徐佳楠(中國石油北京油氣調(diào)控中心，北京 100007)

0 引言

成品油長輸管道跨度相對較廣，在偏遠(yuǎn)區(qū)域難以對管道進(jìn)行有效的管理，這使得成品油長輸管道運(yùn)行過程中面臨眾多的風(fēng)險問題，在另一方面，與原油長輸管道相比，由于成品油管道內(nèi)部的介質(zhì)較為復(fù)雜，因此，提高其輸送效率的難度相對較大，由此可見，如何保障成品油管道的運(yùn)行安全以及提高管道的運(yùn)行效率是其面臨的重大問題[1]。目前，國內(nèi)外學(xué)者對原油長輸管道的研究相對較廣，對成品油長輸管道的研究相對較少，這給成品油管道管理企業(yè)帶來了一定的困擾。針對此問題，本次研究首先對成品油管道運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行深入分析，對自動化控制系統(tǒng)的組成及功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究。我國成品油長輸管道運(yùn)行過程中存在眾多問題，因此，成品油長輸管道管理單位需要從站控系統(tǒng)、截?cái)嚅y室、調(diào)度中心、監(jiān)測儀表以及通訊網(wǎng)絡(luò)五個角度出發(fā)，構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)，并從信號采集、信號傳輸、信號處理以及信號反饋四個角度出發(fā)，做好管道管理工作。

1 成品油長輸管道運(yùn)行中存在的問題

對于成品油長輸管道而言，盡管多年的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，成品油管道網(wǎng)絡(luò)也逐漸完善，成品油管道網(wǎng)絡(luò)的建議對于社會的發(fā)展十分關(guān)鍵[2]。但是受到外界環(huán)境以及管道內(nèi)部介質(zhì)復(fù)雜性的影響，在管道運(yùn)行過程中仍然存在眾多的問題，由于這些問題的存在引發(fā)了構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)的迫切需求。成品油長輸管道運(yùn)行中存在的主要問題如下表1所示。

表1 成品油長輸管道運(yùn)行中存在的問題

2 成品油長輸管道運(yùn)行自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵

2.1 硬件的完善

為了確保成品油長輸管道自動控制系統(tǒng)可以順利應(yīng)用，首先需要對管道沿線的硬件進(jìn)行完善。通過深入了解成品油長輸管道輸送所需要的硬件條件，對管道現(xiàn)場存在的問題進(jìn)行挖掘，為后續(xù)應(yīng)用自動控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)[3]。只有保障現(xiàn)場的技術(shù)支持，才能有效的提高管道的輸送效率，同時才能保障管道的輸送安全。在另一方面，也需要對成品油長輸管道自動控制系統(tǒng)構(gòu)建所投入的成本進(jìn)行合理的計(jì)算，進(jìn)而做到資金投入與功能開發(fā)兩不誤的目的。

2.2 軟件的優(yōu)化

在對成品油長輸管道沿線的硬件進(jìn)行完善以后，需要對自動控制系統(tǒng)中的軟件進(jìn)行一定的優(yōu)化，這主要是因?yàn)橛布δ艿膶?shí)現(xiàn)需要軟件的支持。一般情況下，成品油長輸管道軟件系統(tǒng)的建立需要根據(jù)各個區(qū)域?qū)ιa(chǎn)的要求進(jìn)行區(qū)域性的構(gòu)建，以此可以降低總控軟件的載荷。通過在總控軟件下構(gòu)建多個子系統(tǒng)，可以對管道沿線的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉和收集，將收集的相關(guān)信息傳輸?shù)娇偪刂行闹羞M(jìn)行有效的分析[4]。

3 成品油長輸管道運(yùn)行自動化控制系統(tǒng)的組成

3.1 站控系統(tǒng)

對于成品油長輸管道的自動化控制系統(tǒng)而言，站控系統(tǒng)是其執(zhí)行單元，也是自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)的主要作用是對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，了解不同站點(diǎn)位置的操作情況，通過通訊網(wǎng)絡(luò)，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心。

