聶海朋

（山東萊克工程設(shè)計(jì)有限公司 山東東營(yíng) 257026）

摘要：SCADA系統(tǒng)是一項(xiàng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的促進(jìn)下在長(zhǎng)輸 裁建設(shè)運(yùn)行中產(chǎn)生的一項(xiàng)關(guān)于生產(chǎn)與調(diào)度的自東化系統(tǒng)長(zhǎng)輸管線的建設(shè)存在著點(diǎn)多、面廣、所經(jīng)過(guò)的地區(qū)地形：復(fù)雜、氣候條件變化大等特點(diǎn)。本文主要結(jié)合了長(zhǎng)輸管線的這些特點(diǎn)， 對(duì)SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成和功能進(jìn)行了分析， 對(duì)SCADA 系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)；長(zhǎng)輸管道；應(yīng)用；發(fā)展

前言

為全面提升油氣管道、輸油泵站的自動(dòng)化程度，從而有效提升油氣管道的安全性、高效化的從事生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，從我國(guó)當(dāng)前油氣管道的現(xiàn)狀和整體分布來(lái)看，先進(jìn)的信息化生產(chǎn)管理調(diào)度系統(tǒng)、分布式自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)等都是當(dāng)前需待建立的。

1.SCADA系統(tǒng)長(zhǎng)輸管道的長(zhǎng)輸管道的特點(diǎn)

輸送管道通常都有著某些十分突出的不足之處，例如，輸送環(huán)境不穩(wěn)定以及輸送條件的限制等都會(huì)造成油氣管道輸送中的危險(xiǎn)；輸送的產(chǎn)品功能、種類比較單一，在輸送方式上只能輸送純粹的單一產(chǎn)品；在輸送路程上來(lái)講比較遠(yuǎn)，而各地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施情況不同，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)，很容易導(dǎo)致輸送出現(xiàn)失誤。但長(zhǎng)輸管道的優(yōu)點(diǎn)也很多，例如，可進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，極大地提高了輸送效率；作業(yè)方式上實(shí)施集中管理，從而讓輸送過(guò)程可達(dá)到高度統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。長(zhǎng)輸管道在輸送作業(yè)上若想更為高效、安全，將SCADA系統(tǒng)應(yīng)用于長(zhǎng)輸管道中是其發(fā)展的必經(jīng)之路。站在管理者和生產(chǎn)者角度來(lái)講，想要最大程度的將產(chǎn)品運(yùn)輸成本降下來(lái)，同時(shí)提高產(chǎn)品的整體效益，就必須確保運(yùn)輸能夠安全、穩(wěn)妥。當(dāng)前我國(guó)絕大多數(shù)相關(guān)管道工程均已運(yùn)用SCADA系統(tǒng)來(lái)確保產(chǎn)品的正常運(yùn)營(yíng)。長(zhǎng)輸管道中的SCADA 系統(tǒng)的主要組成部分有以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的遠(yuǎn)程終端裝置，站控制系統(tǒng)，以及穩(wěn)定的通信系統(tǒng)。

2.SCADA系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管道中的應(yīng)用及實(shí)例

2.1 長(zhǎng)輸管道自控系統(tǒng)的特點(diǎn)

長(zhǎng)輸管道自動(dòng)化控制具有線路長(zhǎng)、站場(chǎng)多、范圍廣、監(jiān)控閥室多等特點(diǎn)。但是PLC或PC通常運(yùn)用在工藝流程簡(jiǎn)單和單體設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控，例如加熱爐、污水處理、鶴管裝車等。DCS適合在生產(chǎn)對(duì)象密集、連續(xù)、相對(duì)復(fù)雜的情況下進(jìn)行，例如，集中處理站、聯(lián)合站，天然氣處理、原油穩(wěn)定處理以及煉油化工等方面。所以SCADA系統(tǒng)更適合線長(zhǎng)、點(diǎn)多、面廣的生產(chǎn)對(duì)象，所以在長(zhǎng)輸管道自動(dòng)化系統(tǒng)中SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用是非常廣泛的。例如西氣東輸二線管道工程，下面介紹了SCADA系統(tǒng)在該工程長(zhǎng)輸管道中的應(yīng)用。

2.2西二線SCADA系統(tǒng)

以中衛(wèi)為界限將西二線分為了東段和西段，東段為中衛(wèi)到廣州段干線和其支干線，西段為霍爾果斯到中衛(wèi)段干線，以及中衛(wèi)到靖邊聯(lián)絡(luò)線。東段干線設(shè)置了27座工藝站場(chǎng)，其中分別有分輸站12座，壓氣站12座，分輸清管站3座，此外還有線路截?cái)嚅y室88座，而其中RTU閥室有12座。西段干線設(shè)置壓氣站14座，分輸站5座，聯(lián)絡(luò)站1座，線路截?cái)嚅y室66座，其中RTU閥室13座。運(yùn)用SCADA系統(tǒng)對(duì)西二線全線生產(chǎn)的具體運(yùn)行情況做集中管理、控制、監(jiān)視，而所建成的整個(gè)管線會(huì)由中石油油氣調(diào)控中心統(tǒng)一管理和調(diào)度。

