抚顺中石油昆仑燃气有限公司 113015
燃气SCADA系统常采用集中管理、控制功能分散的分布式控制方式。一个完整燃气SCADA系统一般分为三级控制：调度控制中心级、站场控制级和现场控制级。调度控制中心是SCADA系统的核心；站场控制系统是保证城镇天然气输配系统安全操作的基础；现场控制主要是指对场站场站单体或单台工艺设备进行手自动就地独立的撮作。
本文探讨了某天然气项目SCADA控制系统，实现了对天然气输配的全线远程监控，不仅使控制工艺得到改进，提高了企业管理水平，而且在确保安全生产基础上，获得了更大的经济效益。
关键词：SCADA系统；燃气输配；三级控制；通信
我国天然气的自动化控制正处于发展阶段。站控室、站场就地集中控制仍然是过去多数天然气系统的基本控制方式，全线人工调度采用话音进行。
随着社会的发展，上述管理方式中对故障反应速度慢、实时交互性差的矛盾愈发突出。
在计算机技术、通信技术和人工智能快速发展的条件下，基于计算机监控和数据采集的智能系统，在城市公用事业、环境保护、铁路运输、电力工业、输油输气管道以及城镇燃气中得到了广范的应用。如抚顺市某天然气利用工程：长输天然气管道就是采用SCADA系统来实现系统的集散分布式控制。具有控制功能分散、集中管理的特点。在调度控制中心或通信系统出现故障的隋况下，各场站依然能够保证独立运行履行供气、调压职能。
一、三级控制
1.1调度控制中心级
SCADA系统的核心功能是进行调度控制，以实现集中数据处理、SCADA系统管理、数据交换监控等相关功能。完成相应的输配运行优化、模拟培训、在线模拟和计量管理等方面的任务。一般具备一定的可扩展性、灵活性和适应性。
调度控制中心的工作任务：主要是汇总各门站、各调压站、各储配站的数据；显示组态、存储数据；实现远程视频监控、实现远程工艺设备控制等方面。
在调度控制中心可以实现信息的发布。通过网络连接和权限登入，授权用户可以进行浏览、查看、相应的生产数据，控制相应的阀门，在调度控制中心技术人员可以完成远程组态的更新编辑、远程设置更改各站场的生产参数等工作。这样就能够统一调度管理整个城镇天然气的输配系统，并进行相关的远程监控。
调度控制中心的组成主要包括以下几部分：应用计算机系统、 操作员接口、通信设备、SCADA主机系统等，管道+站场的控制系统通过通信就可与调度控制中心系统相连接。
1.2站场控制级
天然气系统安全操作的基础在于站场控制系统的建立。其主要功能是：对现场工艺参数进行数据采集和处理；利用相关控制设备和现场仪表进行通讯，并将有关数据进行汇总处理；必要的数据往调度中心进行传送，有效接受调度控制指令；监控各种工艺设备的运行状态、对自控系统相关电力设备的监控、站场可燃气体的监视和报警、消防系统的监控、对现场电动阀或气动阀进行远程控制、实时数据、历史数据的采集、归档、管理以及趋势图显示、生产统计报表的生成和打印、流量的计算、调节与控制、报警、紧急切断 ( E S D)等多方面。
高压天然气管道不仅仅是传输天然气的载体，也是天然的储气设施。抚顺某天然气项目三条支线高压天然气管道首、尾端都设有带有管线破裂监测功能的气液联动球阀，通过通讯把“当前压力、平均压力、压降速率”实时反映至SCADA系统中，一旦监测到失压速率异常、超过设定值即判断为管线破裂，联动阀上的控制装置激活，自主关断阀门避免天然气继续泄漏，同时保护上、下游的门站及储配站。
调压和计量是天然气门站接收上游天然气后的主要工作。因此，除在监控场站的流量、温度、压力、液位等参数的基础上，还应当更加重视上游来气气体质量检测方面的工作，配备了天然气组份分析仪，该分析仪取样分析后的数据会上传至调度中心SCADA系统储存备份，为天然气上下游间的公务、商务交流提供了相应依据。
1.3现场控制级
