淺談調壓計量站無人值守與遠程控制的實現

劉興華，張宏強

(天津市濱海燃氣有限公司 天津300461)

淺談調壓計量站無人值守與遠程控制的實現

劉興華，張宏強

(天津市濱海燃氣有限公司 天津300461)

隨著現代計算機和通信技術的發展，為了順應燃氣技術與時代的要求，調壓計量站開始采用“無人值守”的運行方式。簡述了遠程控制無人值守站的運行及使用特點，并從監控系統、遠程通訊、報警管理、人員管理等方面論述了無人值守站在實際應用中應考慮的問題。

遠程控制 無人值守站 燃氣

0 引 言

目前國內很多調壓計量站都采用人工管理，調壓計量站的進、出口壓力，流量及現場溫度等數據僅僅依靠就地式儀表進行測量，由人工記錄，這些數據信息在時間上和空間上彼此孤立，缺乏完整的技術手段將這些分離的信息進行整合。調壓站依靠調壓器維持一定的出口壓力，其運行狀況靠人工監視并加以適當校正，這種管理方式遠遠落后于現代化城市基礎設施的應用水平。為了順應燃氣技術與時代要求，無人值守站點的開發與投運逐漸普及。這一系統的應用，不僅節約了資金和能源，而且保證了安全穩定供氣，提高了企業的經濟效益和管理水平。

1 遠程控制及無人值守的含義和關系

1.1 遠程控制

所謂遠程控制，就是對調壓計量站的一切控制(如閥門啟動、停機、運行監視及設備操作等)都在距離調壓計量站較遠的調度指揮中心完成，在調壓計量站內不實施操作。遠程控制又可分為有線遠程控制和無線遠程控制兩種方式。有線遠程控制是通過同軸電纜或雙絞線等有線介質把調度指揮中心與被控制的調壓計量站連接起來進行信息交流。這種方式比較適合兩者距離相對較近的情況，如小區域梯級調壓計量站的梯級調度控制。無線遠程控制是通過無線網絡、微波、遠紅外線等無線介質，實現調度指揮中心和被控制調壓計量站的信息交流。這種方式比較適合對位置比較偏遠的區域進行管理。

1.2 無人值守

無人值守是指調壓計量站內無值守人員，調壓計量站完全封閉，對調壓計量站的一切控制都是由上級調度控制中心值班人員或自動裝置實施，并通過站內的監控系統自動完成；而其巡檢、清掃、維護均由上級調度控制中心定期派人員完成。

1.3 遠程控制與無人值守的關系

遠程控制是實現無人值守的基礎，無人值守是遠程控制管理的目的。

2 遠程控制及無人值守的實施

調壓計量站要實現無人值守，需要設計單位、設備制造和安裝單位及管理單位共同協調組織實施。

2.1 提高工程設計質量、改變設計思路

提高工程設計質量、改變設計思路，是調壓計量站實現遠程控制及無人值守的先決條件。調壓計量站在實施遠程控制及無人值守時，其運行方式與傳統的運行方式存在較大差別。因此，工程設計單位在設計中應根據其運行方式調整設計思路，充分考慮各種新的不利因素，并對其進行逐項論證，找出對應的解決辦法，最大限度降低無人值守站運行事故的發生。

2.2 提高設備制造與安裝質量

提高設備質量是實現遠程控制及無人值守的基礎。提高設備的制造、安裝、調試水平，可以避免因設備質量缺陷和設備安裝、調試問題而導致的運行故障。因此，設備制造商應根據設計要求，對原有的設備進行技術改造，使之適應無人值守站新的運行方式。

3 無人值守站的配置及工作原理

3.1 原理

無人值守站是利用電子技術和傳感技術，對傳統調壓站進行改造后產生的，可以依據需要進行編程，并將程序存放于存儲器中，既能直觀顯示相關技術數據，又能輸出數據或信號，具備可遙控、自動調節、自動報警、打印輸出等功能。無人值守站架構見圖1。

圖1 無人值守站架構Fig.1 System architect of an unattended station

3.2 配置及功能

3.2.1 調度指揮中心

由人機界面軟件和視頻終端顯示組成。上位機系統可顯示工藝界面及上傳的視頻信息，并在一定范圍內處理上傳信息。系統設置不同管理員的權限，有效防止誤操作，具備條件查詢、數據匯總、生成報表等功能。

3.2.2 數據采集系統

安裝在無人值守站內的采集系統可以通過現場的 RTU(Remote Terminal Unit，遠程測控單元)定時從現場儀器儀表通過線纜獲取數據，并按照內置程序采集數據后執行操作指令。數據采集系統具有以下主要功能：①現場數據采集、數據分析、數據處理、控制輸出；②報警監視、報警處理；③數據上傳，將采集到的數據經過上傳通道上傳至上位機和調度指揮中心；④接受調度指揮中心發來的參數設定和控制命令；⑤遠程或現場設定、修改參數。

3.2.3 遠程控制

系統不僅可以實現遠程控制開啟閥門、改變運行參數、設定報警上下值、解除或開啟布防等功能，還可以自動檢測流量計運行狀況。當檢測到實際流量與設定流量不同時，控制器發出對流量計設備進行切換的指令，流量計所在的管道上的電動閥門自動關閉或開啟，使流量計設備自動切換到另外一路進行計量，實現大、小流量自動切換。以上功能的完善既保證了無人值守站的節能運行，又使燃氣資源得到科學調配，確保了公正、公平、準確計量。

3.2.4 侵入監視管理

通過紅外感應可偵測是否有人員侵入，用攝像機監視是否有人員侵入系統所在的監控范圍，并將監視到的信號、圖像信息通過通信系統上傳到調度指揮中心，同時采用自動或人工控制現場聲光報警器報警。

