1  项目背景介绍

安徽省皖东北天然气管道工程地处皖东、北地区，属于长江中下游平原。为实现构建安徽省“三纵四横一环”省级天然气主干管网，增强天然气资源的调配和应急供气保障能力，皖东北天然气管道工程一期拟（干线和皖北支线）建设干线和皖北支线，铺设管道共计 187.3km。该天然气管道工程是由中石化天然气分公司济南调控中心进行集中统一调控，在合肥新建监视中心一座，在滁州管理处设置 1 套生产管理机构监视终端对皖东北管道进行统一监视和管理，沿线站场设置 4 套站控系统（SCS）和沿线阀室 设置7 套远程终端单元（RTU），以实现分散现场集中管控，提升工作效率。

其中：

干线：干线管道天长段自苏皖省界处秦栏阀室接出，管道沿线途经滁州市辖天长市、来安县两个县市。终点在来安分输清管站，沿线设置 2 座站场，即天长分输站、来安分输清管站；4 座阀室，即秦栏阀室、汊涧阀室、半塔阀室，线路全长 88.3km，设计压力10MPa，管径规格 D1016mm。

皖北支线：起点来安分输清管站，终点凤阳末站，管道沿线途经滁州市辖来安县、南谯区、明光市、凤阳县共 4 个县区。沿线设置 2 座站场，即明光分输站、凤阳末站；3 座阀室，即张八岭阀室、管店阀室、小溪河阀室线路全长 99km，设计压力 10MPa，管径规格 D711mm。

管线宏观走向图见图1。

图1

2  项目目标与原则

（1）SCADA系统

皖东北天然气管道工程是由中石化天然气分公司济南调控中心进行集中统一调控。在合肥新建监视中心一座，在滁州管理处设置 1 套生产管理机构监视终端对皖东北管道进行统一监视和管理，沿线站场 4 套站控系统（SCS）和沿线阀室 7 套远程终端单元（RTU）。

本现场自动控制系统采用数据采集系统及监控系统（SCADA），均是采用和利时国产自主可控产品，PLC控制系统由和利时公司的LK系列控制器及相关设备组成；ESD控制系统由和利时公司的LKS的控制器及相关设备组成。控制系统的HMI软件使用和利时公司HiaPlantSCADA V3.2.0系统软件。

上述系统均支持CPU冗余和通讯网络冗余功能，采用先进的开放式网络结构。SCADA系统网络架构采用双网段、双网络设备冗余设计，同时服务器也采取冗余配置，完成站场及上下游阀室各工艺参数的检测和控制，实现工艺参数的显示、数据处理、报警和数据归档等功能，保障管线的安全、可靠、平稳的运行。 

（2）通讯系统

光传输系统：在天长分输站、来安分输清管站、明光分输站、凤阳末站配置STM-64 光传输设备，与管道光缆组成光传输系统，为站场SCADA 数据、视频监控图像、视频会议、语音业务以及 OA 办公局域网等业务提供传输通道。

工业以太网系统：利用管道光缆构建专用的光纤工业以太网系统，用于管道沿线各阀室的数据传输。站场和阀室的工业以太网设备利用光缆中独立的两芯传输，分两个方向传到就近的站场。阀室的SCADA 数据、安防监控、话音、阴保等四类业务首先上传到就近的站场落地，然后通过接入站场已有的 SDH 光传输系统，并通过管线通信传输专网上传至济南调控中心和合肥监视中心。

视频监控系统：采用 1080P 网络数字高清系统，TCP/IP 组网方式，重点监控设备的工作状态、人员出入及活动状况，预防意外闯入，以便及时发现隐情，确认设备故障、非法入侵,做到事前预防，同时可保留影像资料，用于事后追溯。监控前端采用 200 万像素摄像机，包含：智能半球机、智能高速球机、一体化云台摄像机，防爆区选用防爆型监控前端，主要设置在场区内工艺装置区、主要出入口、围墙四周、机柜间和控制室内。图像采用 H.265 压缩，1080P 存储，存储时间 90 天。 系统为三级结构：站场级监视、合肥监视中心和管理处监视、济南调控中心级监视。

