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)，其站場自動化控制程度較高，全線自動化系統(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化控制通用站控邏輯優(yōu)化應(yīng)用進(jìn)行解讀。

自動化控制；天然氣管道；邏輯優(yōu)化

1 站場操作控制簡介

（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)，可以對站場下達(dá)控制命令。

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

（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)，不允許自動復(fù)位。

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

（5）在SIS系統(tǒng)的PLC內(nèi)設(shè)定的程序報警，在HMI上設(shè)置程序報警畫面，可逐條執(zhí)行軟復(fù)位操作。在HMI上設(shè)置1個軟復(fù)位按鈕，可對程序中產(chǎn)生的報警和程序進(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。

（7）控制系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯分級

建立控制邏輯優(yōu)先級概念，將所有的聯(lián)鎖邏輯根據(jù)重要性和緊急程度劃分等級，根據(jù)優(yōu)先級，將控制邏輯分為3個等級，當(dāng)控制邏輯執(zhí)行出現(xiàn)沖突時，高級別程序優(yōu)先執(zhí)行。

2 通用控制邏輯優(yōu)化

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

在HMI上設(shè)置優(yōu)先級設(shè)定畫面，優(yōu)先級允許在編輯狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)定，運(yùn)行狀態(tài)時僅顯示優(yōu)先級。回路控制按優(yōu)先級順序、參數(shù)變化后延時切換。當(dāng)在用回路出現(xiàn)回路不可用報警時，報警回路優(yōu)先級自動設(shè)為不可用狀態(tài)“0”，其它回路優(yōu)先級保持不變，回路增、減時程序自動跳過不可用回路。回路開啟原則按優(yōu)先級從高至低排序，回路關(guān)閉原則按優(yōu)先級從低至高排序。故障路修好后，不可用報警在上位機(jī)畫面取消，并彈出上位機(jī)上修改優(yōu)先級從“0”改為原有優(yōu)先級，自動切換程序投用，并自動切換優(yōu)先級。

可用回路，站場聯(lián)鎖控制功能中的可用回路，包括可以正常使用（無故障或未處于維護(hù)狀態(tài)）的過濾器、計(jì)量、調(diào)壓回路。

可用過濾分離器回路要求同時滿足過濾分離器無堵塞報警、無液位高報警、無差壓高報警?？捎糜?jì)量回路要求同時滿足流量計(jì)算機(jī)無故障報警（硬接線報警），計(jì)量壓力、溫度無超限報警（報警值在流量計(jì)算機(jī)上設(shè)定）。

可用調(diào)壓回路要求同時滿足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）無報警?；芈房刂朴秒妱忧蜷y無故障報警、未處于“維護(hù)”和“手動”的回路，常開回路關(guān)斷閥（電動）處于開啟狀態(tài)。無擾切換控制，站場控制模式切換應(yīng)確保站場控制參數(shù)設(shè)定值維持不變。任何切換應(yīng)確保優(yōu)先級選擇設(shè)定值維持不變或微小的變化不足以引起擾動。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。

5.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，允許開啟大口徑球閥。（由于目前本站所有閥門均無可遠(yuǎn)控旁通，平壓工作只能通過人工手動完成）

程序啟動開啟大口徑球閥步驟：判斷球閥二側(cè)測量差壓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量值差值進(jìn)行判斷。

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程序中對本次改造的所有觸發(fā)命令自動啟動1個對應(yīng)的計(jì)時器，在程序中預(yù)先設(shè)置時間范圍，達(dá)到預(yù)定時間而設(shè)備運(yùn)行未達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)時，提供超時報警，中斷該命令并自動復(fù)位。調(diào)控中心下達(dá)的所有命令均為事件并自動記錄在站HMI系統(tǒng)中，記錄收到命令的時間（月、日、時、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，自動鎖定該命令并執(zhí)行，維持2秒鐘后自動復(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秒鐘后自動復(fù)位該命令。所有自動切換邏輯均可以在站控設(shè)定延時。

3 結(jié)語

通過對泰青威天然氣管道自動化站場通用控制邏輯優(yōu)化的應(yīng)用提高了天然氣站場自動化水平，有效提升了大部分通用邏輯的可用性，對以往使用頻率較低或者不用的邏輯進(jìn)行刪改，對使用頻率較高的邏輯進(jìn)行優(yōu)化，為現(xiàn)代高自動化天然氣管線建設(shè)、天然氣站場面向無人化提供了借鑒。

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

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

[3]馬可心PLC在天然氣自動化管道運(yùn)輸中的應(yīng)用分析[J].硅谷2012.12.

[4]萬里油管道設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)-邏輯圖 [J].化工管理2013.9.

高皋（1989-），男，遼寧丹東，漢族，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，研究方向自動化技術(shù)研究與管理。

唐曉雪（1989-），女，寧夏中衛(wèi)，漢族，文學(xué)學(xué)士，助理工程師，研究方向自動化技術(shù)研究與管理。