4 無人值守站在實際使用中應考慮的問題

無人值守站可以應用在偏遠的場站監視燃氣運行情況，既降低了工人的勞動強度，也極大地提高了生產管理的自動化水平，具有一定的推廣價值。但任何產品都存在不足之處，無人值守站在實際使用中會遇到如下問題：

4.1 監控系統問題

在實際使用過程中出現過某月視頻流量過大，網路欠費現象。在之后的調查中發現，該月流量過大是由于在視頻監視器所處的位置上，有其他干擾(如擺動的樹枝或流動的車輛)因素。相對靜止畫面與運動畫面使用視頻流量迥然不同，運動畫面比靜止畫面消耗的流量更多。

4.2 遠程通訊問題

通訊網絡承擔著無人值守站與調度指揮中心的數據傳輸與交換工作，是整個項目的橋梁，是保證系統正常運行的關鍵。在通訊方式上可以分為市話網、寬帶網、專用網和 GPRS網等幾種方式。這幾種方式各自有不同的優缺點。無人值守站多使用 GPRS網和寬帶網兩種網路。網路斷線造成信號中斷時，需安排巡線人員至現場重新啟動網絡連接器(MORDOM)，造成工作不便。因此，在選擇通訊模式上應考慮周全。為了保證無人值守站數據傳輸，可在部分站點采用傳輸系統一開一備(即有線、無線的組合使用)并存的方式。

4.3 報警管理問題

無人值守站多使用紅外線對射報警器，通過紅外感應監控外物的侵入。在實際使用中出現過由于對射器位置不正(接受端與發射端未對正)造成的誤報現象。因此在報警器的安裝上，應將報警器安裝牢靠，從根本上杜絕此類現象的發生。另外，由于無人值守站一般都架設在比較偏遠的地區，外物侵入往往不屬于人為因素，如飄飛的塑料袋、飛鳥或其他動物等也會引起報警器報警。因此，在調度指揮中心可采用人工手動方式進行報警，當檢測到安全防護區域存在危險源時，將報警信號、圖像傳輸至調度指揮中心，由調度中心根據現場傳輸來的圖像信號進行辨別、記錄，并確認報警。同時，在此基礎上加強與社會治安力量(如110或119等)的聯動，在調度指揮中心報警的同時，可以聯動社會治安力量，迅速出動，將安全隱患、災害消滅在萌芽之中。

4.4 人員管理問題

任何先進的技術和設備，都要有相應技術水平的人員進行操作。因此，必須使系統操作人員了解計算機及其系統的應用知識。具體實施時，可采用引進人才和舉辦培訓班等方式，重要崗位的操作員要取得國家認可的操作員證和相關崗位證書，達到全能值守員的全部要求。主管技術人員應對系統主設備狀態有診斷、分析、處理的能力及相關管理能力。

同時，應制定和推行適合無人值守站的相關安全考核、可靠性評價、指標考核和運行規程等方面的一系列新的制度和規程規范。根據無人值守站的運行方式，重新設定新的工作崗位，明確各崗位操作人員必須具備的基本條件，實行全員競爭上崗。

5 結 語

調壓計量站采用“無人值守”運行方式，具有減少管理難度、提高運行管理水平等優點，既滿足了用戶需求，又節約了大量的人力、物力資源，減少了不必要的浪費。同時，管理人員可以更清楚地了解各站的運行數據，使管理更加有的放矢，有效提高管理水平。在完善的無人值守燃氣高-中壓調壓站系統設施安全保障的前提下，系統在計量工藝中應打破原有計量模式，采用按用戶實際用氣量需求自動識別并調控計量設備，按設定工況量范圍與用戶流量需求范圍，自動檢測流量計輸出的計量數據，必要時對計量設備自動切換，使用戶與燃氣企業在貿易計量、供需平衡上達到按需供應、安全監管、節能運行。通過對運行工況數據的動態監控管理，對遠程站內計量等關鍵設備運行模式采取自動或遠程遙控操作，做到以現場實際采集數據為依據，對遠程無人值守站運行實現科學的動態管理，既保證在宏觀指導下燃氣資源科學調配，又保證了獨立的遠程無人值守高-中壓調壓站經濟節能運行。依據此模式設定的程序控制方式，不僅符合節約型社會要求，而且使企業對遠程無人值守調壓站的監管從人力、物力、財力等方面做到了用最少的投入獲取最大的回報，可為企業創造較大的經濟效益。

［1］ 王增霈，李勇慧. GPRS技術在燃氣監測系統改造的應用[J]. 煤氣與熱力，2007(5)：46-47.

［2］ 劉晨，王大全. 無人值守調壓站遠程監控與安全防護系統[J]. 煤氣與熱力，2007(8)：1-3.

［3］ 張鐵軍. 城市燃氣管網 SCADA 系統設計與實現[J].信息技術，2012，48(2)：49-51.

On Remote Controlled and Unattended Pressure Regulating and Metering Stations

LIU Xinghua，ZHANG Hongqiang
(Tianjin Binhai Gas Company Limited，Tianjin 300461，China)

Along with the development of modern computer and communication technologies，pressure regulating and metering stations are adopting the mode of “unattended operation” to catch up with the development of gas technologies. The operational and applied features of remote controlled and unattended pressure regulating and metering stations were introduced to analyze practical problems of the stations from the perspectives of monitoring system，remote communications，alarming managment and staff management.

remote control；unattended station；gas

TP89

A

1006-8945(2014)11-0010-03

2014-10-10