左彥升（遼河油田分公司燃?xì)饧瘓F(tuán)公司 遼寧 盤(pán)錦 124010）

我國(guó)油氣自然資源的分布主要在東北、華北、和西北地區(qū)，近些年來(lái)也從中亞、東南亞等地區(qū)大量進(jìn)口天然氣，氣源地與國(guó)內(nèi)集中使用地區(qū)有較大的地理距離，這就需要建設(shè)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行油氣的遠(yuǎn)距離輸送。以西氣東輸工程為例，西氣東輸橫跨區(qū)域地理復(fù)雜、氣候環(huán)境多變、地理位置跨度大、加壓站分散嚴(yán)重，運(yùn)輸設(shè)備的控制儀器規(guī)格不統(tǒng)一，很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的運(yùn)作數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)化，使相關(guān)部門(mén)不能及時(shí)獲得天然氣實(shí)時(shí)傳輸情況的調(diào)度信息，無(wú)法精確掌握長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。隨著信息化的發(fā)展，SCADA系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于油氣長(zhǎng)輸管道的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制，使油氣長(zhǎng)輸管道實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化和生產(chǎn)控制數(shù)字化，并且利用通訊、網(wǎng)絡(luò)等快速傳輸信息，使管理者實(shí)時(shí)掌握長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的監(jiān)控，能夠保證油氣輸送的安全、高效、節(jié)能。

一、SCADA系統(tǒng)概述

1.SCADA系統(tǒng)概念

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化信息采集等配套設(shè)備為硬件基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)為軟件基礎(chǔ)的D CS電力自動(dòng)化生產(chǎn)調(diào)度信息監(jiān)視系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程終端單元（RT U）、數(shù)據(jù)處理中心和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)Υ笮瓦\(yùn)輸系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)預(yù)警等功能，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

2.SCADA系統(tǒng)特點(diǎn)

SCADA系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣泛，能夠?qū)?shù)千公里的油氣長(zhǎng)輸管道進(jìn)行信息采集，并且對(duì)每個(gè)油氣泵站站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集量較小，能夠滿(mǎn)足一般的實(shí)用效率。系統(tǒng)的終端單元（RT U）運(yùn)行靈活、價(jià)格低廉，能夠適用于極端天氣和惡劣的地理?xiàng)l件，比如高海拔地區(qū)的低溫、缺氧，西部地區(qū)的較大晝夜溫差等。SCADA的傳輸系統(tǒng)利用閉路線、電話線、光纜或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸媒介，傳輸速度快，具有較高的實(shí)時(shí)性。此外，SCADA還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)野外無(wú)人看護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)等。

3.SCADA系統(tǒng)功能

SCADA系統(tǒng)功能包括：①完善各站庫(kù)的監(jiān)控系統(tǒng)；②數(shù)據(jù)上傳調(diào)度中心；③實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可擴(kuò)展性功能；④報(bào)警功能；⑤報(bào)警功能；⑥報(bào)表功能；⑦遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)功能；⑧Web發(fā)布功能等。SCADA通過(guò)O PT O自控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)輸管道的油氣泵站、電動(dòng)閥的遠(yuǎn)程控制和本地操作，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序建立數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，建立水擊保護(hù)、可燃?xì)怏w報(bào)警、GPS定位泄漏等系統(tǒng)保護(hù)程序。預(yù)設(shè)軟件程序通過(guò)對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道工作數(shù)據(jù)的分析，為操作人員提供管道運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)定范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的實(shí)施掃描，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道運(yùn)作的故障或火情警報(bào)，掃描數(shù)據(jù)一旦超過(guò)預(yù)設(shè)警戒線，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出尖銳的聲光報(bào)警，警示油氣站管理人員進(jìn)行硬件維護(hù)或采取相對(duì)應(yīng)措施。系統(tǒng)通過(guò)VB A技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總和報(bào)表，決策者通過(guò)數(shù)據(jù)的日?qǐng)?bào)表或周報(bào)表可以制定相應(yīng)的調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)控制。管理人員還可以利用個(gè)人權(quán)限登錄SCADA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，掌握和管理一線生產(chǎn)情況的直觀數(shù)據(jù)。

