加氢站站控系统技术要求

1   范围

本文件规定了加氢站站控系统的术语和定义、总体架构、功能要求、主要技术指标及要求、建设与验收。

本文件适用于加氢站站控系统的建设与验收。

2   规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB 12358 作业场所环境气体检测报警仪 通用技术要求

GB/T 22239 信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求

GB/Z 34541 氢能车辆加氢设施安全运行管理规程

GB/T 34584 加氢站安全技术规范

GB 50156 汽车加油加气加氢站技术标准

GB 50493 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

GB 50516 加氢站技术规范

3   术语和定义

GB 12358和GB 50516界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

站控系统 station control system

对加氢站的设备运行状态、图像信号、参数配置等进行实时采集，实现站内设备的监视、控制和管理的系统。

3.2

火气系统 fire and gas system

用于监控火灾和可燃气泄漏事故并具备报警和一定灭火功能的安全控制系统。

4   系统总体架构

4.1   系统结构

4.1.1   加氢站站控系统由监控层、通信网络层和设备层构成。站控系统结构图见图 1。

1.1.1   监控层实现对加氢站的监控管理，提供加氢站站内各系统的运行界面，实现相关信息的收集和实时显示、设备的远程控制以及数据的存储、查询和统计等，并与相关系统通信。

1.1.2   通信网络层提供站控系统各设备之间的通信通道，并实现通信协议转换。

1.1.3   设备层由分布在站内并连接到站控系统内的各类设备单元构成，采集设备运行状态及运行数据，上传至监控层，并接收和执行监控层的控制命令。

图1 站控系统结构图

4.2 系统配置原则

4.2.1 监控层配置应满足整个系统的功能要求及性能指标要求，主机资源应与监控系统控制采集的设计容量相适宜，并留有扩充裕度。

4.2.2 应设置时钟同步系统，其同步脉冲输出接口或数字接口应满足系统配置要求。

4.2.3 应配置冗余可编程逻辑控制器（PLC, Programmable Logic Controller）。

4.3 监控层要求

4.3.1 硬件设施设备

硬件设施设备应包括服务器、控制室、显示屏和打印设备等。

4.3.2 软件系统

4.3.2.1 应用软件应满足系统配置的全部功能，采用结构式模块化设计，功能模块或任务模块应具有一定的完整性、独立性和良好的实时响应速度。

4.3.2.2 应用软件应保证系统的稳定性和可重用性。

4.3.2.3 系统应用程序应提供良好的操作界面。

4.3.2.4 应用软件应预留数据接口，第三方系统可通过该接口采集设备的实时原始数据。

4.3.3 系统安全

站控系统安全应符合GB/T 22239的规定。

4.3.4 备用电源

站控系统备用电源应符合GB/T 22239的规定。

4.4 通信网络

4.4.1 通信网络包括网络交换设备、通信网关、网络连线、电缆和光缆等。

4.4.2 监控层、设备层通信宜采用局域网，不与互联网外网连通。

4.4.3 站控系统与上级系统的通信可采用专用以太网或无线公网方式等，并配置防火墙。控制系统与办公系统网络隔离。

4.5 设备层

4.5.1 设备层包括加氢机设备监控单元、压缩机设备监控单元、储氢设施设备监控单元、卸氢设备监控单元和火气系统监控单元等，还应包括信号采集、传输和报警等设备。

4.5.2 气体报警仪应符合 GB 12358 的规定。

4.5.3 氢气浓度超限报警装置设置地点及报警条件应符合 GB/Z 34541 的规定。

4.5.4 报警系统的监测点、安装及设计应符合 GB 50493 和 GB 50516 的规定。

5   系统功能要求

5.1   加氢机监控

5.1.1  应具有采集进出口压力情况、加注温度、加注瞬时流量、加注累计流量等功能。

5.1.2  应具有远程控制加氢机紧急停机功能。

5.1.3  应具有报警和事件记录等处理功能。

5.1.4  应符合 GB/T 34584 的规定。

5.1.5  宜具有采集加氢机的通讯状态、泄漏状态、急停开关和供电状况、冷却水（剂）流量、冷却水

