高皋 唐曉雪（中石油山東天然氣管道有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

泰青威天然氣管道自動(dòng)控制通用站控邏輯優(yōu)化應(yīng)用

高皋 唐曉雪（中石油山東天然氣管道有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

泰青威(泰安-青島-威海)管道做為山東地區(qū)主干天然氣管網(wǎng)，其站場(chǎng)自動(dòng)化控制程度較高，全線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念先進(jìn)。本文著重概述泰青威天然氣管道自動(dòng)化控制通用站控邏輯優(yōu)化應(yīng)用進(jìn)行解讀。

自動(dòng)化控制;天然氣管道;邏輯優(yōu)化

1 站場(chǎng)操作控制基本要求

（1）以調(diào)控中心遠(yuǎn)程控制為主，調(diào)控中心操作員在授權(quán)范圍內(nèi)，可以對(duì)站場(chǎng)下達(dá)控制命令。

（2）正常情況下，站場(chǎng)處于自動(dòng)邏輯控制狀態(tài)，允許操作員下達(dá)站場(chǎng)控制操作命令。

（3）所有ESD執(zhí)行程序的復(fù)位，均通過硬復(fù)位ESD按鈕實(shí)現(xiàn)，不允許自動(dòng)復(fù)位。

（4）在站控HMI上設(shè)定的報(bào)警，報(bào)警后執(zhí)行報(bào)警復(fù)位操作，報(bào)警消除。

（5）在SIS系統(tǒng)的PLC內(nèi)設(shè)定的程序報(bào)警，在HMI上設(shè)置程序報(bào)警畫面，可逐條執(zhí)行軟復(fù)位操作。在HMI上設(shè)置1個(gè)軟復(fù)位按鈕，可對(duì)程序中產(chǎn)生的報(bào)警和程序進(jìn)行集中復(fù)位。

（6）在SIS系統(tǒng)的PLC中設(shè)定的各項(xiàng)設(shè)定值、報(bào)警限值、遠(yuǎn)程下達(dá)設(shè)定值等參數(shù)不能因系統(tǒng)死機(jī)、斷電、重啟而發(fā)生數(shù)值變化。

2 通用控制邏輯優(yōu)化

（1）站場(chǎng)中不同區(qū)域內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行設(shè)備的正常自動(dòng)切換順序，依據(jù)回路優(yōu)先級(jí)進(jìn)行，包括：過濾分離、加熱、計(jì)量、調(diào)壓?；芈穬?yōu)先級(jí)設(shè)定要求采用任意設(shè)定方法，由站場(chǎng)或中心操作員通過HMI界面對(duì)不同分區(qū)的并聯(lián)回路進(jìn)行任意優(yōu)先級(jí)設(shè)定，用阿拉伯?dāng)?shù)字代表優(yōu)先級(jí)順序，數(shù)字“1”優(yōu)先級(jí)最高，依次遞減?；芈穬?yōu)先級(jí)不允許重復(fù)設(shè)置，每一回路的優(yōu)先級(jí)數(shù)字是唯一的，優(yōu)先級(jí)最低的數(shù)字等于總回路數(shù)量。

在HMI上設(shè)置優(yōu)先級(jí)設(shè)定畫面，優(yōu)先級(jí)允許在編輯狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)定，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)僅顯示優(yōu)先級(jí)?；芈房刂瓢磧?yōu)先級(jí)順序、參數(shù)變化后延時(shí)切換。當(dāng)在用回路出現(xiàn)回路不可用報(bào)警時(shí)，報(bào)警回路優(yōu)先級(jí)自動(dòng)設(shè)為不可用狀態(tài)“0”，其它回路優(yōu)先級(jí)保持不變，回路增、減時(shí)程序自動(dòng)跳過不可用回路?；芈烽_啟原則按優(yōu)先級(jí)從高至低排序，回路關(guān)閉原則按優(yōu)先級(jí)從低至高排序。故障路修好后，不可用報(bào)警在上位機(jī)畫面取消，并彈出上位機(jī)上修改優(yōu)先級(jí)從“0”改為原有優(yōu)先級(jí)，自動(dòng)切換程序投用，并自動(dòng)切換優(yōu)先級(jí)。

