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

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 safetyintegritylevel 为安全功能的等级。安全完整性等级由低到高分别设为SIL1～SIL4 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 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

容错faulttoleran

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 所承担的工作由其他正常部件来接替。

汽车标准数据归档data archiving

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 序将数据录人到历史数据库中

4SCADA系统基本要求

4.1SCADA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。

4.2.1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。

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

图1SCADA系统配置图

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

5.1.1中控系统应设置下列主要功能

数据通信状态监测功能。 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。 输油/气管道全线生产过程的优化， 贸易结算和管理。 管道的泄漏检测和定位。 罐区管理。 仪表的故障诊断和分析等

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： 主要生产运行数据的显示。 阴极保护数据显示，并进行分析处理。 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。 站场供、配电及发电系统状态、参数的显示

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

6.3.1中控系统应配置操作员工作站、工程师工作站，应采用余配置。根据生产需要可配置模拟 防真工作站、培训工作站、投影仪工作站等。 6.3.2操作员工作站应能与服务器通信，并应具有显示、操作、报警和打印功能。 6.3.3工程师工作站应执行系统及设备的组态、编程（离线、在线）、调试、修改、测试、装载等功 能，可进行系统管理

5.1中控系统应配备专用磁盘阵列，其空间可存储系统的3年历史数据。 5.2中控系统应配置报表打印机

7.1.1中控系统应配有符合国际标准和工业标准的通用性强的实时多任务操作系统。具有开放性 可靠性和灵活性，支持多种计算机硬件设备，支持众多应用软件，网络功能强，支持分布式网络结 构，支持余。 7.1.2应配置监视控制软件、组态和编程软件、诊断和管理软件，

.1.4应根据硬件设备的配置和需要配备计算机接口或网络接口软件。 .1.5实时服务器、历史服务器宜采用UNIX实时多任务操作系统。 .1.6通信服务器宜采用Linux或Windows实时多任务操作系统。 .1.7操作员工作站宜采用Windows实时多任务操作系统。 .1.8与管理信息系统（MIS）、地理信息系统（GIS）、工厂管理网等其他系统相连接时，除应配备 网络接口软件、硬件防火墙外，还需配备相应的软件防火墙、防病毒软件等网络安全措施。

7.1.4应根据硬件设备的配置和需要配备计算机接口或网络接口软件。 .1.5实时服务器、历史服务器宜采用UNIX实时多任务操作系统。 7.1.6通信服务器宜采用Linux或Windows实时多任务操作系统。 7.1.7操作员工作站宜采用Windows实时多任务操作系统。 .1.8与管理信息系统（MIS）、地理信息系统（GIS）、工厂管理网等其他系统相连接时，除应配备 网络接口软件、硬件防火墙外，还需配备相应的软件防火墙、防病毒软件等网络安全措施

7.2监视控制软件功能

监视控制软件应具有如下功能： 实时数据采集和处理。 过程控制。 人机界面（HMI)。 应支持多种通信协议，如CIP，Modbus，IEC104，OPC，DDE等协议 诊断。 多种编程语言。 历史数据记录、管理及报表。历史数据与事件存储不应短于3年

7.3组态和编程软件功能

组态和编程软件应具有如下功能： 监视控制软件组态、编程。 在线或离线调试、修改、测试、装载。 显示画面组态。 报表组态。 通信和外部接口组态。 系统管理。 软件版本管理

诊断软件应具有如下功能： 监视和诊断系统通信链路的工作状态，统计通信成功及失败次数，通信失败报警 硬件、软件故障自诊断及报警

人机界面软件（HMI）应具有如下功能： 应具有图形显示、操作功能，支持简体中文，支持多窗口及多屏显示，详细要习 见Q/SY201.6。 生产运行操作画面包括菜单、动态流程图、测控点详细画面、数据总貌、组显示、趋势图 报警画面、记录显示、通信统计画面等

数据库离线管理， 支持标准高级语言编写的程序访问数据库。 记录数据库修改。

报警和事件软件应具有如下功能： 报警和事件应存储所有报警、报警确认、事件和信息。 报警和事件宜对报警分级、分区、分组，自动记录报警信息和时间顺序，不同级别报警的颜 色和行为应有区别。 报警的其他相关要求见Q/SY201.5

8.1站场控制系统组成

8.1.1站场控制系统主要由基本过程控制系统、安全仪表系统、操作员工作站、网络设备和辅助设 备组成，用局域网将各设备连接起来。过程控制单元采用可靠性高的可编程逻辑控制器（PLC），操 作员工作站采用工业级计算机工作站，典型站场控制系统配置如图3所示。 8.1.2根据管道站场仪表安全功能回路的SIL评估结果，确定站场是否设置独立的安全仪表系统 (SIS)。 8.1.3安全仪表系统的具体要求应按照SY/T6966的有关规定执行