3.SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展壯大，對(duì)油氣資源的整體需求也在不斷增加，但我國(guó)在油氣資源的整體分布上卻存在十分嚴(yán)重的不均衡現(xiàn)象，因此必須進(jìn)行管道建設(shè)，為適應(yīng)社會(huì)需求加大其投入力度。隨著SCADA系統(tǒng)逐步應(yīng)用于西氣東輸?shù)乳L(zhǎng)輸管道中，因其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的對(duì)SCADA系統(tǒng)的要求也隨之提升。

3.1 SCADA系統(tǒng)的配置發(fā)展

SCADA系統(tǒng)的配置在長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)中要求運(yùn)用完全冗余的方式，控制中心的以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、遠(yuǎn)程通訊設(shè)備冗余配置。遠(yuǎn)程通信主要有兩種，一種由主通訊信號(hào)為DDN，將撥號(hào)電話線作為備用通訊信道，另一種主要通訊信道是衛(wèi)星，同樣將撥號(hào)口電話線作為備用通訊信道。在應(yīng)用這兩種通訊方式的過(guò)程中，需要根據(jù)途徑不同地區(qū)的具體地理?xiàng)l件和環(huán)境來(lái)確定具體用哪一種方式。于站控系統(tǒng)來(lái)講，實(shí)際應(yīng)用中，以高端產(chǎn)品處理器為主要選擇對(duì)象，與此同時(shí)，對(duì)處理器和電源自身做冗余配置，不斷提升SCADA系統(tǒng)在站控系統(tǒng)中的運(yùn)行能力。

3.2 SCADA系統(tǒng)的功能發(fā)展

在控制系統(tǒng)中，控制結(jié)構(gòu)選用分級(jí)方式，其中包含控制中心、站控、單體設(shè)備控制等，而在大型輸氣系統(tǒng)中，比如西氣東輸系統(tǒng)還需設(shè)置區(qū)域控制中心。從SCADA系統(tǒng)功能的發(fā)展來(lái)講，不僅控制中心能對(duì)設(shè)備和各場(chǎng)站進(jìn)行控制，單體設(shè)備和站控級(jí)層也能對(duì)其做控制，而且于控制技術(shù)適用性來(lái)講也是更為良好。把長(zhǎng)輸管道運(yùn)行與SCADA系統(tǒng)功能相互結(jié)合，也是其發(fā)展趨勢(shì)，但從當(dāng)前情況來(lái)看，比較成熟的產(chǎn)品不多，在具體發(fā)展趨勢(shì)上主要有以下幾類。

第一，在SCADA系統(tǒng)中會(huì)運(yùn)用更為形象生動(dòng)的三維彩色圖，應(yīng)用該技術(shù)能讓操作人員實(shí)現(xiàn)直接通過(guò)顯示器就能觀察到控制網(wǎng)等各設(shè)備的運(yùn)行情況和立體三維圖像。

第二，將人工智能和專家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于SCADA系統(tǒng)中，在將來(lái)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，以及十分復(fù)雜性的管網(wǎng)運(yùn)行分析。

第三， 對(duì)站場(chǎng)及全線水擊等邏輯使用更加明確的邏輯流程圖的形式進(jìn)行表達(dá)， 更好、更直觀的了解現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生邏輯連鎖的本質(zhì)原因，幫助快速辨識(shí)， 解決現(xiàn)場(chǎng)故障及問(wèn)題。

第四，與先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)的融合， 使SCADA系統(tǒng)在信息管理上具備更加快速、全面的功能， 例如實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)與管道生產(chǎn)管理系統(tǒng)PPS 、與設(shè)備管理系統(tǒng)ERP 、與地理信息系統(tǒng)GI S等先進(jìn)技術(shù)的的高效連接， 為生產(chǎn)管理提供更加真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支持。

4.小結(jié)

SCADA系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的自動(dòng)控制系統(tǒng)， SCADA系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)中的應(yīng)用剛剛起步， 但是已經(jīng)顯示出了巨大的優(yōu)勢(shì)， 在長(zhǎng)輸管道的安全可靠性、高效運(yùn)行上具有顯著的效果， 已經(jīng)在我國(guó)的長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中被漸漸采納。但是未來(lái)的該系統(tǒng)的完善空間還很大， 應(yīng)用情況也將逐步提高?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是各學(xué)科不斷發(fā)展融合的結(jié)果， SCADA系統(tǒng)在長(zhǎng)輸送管道系統(tǒng)中的應(yīng)用也要不斷結(jié)合更多專業(yè)和部門的配合， 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)化， 提高長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的管理水平， 為長(zhǎng)輸管道企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益做出更多的貢獻(xiàn)。

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