（2）可用回路，站場(chǎng)聯(lián)鎖控制功能中的可用回路，包括可以正常使用（無(wú)故障或未處于維護(hù)狀態(tài)）的過濾器、計(jì)量、調(diào)壓回路?？捎眠^濾分離器回路要求同時(shí)滿足過濾分離器無(wú)堵塞報(bào)警、無(wú)液位高報(bào)警、無(wú)差壓高報(bào)警?？捎糜?jì)量回路要求同時(shí)滿足流量計(jì)算機(jī)無(wú)故障報(bào)警（硬接線報(bào)警），計(jì)量壓力、溫度無(wú)超限報(bào)警（報(bào)警值在流量計(jì)算機(jī)上設(shè)定）?？捎谜{(diào)壓回路要求同時(shí)滿足SSV閥處于開啟狀態(tài)，調(diào)壓閥、閥門控制器（采用閥門控制器控制時(shí)）無(wú)報(bào)警。

回路控制用電動(dòng)球閥無(wú)故障報(bào)警、未處于“維護(hù)”和“手動(dòng)”的回路，常開回路關(guān)斷閥（電動(dòng)）處于開啟狀態(tài)。

（3）無(wú)擾切換控制，站場(chǎng)控制模式切換應(yīng)確保站場(chǎng)控制參數(shù)設(shè)定值維持不變。任何切換應(yīng)確保優(yōu)先級(jí)選擇設(shè)定值維持不變或微小的變化不足以引起擾動(dòng)。任何切換均確保所有數(shù)據(jù)維護(hù)狀態(tài)維持先前狀態(tài)不變。

（4）大口徑閥組控制，在有人值守的情況下，為保護(hù)大口徑球閥由于多次處于不平衡力狀態(tài)開啟的影響，導(dǎo)致密封不嚴(yán)的情況出現(xiàn)，可用以下邏輯限制大口徑球閥的開啟方式。在無(wú)人值守，且大口徑球閥旁通閥不能遠(yuǎn)控的情況下，以下程序不投用，或只做報(bào)警。站內(nèi)開啟過程中存在較大壓差的大口徑球閥（大于等于16″），在開啟前先進(jìn)行閥門兩側(cè)壓力平衡，待壓差≤1MPa時(shí)，允許開啟大口徑球閥。

（5）程序啟動(dòng)開啟大口徑球閥步驟：判斷球閥二側(cè)測(cè)量差壓ΔP；先開啟小口徑旁通閥進(jìn)行充壓ΔP≤0.2MPa，可以打開大口徑球閥；閥門開到位后，關(guān)閉旁通閥。大口徑球閥兩側(cè)壓差通過閥門上、下游安裝的壓力變送器測(cè)量值差值進(jìn)行判斷。

（6）命令觸發(fā)及復(fù)位，人工下達(dá)的命令均采用二次確認(rèn)的方式，包括：控制命令、遠(yuǎn)程操作、設(shè)定值寫入等。在PLC程序中對(duì)本次改造的所有觸發(fā)命令自動(dòng)啟動(dòng)1個(gè)對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)器，在程序中預(yù)先設(shè)置時(shí)間范圍，達(dá)到預(yù)定時(shí)間而設(shè)備運(yùn)行未達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)時(shí)，提供超時(shí)報(bào)警，中斷該命令并自動(dòng)復(fù)位。調(diào)控中心下達(dá)的所有命令均為事件并自動(dòng)記錄在站HMI系統(tǒng)中，記錄收到命令的時(shí)間（月、日、時(shí)、分、秒）。調(diào)控中心下達(dá)的所有命令均由站控系統(tǒng)負(fù)責(zé)復(fù)位，站控系統(tǒng)收到中心命令后，自動(dòng)鎖定該命令并執(zhí)行，維持2秒鐘后自動(dòng)復(fù)位該命令。站控系統(tǒng)下達(dá)的所有命令均由站控系統(tǒng)負(fù)責(zé)復(fù)位，執(zhí)行命令后，維持2秒鐘后自動(dòng)復(fù)位該命令。所有自動(dòng)切換邏輯均可以在站控設(shè)定延時(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)泰青威天然氣管道自動(dòng)化站場(chǎng)通用控制邏輯優(yōu)化的應(yīng)用提高了天然氣站場(chǎng)自動(dòng)化水平，有效提升了大部分通用邏輯的可用性，為現(xiàn)代高自動(dòng)化天然氣管線建設(shè)、天然氣站場(chǎng)面向無(wú)人化提供了借鑒。

[1]朱磊;郭明月 SCADA系統(tǒng)在天然氣輸氣管線中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽2010.3.

[2]吳愛國(guó);何信油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)技術(shù)綜述[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)2000.3.