进行手动或者手电动控制工艺单体或单台设备是现场控制方面的主要内容。从工艺参数检测的实时性和准确性方面考虑的内容，主要是天然气管道现场仪表的性能和参数设置的影响。工艺参数的变化及规律通过性能优良的检测仪表实现有效反映，达到能够实现有效判断和运算控制的目的，确保系统反映出的参数准确，根据输配要求及策略实施有效的控制。
二、抚顺某天然气项目SCADA系统
2.1抚顺某天然气项目概况
2.1.1、石油二厂管线
线路全长27km，线路设置高新开发区分输站1座、线路普通阀室1座、监控阀室1座,穿越其它等级公路10处、河流中型穿越1处。管线设计压力：5.0MPa。
管线规格：D406.4×6.3 L360MB 直缝高频焊接钢管。
2.1.2石油三厂管线
线路全长8km，与石油二厂支线同沟敷设3km，线路设置普通阀室 1 座。管线设计压力：4.0MPa。 管线规格：D219.1×5.0 L245MB 直缝高频焊接钢管。
2.1.3洗化厂管线
线路全长 8km，管道经过地区均为辽河冲积区，以平原、丘陵地貌为主。线路设置普通阀室2座。 管线设计压力：4.0MPa。 管线规格：D168.3×5.0 L245MB 直缝高频焊接钢管。
2.2调度控制室的SCADA系统
调度控制室是全线调度、管理的核心及指挥枢纽，调度控制室SCADA系统主要完成对生产基地、高新区分输站、监控阀室、石油三厂、洗化厂的数据进行实时监控、调度和管理等任务。
调度控制室SCADA系统的功能是显示各SCS、监控系统采集的主要参数和设备监控画面，工艺流程图及分区流程图，主要参数变化的实时趋势和历史趋势图，主要参数一览表等。
2.3站控系统
在生产基地、高新区分输站设置站控系统，它不仅具有先进的通信和输入、输出能力，而且可同时提供顺序、过程等控制功能。运用其模块化的硬件结构，可灵活构成、装配和修改系统；加之较强的软件组态能力，完成显示、报警、连锁控制、报表打印和历史数据存储显示等各种功能。
站控系统的功能是对站内各系统运行参数巡回检测、处理、监控，设备的启、停控制，相应的阀门开、关控制，站内设备运行的监视，站内紧急停车（ESD）、工艺流程自动切换，站操作模式选择：就地人工控制模式、站控模式等。
2.4安全联锁保护（ESD）系统
为保证生产人员和设备的安全，保障输气管道能够在紧急的状态下安全的停输，同时保证管道系统与外界截断不至于导致故障和危险的扩散。生产基地和高新区分输站设置安全联锁保护（ESD）系统。
2.5火灾报警系统
为了保证操作人员、管道与工艺站场安全，避免发生火灾，在生产基地和高新区分输站设置室内火灾检测及自动报警系统。如感温、感烟火灾自动报警系统、可燃气体探测器等。
2.6点型感温、感烟探测器
在站场的站控制室、机柜间、低压配电间、柴油发电机机房等处设置点型感温、感烟探测器。
2.7可燃气体探测器
在工艺装置区、供热间等处设置可燃气体探测器，用于监视其区域可燃气体的泄漏情况。
2.8视频监控及周界防范系统
视频监控及周界防范系统是油气管道安全防范体系的重要组成部分，也是管理人员监视站内情况最直观、最可靠的手段。视频图像同时能够远传至生产基地调度控制室，并由生产基地调度控制室上传至中石油北京控制中心和中石油昆仑燃气辽宁分公司控制中心，配合话音和网络等通信手段，可以使远端用户对故障诊断作远程技术支持。
三、结论
应用SCADA系统能够实现天然气输配系统的全线远程监控，能够显示设备状态、数据趋势、运行参数，实现数据采集等功能，能够对管道运行中的各保护系统进行监控并提供相关的报警手段，如E S D紧急停车保护、高低压力／液位联锁保护、管道压降速率异常联锁保护等，使天然气管道运行的稳定性和安全性大大提高，这就一方面改进了控制工艺，提高了企业管理水平，另一方面保证了安全生产，为企业获得更大的经济效益。通过先进的SCADA系统和现代通信技术，实现现场和调控中心的实时监控和调度，生产管理水平得到大大提高。
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