SCADA系统在燃气管道输送中的应用研究

寿纪斌杨勇王超群

摘要：输气管道中的SCADA系统通常采用管理集中以及控制功能分散的分布式控制方式。调度控制中心级、站场控制级以及现场控制级构成了一个完整的输气管道SCADA系统。SCADA系统的核心是调度控制中心，保障燃气管道系统输送安全的是站场控制系统，现场控制主要指的是对工艺单体或者是单台设备进行自动的就地单独工作。SCADA系统在燃气管道输送中的应用的优势是实现了燃气输气管道的全程远程监控，改进了控制工艺，保障了输送过程中的安全也提高了经济收益。系统投入使用后，运行稳定可靠并且也节约了人力，提高了生产调度的速度。

关键词：SCADA系统、燃气管道、控制中心

SCADA系统指的是对燃气输配管网进行数据采集以及监控的系统，是一个综合的系统工程包含了测量技术、检测技术、控制技术、计算机技术以及通讯技术等等，SCADA系统在燃气管道输送中应用的主要目的是实现对城市燃气系统的进气、计量、输配以及调压的全过程进行监控及管理调度。这一系统的应用实现了生产信息、管网状况的自动化收集、传送、分析等还使得燃气公司的安全抢险、市场信息等可以自动传递和分享。SCADA系统在燃气管道输送中经常采用的是管理集中、控制功能分布式的控制方式，如果通信系统或者调度控制中心设备出现故障，各站依然可以单独运行。调度控制中心级、站场控制级以及现场控制级构成了一个完整的输气管道SCADA系统。

1.调度控制中心级

调度控制中心是整个燃气输配管网SCADA系统的调度指挥中心，主要职能是对SCADA系统进行管理、集中的数据处理、进行监控以及数据交换控制，它还可以实现管道在线模拟、计量管理以及运行优化等功能，优势是有很好的适应性、灵活性。调度控制中心可以做到的有对各增压站、分数站等进行数据汇总、数据存储、远程控制等。除此之外，调度控制中心还可以发布信息，拥有授权的用户可以在网络上查看甚至是控制生产数据。技术人员也可以通过它来实现对各个站场生产参数的远程设置以及远程组态，可以实现远程控制燃气管道全线并予以统一的调度管理。SCADA主机系统、操作员接口、应用计算机系统以及通信设备共同组成了调度控制中心。

2.站场控制级

保障燃气管道系统输送安全的就是站场控制系统，站场控制系统可以利用现场仪表或者是成套控制设备对压力、温度、流量和运行状态等数据进行检测以及处理，控制与之相应的阀门，它还需要向调度控制中心输送必要的数据还要接受调度控制中心的指令。方便起见，我们把所有非调度控制中心的远程终端RTU所属的控制区域统称为站场，主要包括了门站、管网调压站、重点工业用户专用调压站还有管网监测点，还需要根据它们的重要性划分为有人值守场站和无人值守场站。

站场控制系统的设计原则是结构简单、控制逻辑修改简单、可靠性高、扩展性好以及通讯方便。安全性对站场控制系统来说是尤为重要的，故而自控系统的检测仪表、操作逻辑以及控制设备在设计中要对它们故障或是维护中可能带来的危害予以充分的考虑。站场控制系统的职能有：现场数据的采集、存储以及处理，对各智能子系统进行监控，显示动态工艺流程以及相关参数，显示实时趋势曲线以及历史曲线，压力以及流量的控制等等。

3.现场控制级

现场控制主要指的是对工艺单体或者是单台设备进行自动的就地单独工作。输气管道现场仪表的性能以及正确的设置直接影响对工艺参数检测的准确性以及实时性。性能很好的检测仪表可以及时可靠的反应工艺的参数变化，准确的向控制系统提供以供运算和判断。

一般的输气管道压力都在10MPa一下也可以在无凝液条件下进行，因此大多数的常规仪表都是适用的。现场仪表主要包括传感器、变送器、就地显示仪表、智能仪表以及执行机构，具体的现场检测以及控制仪表需要根据输气管道工程特点进行选用。

4.结语

SCADA系统在燃气管道输送中的应用实现了燃气输气管道的全线远程监控，提供了运行参数的在线采集、数据趋势以及设备状态的显示。SCADA系统的应用提供了多种管道运行报警手段，还启动了管道运行的管道压降速率保护、高低压保护、ESD紧急停站保护等多种保护系统，提高了管道运行的安全系数。系统的稳定、可靠性运行可以使控制工艺得到改进还可以提高企业管理水平，而且还可以保障生产的安全性并且可以获取更大的经济收益。

参考文献

[1]秦克景，王显明.天津开发区燃气管网SCADA系统的设计与实现[J].仪器仪表学报，2004.

[2]李瑾.输气管道SCADA系统设计及泄漏检测研究[D].中国石油大学，2007.

[3]杨坤海.城市燃气管网SCADA系统的设计及应用[J].石油化工自动化，2010（05）.

[4]苏彩虹，师润.杨国强.论SCADA系统在延炼——西安成品油管道工程中的应用[J].石油化工建设.2010(05).

[5]陈文芳,常贵宁,谢孝红宏.构建原油常输管道SCADA系统的探讨[C].中国工控网.2012(04).