王克宇
国家管网集团东部油气储运有限公司天津输油处 天津 300450
摘要：随着SCADA系统在长输管道行业应用的深入，集中调度输送油气水平得到提升。与此同时SCADA系统的安全稳定运行也成为保障油气安全输送的重要因素，由此有效组织系统调试工作、科学运用调试方法、合理安排功能验证，将为长输管道平稳运营奠定良好的基础。
关键词：管道；SCADA系统；调试
引言
SCADA系统即数据采集与监控系统，由调控中心控制系统、站场控制系统、远程终端设备（RTU）和相关通信系统组成，长输管道的生产过程监视与控制、设备远程控制以及调度策略优化等都依靠SCADA系统来实现。为优质、高效、稳妥地做好输油管道SCADA系统试运投产的各项工作，确保输油管道安全、可靠、经济、顺利的投入生产，需要在试运投产前高效率、高质量地完成输油管道SCADA系统调试工作。
1油气田SCADA系统简介
油气田SCADA系统包括油气田生产数据数据采集及油气生产过程的监视控制系统，利用计算机技术实现控制与远程调度，完成对油气生产现场运行设备及仪器仪表的实时控制和监视，具备数据采集及交互、设备控制以及报表、趋势图、报警等功能。已被广泛应用于石油化工、电力系统等诸多领域。
2SCADA系统基本架构
油气长输管道一般采用SCADA系统作为工业控制系统，主要包括三部分组成：SCADA工作站，通讯系统和远程终端单元。输气管道SCADA系统的运行和管理多是建立以调度控制中心为核心的SCADA系统。调度控制中心用于遥控、遥测、遥调、遥讯各远程站场和RTU阀室的运行。调度控制中心通过适当的通讯系统，利用安装在各站场和阀室的远程终端单元RTU采集各类不同的工艺数据。SCADA系统主要由四部分组成，实现实时中央监控和管理操作的功能：第一部分：调度控制中心，集中对全线SCADA系统进行监控。第二部分：站场和RTU阀室，综合现场数据采集和设备控制。第三部分：现场仪表，主要包括传感器、变送器、就地显示仪表、智能仪表及执行机构。本部分负责检测、测量现场站点的运行参数并控制现场设备。第四部分：通讯系统，通常的通讯分有线（如：DDN，VPN，以及自建光缆等）和无线（微波、4G等）。
3油气田SCADA系统建设的重要性
在油气生产的全过程中，监测各井站的生产数据及设备，是非常重要的。但目前各井站还只能采集本井站数据，还不能有效的对设备进行控制，阻碍了油气生产信息化水平的提高。为进一步推进数字化油气田的建设，需建立一套适用于油气生产的SCADA系统。
4调试工艺流程及主要调试方法
4.1调试准备
1）技术准备。调试所需技术文件主要有设计文件、SCADA系统技术规格书、设备技术规格书、系统组态资料、生产工艺流程、现场验收测试（SAT）文件等。调试前需明确SCADA系统应满足工艺过程的应用功能，做好技术交底，确保调试工作依据相关标准规范及经批复的调试方案进行。2）人员准备。调试总负责人1名，负责从进度、质量、安全等方面对调试工作进行全面把控以及与各单位沟通协调，下设若干作业小组并确定各小组职责，具体人员配置如下：调控中心：总负责人1名，系统维护人员4名，通信专业人员1名，施工单位2名/调度台，SCADA系统厂家2名/调度台。被控端：施工单位2名/组，SCADA系统厂家1名/组，供电段2名/组，验收人员2名/组。3）调试前应具备的条件。SCADA系统设备出厂前，应完成工厂验收测试（FAT），经相关单位验收并取得验收报告；SCADA系统软件/硬件按要求安装完毕；站场变配电系统（包括UPS系统）及通讯系统安装、调试完成，验收合格并投入运行；相关电缆敷设、机柜接线、接地系统安装完成且验收合格；相关仪表经检定校验合格，安装完毕且验收合格；相关单体（或成套）工艺设备安装、试运完成且验收合格。
4.2调试流程
