論SCADA系統在延煉—西安成品油管道工程中的應用

■楊國強 陜西化建工程有限責任公司陜西西安712100

論SCADA系統在延煉—西安成品油管道工程中的應用

■楊國強 陜西化建工程有限責任公司陜西西安712100

SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。針對延煉——西安成品油管道工程實例，介紹了SCADA控制系統在該項目的具體應用，描述了SCADA控制系統中在工程中的選型要求、基本功能和數據更新方法，實現管道運輸的自動化、信息化，為SCADA系統在成品油管道工程中的應用提供了良好的借鑒。

延煉——西安SCADA系統管道運輸

延煉至西安成品油管道工程是陜西省重點建設項目之一，全長201km，總投資13．2億元，首站位于延安煉油廠惠家河油庫，末站位于西安市臨潼區斜口鎮，全長200.9km，全線共建3座工藝站場、9座截斷閥室，設計最大輸量820m3/h，輸送油品主要包括：93＃汽油、90＃汽油、5＃柴油、0＃柴油等。該項目采用了SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)控制系統，即數據采集與監視控制系統，是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監控系統。可以對輸油管線現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。

1 工程中SCADA控制系統簡介

陜西延長石油（集團）管道運輸公司延煉-西安成品油管道工程SCADA控制系統項目中，對于首末站站控及水擊和ESD(緊急停車)保護系統，我們采用AB公司具有世界領先水平的全能綜合性開放控制系統ControlLogix控制系統；對于SCADA管理中心中關于管道仿真軟件及泄漏檢測部分，采用AVDANTICA公司的SPS仿真系統和奧地利DOLPHIN智能音波管道泄漏監測系統來實現相應功能；對于各管道中的閥室的站控RTU（遠程終端單元）部分，采用BB公司的RTU產品，來實現各管線部分的狀態信息的收集和傳輸控制。所有站控系統包括末站火災及消防系統都進行集中管理。在正常情況下，由SCADA中心對全線進行監視和控制。操作人員在SCADA中心通過計算機系統完成對全線的監視、操作和管理。管道沿線各工藝站場無須人工干預，各站控系統或RTU在SCADA中心的統一指揮下完成各自的工作。控制權限由SCADA中心確定，經SCADA中心授權后，才允許操作人員通過站控系統或RTU對各站進行授權范圍內的工作。當數據通信系統發生故障或系統檢修時，由站控制系統或RTU自動完成對本站的監視控制。當進行設備檢修或停車時，可采用就地手動控制。

2 系統選型要求

結合現場工況，系統選型時充分考慮到了如下要求：

2.1 系統的可靠性

為確保整個工藝裝置安全、連續、穩定高效運行，控制系統采用分布式結構，開放的冗余通訊網絡。控制器采用1：1冗余配置。當CPU工作的部分出現問題時，系統可以自動切換到備份上，保證了系統不間斷工作和數據的完整性，不會丟失。

2.2 系統的操作性

操作員站可冗余使用，即任何一臺出現故障時，其功能都可以在其它操作站上實現。

2.3 系統的維護性

SCADA系統的設計采用診斷至模件級的自診斷功能，使其具有高度的可靠性，其范圍包括主機、網絡、電源、控制器、I/O卡件直至I/O點。系統提供兩種診斷方式：軟件診斷和硬件診斷。便捷的診斷方式使得維護人員能迅速發現故障并消除故障。系統內任一組件發生故障，均不會影響整個系統的工作。

2.4 系統的擴展性

系統采用分布式冗余網絡結構，用戶可以方便地增加網絡站點。工業以太網上最多可掛接100臺操作員站，100對冗余現場控制器，主干網(以太網，遵循TCP/IP協議)通訊速率為10Mb/s、100Mb/s自適應；ProfibusDP（現場總線數據處理）總線通訊速率為12Mb/s，一條ProfibusDP總線上最多可掛接125個從站。

EGR-1能夠在血清、胰島素、內皮素、維甲酸等多種調控因子的作用下發生轉錄。在參與調控細胞的生長、損傷、修復相關多種基因的表達的過程中同時也受多種因素調控，如電離輻射、缺氧神等[17]。EGR-1基因表達的功能主要在接受外界信號刺激后，基因表達的產物在細胞內的信號傳遞，通過信號通路的級聯反應從而調控下游靶基因的表達，實現相關的生物學功能[18]。

2.5 系統的安全性

系統網絡結構采用分級方式，控制網與廠局域網、MIS網采用網關隔離，網關中可設置防火墻，以防止病毒襲擊。控制系統設置用戶數據訪問權限管理，系統可設置16個用戶組，1000個用戶的權限。

3 實現的功能

SCADA中心的調度和操作人員通過SCADA系統操作員工作站提供的管道系統工藝過程的壓力、溫度、流量、密度、設備運行狀態等信息，完成對管道全線的監控及運行管理。調度人員還可通過操作員工作站完成批量計劃等調度管理工作，具體可實現以下基本功能：

（1）全線啟輸；

（2）增量或減量輸送；

（3）停輸（包括計劃停輸和故障停輸）；

（5）下達壓力和流量設定值；

（6）直接監視控制管道沿線各遠控線路緊急截斷閥；

（7）混油的自動切割、摻混、儲存；

（8）流程切換；

（9）流量計算、管理；

（10）下達調度和操作命令：沿線各個站場的站控系統及輔助控制系統或RTU將完成對相應站場的監控及連鎖保護等任務，并接受和執行SCADA中心下達的命令；

（11）儀表故障診斷分析；

（12）管道故障處理，如管道發生泄漏、發生威脅管道安全的水擊、沿線各站非正常關閉、對異常和故障工況的連鎖保護等；

（13）發布ESD命令；

（14）控制權限的確定；

（15）通信信道故障時主備信道的切換；

（16）數據更新：SCADA系統的數據更新采用多種方式進行，如周期掃描、例外掃描、查詢等。在正常情況下，系統采用周期掃描；系統中有突變事件或特殊請求發生時，采用其它掃描方式工作，優先保證重要數據/命令的傳輸，確保系統的實時性。

4 結論

陜西延長石油（集團）管道運輸公司延煉-西安成品油管道工程中SCADA控制系統的成功應用，實現了管道運輸自動化、信息化，為管道運輸安全、可靠、穩定、高效的運行提供了強有力的支持。

1王華忠.監控與數據采集（SCADA）系統及其應用.電子工業出版社,2010-1-1.

2王振明.SCADA監控與數據采集軟件系統的設計與開發.機械工業出版社，2009-1-1.

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