3       项目实施与应用

（1）SCADA系统分站原则

（2）SCADA系统软件特点

①核心技术自主研发，杜绝卡脖子现象。

②基于QT的C++进行研发，提供开放性接口以及定制化需求，与其他系统融合度高。

③具有高安全性设计，软件提供基于数据的安全机制和设计完整的数据安全访问机制和网络系统安全机制。

④系统采用OT+IT总线实现数据交互，OT总线负责采集数据到实时库/历史库的传输、以及基础服务、组态工具和数据库之间的通讯；IT服务总线负责服务实现框架和管理机制，使各个应用组件的交互。

⑤支持十几种主流工业通讯协议的采集和转发。

⑥支持实时数据库、历史数据库和关系数据库数据采集存储。

⑦支持模块化组态，并提供快捷工具提高组态效率。

⑧支持流程图、趋势、报警、日志、报表、权限管理、用户管理等功能模块。

⑨同时支持C/S、B/S、M/S架构，可提供客户端、WEB、APP展现方式。

⑩提供了WebService、WebAPI、API等多种形式的、丰富的对外接口，便于与第三方系统进行定制化信息交互。

（3）项目总体实施情况

①项目准备：召开项目沟通会，交流确定项目调试安排、进度要求，功能要求、流程图组态标准、以及通讯方式等；

②项目实施：成立项目执行小组，建立项目沟通群，所有问题群内实时沟通，项目经理全程掌控现场实际情况；

③梳理设计文件，确定软件的功能要求，无法满足的及时反馈，定制开发计划；

④搜集用户资料，整理资料，讨论软件的架构，组态内容；

⑤根据PLC厂家提供的资料，组态数据库，建立油气行业专用符号库和算法功能块，创建流程图模板，搭建软件基本框架，完成功能测试；

现场搭建软件框架，完成现场组态，在用户见证下完成现场联调测试及软件的功能检验；

4   效益分析

（1）通过该项目的实施编写发布了《工软公司油气行业HMI设计作业指导书》、《皖东北天然气管道工程一期（干线和皖北支线）SCADA系统报警分析报告》、《皖东北天然气管道工程SCADA系统操作手册》等技术文档，完成了油气行业标准符号库的建设，为后续同类项目提供标准模板和指导依据。

（2）该项目凭借良好的服务态度及过硬的技术手段，赢得了业主的一致好评，对和利时自主研发的HiaPlantSCADA系统软件品质给予了极大的肯定，客户赠予锦旗与表扬信，同时，继此项目以来中石化皖东北二期三期项目，中石化辛集-赞皇长输管道项目都已成功中标，达到了市场宣传效应。

（3）本次涉及自控系统和通讯系统两部分，项目范围包含LK、LKS、SCADA、信息安全、通讯系统等多个产品线，在行业内具有较强示范性，对公司具有重大意义。同时引入2.5D技术，算法，符号库等功能，项目可参观性强。

（4）和利时自主研发的LK PLC和HiaPlantSCADA在此项目上得到成功应用，是自主工业领域芯片、数据库、操作系统、工业软件、自动化技术、网络安全技术与油气长输管道项目的完美耦合，摆脱了国内工控系统核心技术对国外的依赖，实现了工业控制系统的全面国产化，不仅推动了天然气管道行业的数字化转型，还提升了行业的整体竞争力。

（5）从经济上，SCADA系统的引入显著提升了管道的自动化监控和管理水平，确保了管道的安全、稳定、高效运行，优化了整体运营效率，大量减少人工操作和监控，从而降低人力成本，从一定程度上有效预防或减少因故障导致的停输，管道泄露等带来的损失。

和利时自主研发的LK PLC和HiaPlantSCADA软件在此项目上得到成功应用，是自主工业领域芯片、数据库、操作系统、工业软件、自动化技术、网络安全技术与油气长输管道项目的完美耦合，摆脱了国内工控系统核心技术对国外的依赖，实现了工业控制系统的全面国产化，不仅推动了天然气管道行业的数字化转型，还提升了行业的整体竞争力。