8.2站场控制系统基本功解

图3典型站场控制系统配置图

站场控制系统应设置下列主要功能： 接受和执行控制中心的控制命令，进行控制和调整设定值，并能独立工作。 向控制中心上传数据和报警信息。 输油/输气过程控制，例如压力或流量控制。 对顺序输送多种油品管道的分输站、输入站、末站油品切换及混油量进行控

站场安全联锁保护控制。 采集和处理工艺及辅助系统变量数据，实时进行显示、报警、存储、记录和打印。 提供工艺站场的运行状态、工艺流程、动态数据的画面或图形显示、报警、存储、记录和 打印。 经通信接口与第三方的智能仪表交换信息。 监视工艺站场和站控制室火灾、可燃气体、有毒气体等安全状况。 监视各站场变电和配电系统的状态。 故障自诊断。 数据通信管理

8.3水击保护系统组成与功能

8.3.1液体管道的水击保护系统由超前保护PLC与其他相关各站站控系统、监控阀室RTU组成。 8.3.2超前保护PLC宜设置在管道沿线通信线路集中、交通便利、人员易于到达的工艺站场，建议 设置在管道首站。 8.3.3当管道运行出现水击触发工况时，水击保护系统按照水击保护程序，自动完成既定的水击超 前保护动作，以保证输油管道和设备的安全。中控系统可根据生产需要，允许投用和屏蔽某个水击保 护工况。

8.4监视阀室、监控阀室的基本功能

8.4.1监视阀室设置数据信号远传设备，应设置下列 过程变量的检测和数据存储及处理。 监视线路截断阀的运行状态。 监视供电系统的工作状态。 可燃气体监测。 为调度控制中心提供有关数据。 8.4.2 监控阀室设置RTU，应设置下列功能： 过程变量的检测、控制和数据存储及处理。 接受并执行调度控制中心下达的命令。 监控线路紧急截断阀的运行状态。 逻辑控制。 可燃气体监测。 供电系统的监视。 采集和处理阴极保护站的相关变量。 为调度控制中心提供有关数据。 数据的通断监测

9站场控制系统硬件配置

（PLC）。可编程逻辑控制器 （PLC）主要由处理器、I/O模块、网络通信模块、电源模块、安装附件等构成。为保证系统的可靠 性，PLC的处理器、网络通信、电源应采用余配置。 9.2操作员工作站推荐采用工业级计算机工作站。操作员工作站宜设两台。 9.3站场路由器、交换机均应配置为主备余两台。路由器应分别配置到主、备控制中心的余网

9.4计量系统的流量计算机等第三方智能仪表宜通过串行口或以太网与过程控制系统PLC通信。 9.5独立单体设备的控制系统（如安全仪表系统、压缩机、输油主泵、加热炉等）应采用硬接线和 以太网接口接人站场过程控制系统PLC。 9.6站场控制系统应在有可能将由于雷击产生的高压导人计算机系统的接口位置，设置完善的浪涌 保护措施。

镀铬标准10SCADA系统通信信道设置及数据流向

L0.1SCADA系统通信信道的设置

10.1.1各工艺站场的站场控制系统与主调度控制中心之间的数据通信，应设置主、备通信信道。 10.1.2各工艺站场的站场控制系统与备用调度控制中心之间的数据通信，应设置主通信信道，可根 据具体工程的需要设置备用通信信道。 10.1.3主、备调度控制中心之间的数据通信，应设置主、备通信信道。 10.1.4各监控阀室、监视阀室与主调度控制中心、备用调控中心设置主通信信道，可根据具体工程 的需要设置备用通信信道，

L0.2SCADA系统数据流向

10.2.1站场控制系统同时向主调度控制中心、备用调度控制中心传输过程监视、控制的数据，接受 主调度控制中心的控制命令。 10.2.2站场控制系统应采集本场站所有相关生产数据，中控系统应只通过与站控PLC或站控通信 服务器通信，实现数据采集和控制命令下发功能。SCADA系统数据流向如图4所示， 10.2.3采用光通信作为主通信信道时，监控阀室的数据可向上、下游工艺站场的站场控制系统传 输。利用站场控制系统的主、备通信信道向主、备调控中心传输数据，使传输数据安全性得到保证。 10.2.4液体管道水击保护PLC与站控系统之间应设水击保护专用通信电路，备用路由可借用站场 到控制中心的数据传输路由，不再另设备用传输路由，

给水排水标准规范范本图4SCADA系统数据流向图

QO/SY 201. 1=2015

中国石油天然气集团公司 企业标准 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 Q/SY 201.1—2015 石油工业出版社出版 （北京安定门外安华里二区一号楼） 北京中石油彩色印刷有限责任公司排版印刷 （内部发行） 880×1230毫米16开本1印张26千字印1—1200 2015年10月北京第1版2015年10月北京第1次印刷 书号：155021·18184 定价：12.00元 版权专有不得翻印