現場總線技術在原油長輸管道SCADA系統中的應用

王金濤周生霞孫偉棟陸英娣

1.簡介：現場總線技術

20世紀末國際上發展形成的現場總線技術，現場總線技術是現場智能設備互連通訊網絡，主要用于制造自動化、樓宇自動化、過程自動化等領域的。它將生產過程現場、控制設備之間和更高控制管理層次的聯系相溝通，成為工廠數字通信網絡的基礎。它的的核心是協議和抗干擾能力，對于工業現場的控制器和智能化儀器儀表，包括執行機構等現場設備間的數字通信問題的解決，還有控制設備和控制系統間信息傳遞等問題。因為現場總線具備了簡便可靠、經濟、實用等卓越優點，很多的標準團體和計算機廠商都表示重視與青睞。

2.原油長輸管道中SCADA系統分析

SCADA系統平臺根據軟件開發流程討論分為功能模塊和系統內核。功能模塊特別適合于用戶定制和系統擴展，部分獨立的動態鏈接庫和系統提供基礎數據，可靈活組合，還可動態卸出或是裝入。系統內核有相當強的可靠性和實用性，主要是精簡的架構設計。系統內核是由通過統一的接口進行聯絡的數據子系統、顯示子系統、通信子系統、控制子系統4個子系統構成。關于SCADA系統的應用，總結出一些經驗，長輸管道的控制層次通常分為3級（站控級、控制中心級、設備控制級），體現現代系統控制的原則被這一結構全部體現出來，一個是集中管理，另一個是分散控制，很適用于這種跨的地域廣泛、功能相似系統、大的分散性的原油長輸管道的運行、管控?？刂浦行恼臼褂梅掌魅€范圍實施集中參數采集、監視、控制和調度管理，站控級經由本站的RTU/LED/PLC，對輸油站進行監視、控制，對泵機組、加熱爐、閥門等工藝設備進行本地控制的是設備控制級。

3.現場總線控制技術的應用

3.1 站控系統主要功能應用

SCADA系統可以確保的是非常及時的通知到值班人員，它使用的報警方式很特別，是聲光結合的方式，報警產生的原因將以文字的形式出現在操作界面的報警窗口，包括報警位置也會文字也會一起體現，保證生產的安全進行。

現場儀表可以把管道的各種物理量全部轉換為電信號，一般是溫度、壓力、流量等。這些信息會跟所有開關信號一起發到上位機上，這樣就能隨時讀取在上位機的控制界面顯示的相關參數，極大的方便操作人員。

站控RTU系統要采集、整理、分析和計算儀表送來的信號，完畢后對現場進行控制、自動調節，最終向調度中心傳送主要參數，調度中心發送控制指令給站控RTU系統，這也是他的主要作用了。

計量功能是讀取下位機傳輸的統計記錄的重要計量參數，工作站的操作界面中能顯示出來值班人員監控計量的過程；

報警功能包括：進出站壓力報警，站場可燃氣體報警，，計量儀表連接狀態報警、重要閥門開關動作報警、計量支路壓差值報警等。

趨勢曲線功能提供的是進出站的壓力、各計量支路中的壓力、以及溫度、差壓、瞬時流量計量等參數數據的趨勢曲線，想要統計出某一時段天然氣計量參數變化趨勢，就可以根據此曲線分析，此曲線對分析輸差，調配氣量，檢測儀表提供也有重要的輔助作用。

根據需求設定報表，報表內容主要有每個支路計量的參數、進出站的壓力值、關鍵閥門的狀態等，這些體現的都是自動生成生產報表功能系統。此報表保存的時間可以依據實際需要調整的功能是由于其于生產來說非常重要，不僅可以調整，還可以依據規定的時間連續保存。根據輸氣系統實際情況進行界面設計出人性化生產操作界面，實時顯示一連串的重要生產數據，包括進出站溫度、電動閥狀態、計量參數、現場進出站的壓力等，所以值班人員如果想要全面的掌握現場生產情況，只要通過查看操作界面即可，相當方便。如果有緊急的失誤或者事故發生，通過這個操作界面能夠及時的完成切斷閥的開關的工作，這一工作在控制室就可以完成，這樣生產的安全系數大大提高了。

根據現場的實際情況對參數功能系統進行設定，具體設定的內容包括變送器量程、氣體組分等實際工況參數。要確?，F場和數值一致、數據準確。

安全可靠性系統采用的是不同操作權限的操作人員對自己權限內的功能進行操作。這樣做的目的是避免失誤的操作對生產造成影響，更可以保證生產參數的安全性，確保正常生產。

3.2 現場總線控制技術的體現

日前，在國內原油和成品油的長輸管道站場控制系統中，現場總線控制技術應用到在線密度計、超聲波流量計、計量系統和閥門電動執行機構等單休儀表設備的監控上，不斷使系統的功能提升，經濟效益也大大增加。特別是在數據采集與監視控制系統中應用現場總線控制技術，表現許多優勢:性價比較高，而且很大幅度降低了設計、安裝和調試等安裝費用，降低了系統綜合成本。在使用時數據傳輸可靠、信息量很大，主要是操作和維護簡便。彼此可以互相操作的性質是這個技術的關鍵技術之一，實現此技術的統一是所有使用者的期望。

技術標準也是一個商業利益的妥協產物，不僅僅是技術規范，所以很長一段時間內，使用者不得不面對的現實是一個多種現場總線控制技術標準共同存在，這就要求我們選擇最優的控制方案進行控制。

結束語

現場總線技術是專門為自動控制過程所設計通信技術，優點在于一種高效、可靠，給予獨立現場設計之間的各種類型的通信，這些設備包括監控計算機、PLC,RTU、智能儀表等?，F場總線具有高性能價格比的通信載體，為在原油長輸管道SCADA系統中充分發揮總線技術優勢提供了有力的支持。

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