrolsystem） CiP：通用工业协议（commonindustrialprotocol） DDE：动态数据交换（dynamicdataexchange） DDN：数字数据网络（digitaldatenetwork） ESD：紧急停车（emergencyshutdown） HMI：人机界面（humanmachineinterface） I/O：输人/输出（input/output） MCC：主调度控制中心（maincontrolcenter） OPC：用于过程控制的OLE（对象连接与嵌人）（OLEforprocesscontrol） PLC：可编程序控制器（programmablelogiccontroller） RTU：远程终端单元（remoteterminalunit） SCADA：监控与数据采集（supervisorycontrolanddataacquisition） SCS：站场控制系统（stationcontrolsystem） SIF：安全仪表功能（safetyinstrumentedfunction） SIL：安全完整性等级（safetyintegritylevel） SIS：安全仪表系统（safetyinstrumentedsystem）
4SCADA系统基本要求
4.1 SCADA系统结构 4.1.1管道SCADA系统由位于调度控制中心的中控系统、分布在沿线站场的站场控制系统、监控（监视）阀室的RTU及通信系统组成。详细的SCADA系统配置如图1所示。 4.1.2调度控制中心中控系统和沿线各工艺站场站场控制系统及监控阀室的RTU之间通过广域网连接，通信媒介通常采用光通信、卫星通信或DDN等。 4. 2 通用要求 4.2.1通常由中控系统对管道进行统一监控、调度和管理。 4.2.2当中控系统或通信系统故障时，由站场控制系统接管控制权来完成各站工艺过程的控制。在站场控制系统故障的状况下，进行就地操作。 4.2.3中控系统、站控系统及阀室RTU系统应保持时钟同步。 4.2.4主调度控制中心、备用调度控制中心应具有切换功能。主调度控制中心应具备下达允许和终止备用调度控制中心操作的权限。同样，备用调度控制中心也应具备下达允许和终止主调度控制中心操作的权限。 4.2.5主调度控制中心、备用调度控制中心设置的主要功能相同。 4.2.6SCADA系统的数据更新应采用多种方式进行，如周期扫描、例外扫描、逢变则报等。 4.2.7中间数据库平台是介于SCADA系统与生产应用系统之间的生产数据汇聚平台，作为应用系统获取生产数据的唯一数据源，实现数据共享和数据集成的功能。同时，通过在系统平台中部署必要的安全隔离设备，实现从SCADA网络到办公网络的单向数据流动。 4.2.8SCADA系统安全防护见Q/SY201.2。
3 Q/SY201.1—2015
①去中间数据库系统
ISCADA系统
数据接口服务器 历史服务器 实时服务器 北京主控中心系统
历史服务器
库坊备控中心系统
实时服务器
时钟服务器
时钟服务器
EA
-
LANA 直
自间
I LANA
LANB
ANB
路由器
路由器
DD
核心交换机
核心交换机
光通信
DDN环间
光通信
光通信
卫星
路由器站控操作员工作站
?
上游站场（光通信）下游站场
路由器2
LANA
时钟服务器
LANB
站控ESD
RTUR室
EPL
现场检测和控制设备及辅助系统
站场控制系统
现场检测和控制设备及辅助系统
图1SCADA系统配置图
4.3操作模式
SCADA系统至少应具备以下操作模式：
调度控制中心集中监视和控制。 站场控制。 就地操作控制。
5中控系统基本功能
5. 1 中控系统 5.1.1 中控系统应设置下列主要功能：
输油/气全线的工艺过程控制，包括输量计划、批输计划、混油量计算、混油跟踪及处理、 清管器跟踪等。 监视各工艺站场及监视阀室、监控阀室工艺设备的运行状态。 工艺流程动态显示。 实时、历史数据的采集、归档、管理以及趋势图显示。 报警显示、报警管理以及事件的查询、打印。 报表的生成和打印。 SCADA系统的故障诊断和远程维护。 网络和通信通道的监视及管理。 系统时钟同步。
4 Q/SY201.1—2015
数据通信状态监测功能。 一数据共享和数据集成。
5.1.2除上述主要功能外，中控系统可设置下列辅助功能：
输油管道全线安全保护。 一输油/气管道全线生产过程的优化。
贸易结算和管理。 一管道的泄漏检测和定位。 —罐区管理。 一仪表的故障诊断和分析等。
5.2远程监视终端
远程监视终端的生产数据统一由调度控制中心的控制系统发布，为地区公司的生产管理提供数据
支持，其主要的功能如下：
一主要生产运行数据的显示。 一阴极保护数据显示，并进行分析处理一站场火灾自动报警系统状态监视、综合报警和故障报警显示。 一站场供、配电及发电系统状态、参数的显示。
6中控系统硬件配置
6.1硬件配置要求 6.1.1中控系统通常应配置实时服务器、历史服务器、路由器、交换机、网络安全设备、操作员工作站、工程师工作站、磁盘阵列等外部存储设备、打印机，通过以太网相互连接在一起。中控系统配置如图2所示 6.1.2根据需要，可设置数据应用服务器、设备管理服务器、Web服务器、背投影系统等附属功能设备 6.1.3中控系统的结构应采用客户机/服务器（C/S）结构，设置的操作员工作站和其他用户均作为局域网上的一个节点。用广域网将各站场控制系统和监控阀室的RTU连接起来。 6.1.4满负荷应用条件下，服务器CPU使用率除系统或程序启动外不应大于40%；内存使用率不应大于50%；网络占用率不应大于50%。 6.1.5中控系统的服务器、局域网、路由器、交换机等应采用允余配置。 6.2服务器 6.2.1 中控系统应配有实时数据服务器和历史数据服务器，根据需要可配置通信服务器和Web服务器。 6.2.2 ：服务器的性能应适合工业用硬件和软件的标准，应具有容错和自诊断能力。 6.2.3实时数据服务器负责处理、存储、管理从现场的控制设备采集的实时数据，并为其他服务器和工作站提供实时数据。应采用热备余配置。 6.2.4历史数据服务器主要完成历史数据的存储、管理。宜采用热备余配置 6.2.5通信服务器运行通信管理软件，完成与沿线各站的PLC和RTU的通信链接、协议转换、网络管理等任务。可根据具体工程的实际情况进行配置。宜采用热备允余配置。 6.2.6模拟仿真服务器运行管道模拟仿真软件，完成在线模拟仿真、管道泄漏检测及定位、管道负荷预测、输油计划等功能，同时提供培训功能
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