二、SCADA系統(tǒng)在石油天然氣長(zhǎng)輸管道中的應(yīng)用

1.應(yīng)用條件

油氣長(zhǎng)輸管道主要負(fù)責(zé)石油和天然氣的傳輸，易燃易爆的高壓高速傳輸危險(xiǎn)性較高，這就需要有安全保障的預(yù)警機(jī)制進(jìn)行全天候監(jiān)視控制。管道所運(yùn)輸?shù)氖秃吞烊粴庖话愣际浅善?，在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不需要再進(jìn)行二次加工，因而運(yùn)輸物品的單一性和性質(zhì)穩(wěn)定性有利于采用SCADA系統(tǒng)。長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)距離較大，往往橫跨多個(gè)省市和多種地質(zhì)地形，穿越大面積的偏遠(yuǎn)山區(qū)和西部無(wú)人區(qū)，并且油氣傳輸工作是連續(xù)不斷的，偏遠(yuǎn)山區(qū)人煙稀少，可服務(wù)于管道監(jiān)控的基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，這就客觀上增加了長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作采用SCADA系統(tǒng)的必要性。

2.應(yīng)用特點(diǎn)

SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一個(gè)通過(guò)遠(yuǎn)程通訊形成的廣域網(wǎng)，由數(shù)據(jù)處理中心和若干站點(diǎn)控制系統(tǒng)組成。在硬件上的操作終端包括PLC數(shù)據(jù)通訊終端、操作員站和打印機(jī)等。SCADA系統(tǒng)對(duì)操作員有操作權(quán)限，不同級(jí)別和身份的操作員通過(guò)權(quán)限能夠獲得不同級(jí)別的操作，操作員登錄SCADA系統(tǒng)進(jìn)行在線管理和數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)同時(shí)也記錄了操作行為。SCADA系統(tǒng)不同的控制站點(diǎn)能夠?qū)嵤┎煌目刂乒δ?。操作人員可以通過(guò)人機(jī)界面切換系統(tǒng)的不同控制界面，但操作權(quán)限由個(gè)人登錄帳號(hào)而定。

3.SCADA系統(tǒng)在油氣長(zhǎng)輸管道中的應(yīng)用

我國(guó)傳統(tǒng)的油氣長(zhǎng)輸管道監(jiān)控管理操作通過(guò)長(zhǎng)途電話人工要數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并調(diào)整運(yùn)行參數(shù)和工藝流程，然后通過(guò)電話遙控站點(diǎn)操作員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作管理。這種落后的人工監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸模式工作效率地下，需要大量的人力物力，并且反饋效果差，數(shù)據(jù)監(jiān)控具有周期性而不適用長(zhǎng)輸管道的連續(xù)性。計(jì)算機(jī)一體化的SCADA系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)輸管道的全線全天候自動(dòng)化數(shù)據(jù)監(jiān)控操作，方便操作員的遠(yuǎn)程遙控，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算能力、較快的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和豐富的應(yīng)用軟件大大提高了對(duì)油氣運(yùn)輸中的參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)監(jiān)控效率，確保整個(gè)系統(tǒng)廣域網(wǎng)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

近期我國(guó)和俄羅斯簽訂了長(zhǎng)達(dá)30年供氣協(xié)議，在未來(lái)數(shù)年內(nèi)將開(kāi)工建設(shè)多條國(guó)內(nèi)、國(guó)際油氣管線，隨著油氣需求量越來(lái)越大、管道技術(shù)的發(fā)展，油氣長(zhǎng)輸管線距離將會(huì)更長(zhǎng)、口徑更大、穿越地質(zhì)環(huán)境更加惡劣，這就需要不斷創(chuàng)新SCADA系統(tǒng)，不斷提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集能力和分析計(jì)算能力，加強(qiáng)系統(tǒng)的預(yù)警功能開(kāi)發(fā)，確保數(shù)千公里管線的平穩(wěn)、安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，推動(dòng)我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管線技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

[1]王華忠.監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2010.

[2]劉洪彬.長(zhǎng)輸油氣管道SCADA系統(tǒng)應(yīng)用與研究[D].廈門(mén)大學(xué),2013.

[3]燕林斌.SCADA系統(tǒng)在天然氣輸氣系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2013（36）.