（剂）温度等功能。

5.2   压缩机监控

5.2.1  应具有采集压缩机入口压力、卸载压力、排气压力、排气温度和振动频率等功能。

5.2.2  应具有远程控制压缩机紧急停机功能。

5.2.3  应具有报警和事件记录等处理功能。

5.2.4  宜具有采集泄漏状态、风供气压力、冷却水温度、运行时间和通讯状态等功能。

5.1   储氢设施设备监控

5.1.1  应具有远程控制压缩机联动和紧急停机功能。

5.1.2  应具有报警和事件记录等处理功能。

5.1.3  宜具有采集储氢容器进气压力、出口压力、温度和泄漏状态等功能。

5.2   卸氢设备监控

5.2.1  应具有远程控制压缩机联动和紧急停机功能。

5.2.2  应具有报警和事件记录等处理功能。

5.2.3  宜具有采集氢气运输车卸车压力、泄漏气状态和仪表风压力等功能。

5.3   火气系统监控

5.3.1  应具有手动火警报警功能。

5.3.2  应符合 GB/T 34584 的规定。

5.3.3  宜具有探测火焰、温度、烟气和可燃气体等功能。

5.4   站控管理功能

5.4.1  数据存储与处理

5.4.1.1   应具有对实时数据和历史数据集中存储的功能，以及数据查询、统计和输出等处理功能。

5.4.1.2   所有报警信号及处理结果都应记入系统数据库中，每个数据库中的数据点可按设定的间隔时间进行周期性保存。

5.4.1.3   监控层数据存储时间应不少于 180 天。

5.4.1.4   设备层监控单元数据存储时间应不少于 15 天。

5.4.1.5   视频监控关键摄像机数据存储时间应不少于 90 天。

5.4.2  数据维护

5.4.2.1   应有数据备份和恢复功能。

5.4.2.2   数据库配置信息修改时，各级数据库之间应保证数据的同步。

5.4.2.3   系统死机、硬件出错或电源掉电时，系统应能自动保护实时和历史数据，故障排除重新启动后，应能自动恢复至故障前状态。

5.4.3  报警处理

5.4.3.1   采集的模拟量发生越限、突变、数字量变位和计算机系统自诊断故障时能进行报警处理。事故发生时事故报警装置立即发出声光报警，其中氢气含量报警限值按 GB/T 34584 的规定进行，其余报警限值由加氢站根据设备及站控工艺安全要求确定。控制台的画面应显示对应故障设备。

5.4.3.2   报警方式分为两种：事故报警和预告报警。

5.4.3.3   对事件的报警应能分层、分级、分类处理，起到事件的过滤作用，能现场灵活配置报警的处理方式。

5.1.1.1   事故报警和预告报警应采用不同颜色、不同音响予以区别，并自动启动事件记录打印。

5.1.1.2   事故报警可通过手动方式进行确认。

5.1.1.3   事故、预告报警信号确认后，若在规定时间内其异常仍未消除，系统应再次启动相应报警，重复提示。

5.1.1.4   对于重要的报警事件应做出连锁控制，紧急控制关键设备。

5.1.2  事件记录

应具有操作记录、系统故障记录、报警记录、加氢机运行参数异常记录、压缩机运行参数异常记录和卸氢设备参数异常记录等。

5.1.3  用户管理和权限管理应具有对用户进行授权和认证的功能。用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限，访问数据和使用程序的权限。

5.1.4  远程数据交互

5.6.7.1   应能与外部管理系统进行加氢站设备信息、运营管理信息和计量计费信息等的信息交互。

5.6.7.2   远程数据交互接口或模块应能支持配置数据采集要求，且与站控系统控制逻辑分离。

5.6.7.3   具备原始数据对接接口，允许第三方平台接入获取实时设备数据，且要保证获取数据的授权权限，避免数据泄露。

5.1.5  报表管理与打印功能

应具备报表生产功能，报表种类可包括日报、周报、月报、季报和年报等。

6   系统主要技术指标及要求

6.1   可靠性指标

可靠性指标应符合表1要求。

表1 可靠性指标要求

6.2 实时性指标

实时性指标应符合表2要求。

表2 实时性指标要求

7   系统建设与验收

7.1   系统建设

7.1.1   应进行软硬件、网络环境建设，并应符合第 5、6 章要求。

7.1.2   应进行系统试运行，期间应组织工作人员培训，同时根据试运行状况对系统进行调整。

7.2   系统验收

系统验收应按第5、6章要求进行，并应整体运行3个月，系统运行顺畅后方可上线。