总流程为优先对已具备条件的站控系统进行调试，并组织单站控系统验收。在完成各站控系统调试后，最后对主调中心和备调中心SCADA系统进行调试。
因主、备调中心服务器是直接从站控系统PLC处理器和远控阀室RTU处理器读取数据，因此对主、备调中心调试，仅需将各站控系统已调试好的组态画面、逻辑程序等文件重新载入主、备调中心工程师站和操作员站内，并对监控优先级予以设置即可。对长输油气管道SCA?DA系统调试而言，重点在各站控系统的调试。
4.3上电前检查
在确保系统内设备已全部安装完毕的前提下，主要检查调试环境、接地系统、电源及UPS系统、电缆、硬件等。调试环境（温度、湿度、清洁度等）应符合要求；工作接地系统、保护接地系统及屏蔽接地应合格，接地电阻符合要求；电源及UPS系统应符合设计要求；相关电缆接线无误；机柜内接线（包括通讯线、电源线、接地线等）正确、可靠，线径符合设计要求；机柜及其内部部件安装应牢固；机柜内各插卡、适配器及其接口的型号、安装位置应符合设计要求，各插卡预设旋钮位置正确
4.4站控系统连接检查
在站控系统所涉及到的各节点（包括PCS机柜、ESD机柜、火灾盘、操作员站、工程师站、调压机柜、计量机柜、以及现场电动阀、撬装设备等）安装完成后，开始对系统内各个节点进行布线连接，主要可分为以下四个部分：A电源：根据电气专业设计要求，完成各配电柜至各节点之间的电气线路安装。该部分应留意勿错接、勿混淆电气线路的主回路和副回路。B信号：根据仪表专业设计要求，完成现场、站控室内全部信号电缆的布线和安装。在保障接线正确的情况下，同时应注意信号线路与电气线路走向和间距（＞50mm），避免产生干扰。C接地：保护接地和工作接地应避免混接，屏蔽接地需连接到工作接地上，形成单端接地，保护接地勿采用串联接地方式。D通讯：根据通讯专业设计图完成通讯电缆的敷设，应注意尽量与其他电缆分开单独敷设，避免信号干扰。
4.5控制功能测试
1）输入和输出功能测试。系统会根据输入信号的有无或类型做出不同的响应，比如当输入信号错误或突然掉线时，系统会做出自我保护响应；当特定的输入信号超过设定的高低限值时，系统会自动报警并做出提示；针对某些输入信号，系统应具有滤波、开方、补偿等功能。针对以上功能，分别选取典型输入类型信号，检查系统功能是否正常。2）回路测试。根据现场实际情况和回路的复杂程度，按位号和信号类型对各回路合理排序并进行逐一测试，每个回路及其联锁分支的测试应一次性完成，避免重复和遗漏，从而提高调试效率。检查采集信号（压力、温度、报警、设备状态等）能否在HMI正确显示，以及命令信号（泵启停、开关阀等）能否正常下达到现场设备并使之按命令动作。
4.6SCADA系统调试验收
为确保已调试完成的站控系统功能能适应运营实际需求，需组织各专业人员对系统进行验收，验收内容主要包括以下几点：AHMI界面验收：通过观察和测试HMI界面，对界面美感、工艺流程准确度、参数完整性、动态显示是否符合实际的需要等作出判断。B冗余功能验收：主要包括对站控系统硬件冗余的测试，通过断电、断通讯、热拔插等方式测试站控系统中控制器、I/O卡件、通讯等模块的热备冗余性能。当发生“故障”时，以上设备能否自动进行故障切换，自动对系统的数据进行备份，为运行管理提供可靠的保障。
结束语
长输管道SCADA系统调试关系到整个输油管道的试运行及投产，项目部应给予高度的重视，由于调试工作集中，调试周期紧张，需要对该项工作进行科学、合理地组织和实施。系统调试工作技术含量高并且需要多专业、多工种配合，要做到对各类资源的配置进行统筹规划，尽早与各相关单位沟通协调，保证调试工作的全面性，为管道安全、顺利进行试运行及投产奠定了基础。
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