3.2 截?cái)嚅y室

在截?cái)嚅y室內(nèi)安裝有大量的截?cái)嚅y，常見的截?cái)嚅y如下圖1所示，其作用是在成品油長輸管道出現(xiàn)意外事故后可以及時的關(guān)閉管道，在意外事故被排除以后可以及時的起輸。

3.3 調(diào)度中心

調(diào)度中心屬于整個自動化控制系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，是保障自控化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的核心，其主要作用是通過各種類型的軟硬件設(shè)備對管道及其附屬設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，同時，還具有數(shù)據(jù)儲存及處理的功能，在管道及其附屬設(shè)備出現(xiàn)意外問題以后，調(diào)度中心可以下達(dá)緊急命令，以便實(shí)現(xiàn)管道的緊急停輸功能。

3.4 監(jiān)測儀表

管道沿線必須安裝大量了解管道運(yùn)行情況的智能化儀表，智能化儀表包括流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)等，通過這些監(jiān)測儀表可以及時的獲取管道的運(yùn)行信息，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息傳輸?shù)秸{(diào)度中心[5]。

4 成品油長輸管道運(yùn)行自動化控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

4.1 信號采集

信號采集系統(tǒng)主要由各種類型的監(jiān)測儀表構(gòu)成，監(jiān)測儀表主要安裝在管道沿線以及各個站場內(nèi)，可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息采集、簡單處理以及上傳調(diào)度中心，由此可見，信號采集系統(tǒng)具有分析管道運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)成品油調(diào)度以及實(shí)現(xiàn)風(fēng)險問題報(bào)警的功能。

4.2 信號傳輸

常見的數(shù)據(jù)傳輸方式主要可以分為兩種類型，分別是無線傳輸和有線傳輸，對于管道分布較廣，且管道沿線基礎(chǔ)設(shè)施相對較差時，則需要構(gòu)建無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，該種傳輸方式構(gòu)建成本相對較高，信號的傳播速度相對較慢，但是可以收集信號的范圍相對較廣；對于管道沿線存在完善網(wǎng)絡(luò)線路的區(qū)域，可以采用有線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)資料進(jìn)行傳輸，該種傳輸方式的構(gòu)建成本相對較低，能有效保障數(shù)據(jù)資料的完整性，該種傳輸方式對于管道沿線基礎(chǔ)設(shè)施的要求相對較高。

4.3 信號處理

信號處理也是自動控制系統(tǒng)的核心功能，這主要是因?yàn)楣艿姥鼐€以及站場傳輸?shù)秸{(diào)度中心的信號主要以電信號為主，只有對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化和識別，才能及時了解管道運(yùn)行信息，在進(jìn)行信號處理的過程中，可以根據(jù)各種類型信號的特點(diǎn)設(shè)定閾值，以便實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行風(fēng)險報(bào)警功能。

4.4 信號反饋

在對信號進(jìn)行處理以后，就需要對相關(guān)數(shù)據(jù)做出反饋，一般情況下，信號的反饋都是根據(jù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，存在人為因素的干擾，這對于保障管道的安全十分不利，在調(diào)度中心內(nèi)也需要設(shè)置智能化的信號反饋軟件，通過智能軟件對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，了解管道沿線存在的風(fēng)險問題，并及時做出報(bào)警。

5 結(jié)語

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，盡管成品油長輸管道已經(jīng)經(jīng)過了多年的發(fā)展，但是在運(yùn)行的過程中仍然存在眾多的風(fēng)險問題，因此，構(gòu)建成品油長輸管道自動控制系統(tǒng)十分重要。自動控制系統(tǒng)基于硬件的完善和軟件的優(yōu)化，其主要有站控系統(tǒng)、截?cái)嚅y室、調(diào)度中心、監(jiān)測儀表以及通訊網(wǎng)絡(luò)五部分組成，通過構(gòu)建自動控制系統(tǒng)，主要可以實(shí)現(xiàn)信號采集、信號傳輸、信號處理以及信號反饋四種功能，全面保障成品油長輸管道的運(yùn)行安全和提高管道運(yùn)行效率。