泰青威天然氣管道自動控制通用站控邏輯優化應用

高皋 唐曉雪(中石油山東天然氣管道有限公司，山東 濟南 250000)

泰青威天然氣管道自動控制通用站控邏輯優化應用

高皋 唐曉雪(中石油山東天然氣管道有限公司，山東 濟南 250000)

泰青威(泰安-青島-威海)管道做為山東地區主干天然氣管網，其站場自動化控制程度較高，全線自動化系統設計理念先進。本文著重概述泰青威天然氣管道自動化控制通用站控邏輯優化應用進行解讀。

自動化控制；天然氣管道；邏輯優化

1 站場操作控制簡介

（1）以調控中心遠程控制為主，調控中心操作員在授權范圍內，可以對站場下達控制命令。

（2）正常情況下，站場處于自動邏輯控制狀態，允許操作員下達站場控制操作命令。

（3）所有ESD執行程序的復位，均通過硬復位ESD按鈕實現，不允許自動復位。

（4）在站控HMI上設定的報警，報警后執行報警復位操作，報警消除。

（5）在SIS系統的PLC內設定的程序報警，在HMI上設置程序報警畫面，可逐條執行軟復位操作。在HMI上設置1個軟復位按鈕，可對程序中產生的報警和程序進行集中復位。

（6）在SIS系統的PLC中設定的各項設定值、報警限值、遠程下達設定值等參數不能因系統死機、斷電、重啟而發生數值變化。

（7）控制系統聯鎖邏輯分級

建立控制邏輯優先級概念，將所有的聯鎖邏輯根據重要性和緊急程度劃分等級，根據優先級，將控制邏輯分為3個等級，當控制邏輯執行出現沖突時，高級別程序優先執行。

2 通用控制邏輯優化

站場中不同區域內并聯運行設備的正常自動切換順序，依據回路優先級進行，包括：過濾分離、加熱、計量、調壓。回路優先級設定要求采用任意設定方法，由站場或中心操作員通過HMI界面對不同分區的并聯回路進行任意優先級設定，用阿拉伯數字代表優先級順序，數字“1”優先級最高，依次遞減。回路優先級不允許重復設置，每一回路的優先級數字是唯一的，優先級最低的數字等于總回路數量。

在HMI上設置優先級設定畫面，優先級允許在編輯狀態下進行設定，運行狀態時僅顯示優先級。回路控制按優先級順序、參數變化后延時切換。當在用回路出現回路不可用報警時，報警回路優先級自動設為不可用狀態“0”，其它回路優先級保持不變，回路增、減時程序自動跳過不可用回路。回路開啟原則按優先級從高至低排序，回路關閉原則按優先級從低至高排序。故障路修好后，不可用報警在上位機畫面取消，并彈出上位機上修改優先級從“0”改為原有優先級，自動切換程序投用，并自動切換優先級。

可用回路，站場聯鎖控制功能中的可用回路，包括可以正常使用（無故障或未處于維護狀態）的過濾器、計量、調壓回路。

可用過濾分離器回路要求同時滿足過濾分離器無堵塞報警、無液位高報警、無差壓高報警。可用計量回路要求同時滿足流量計算機無故障報警（硬接線報警），計量壓力、溫度無超限報警（報警值在流量計算機上設定）。

可用調壓回路要求同時滿足SSV閥處于開啟狀態，調壓閥、閥門控制器（采用閥門控制器控制時）無報警。回路控制用電動球閥無故障報警、未處于“維護”和“手動”的回路，常開回路關斷閥（電動）處于開啟狀態。無擾切換控制，站場控制模式切換應確保站場控制參數設定值維持不變。任何切換應確保優先級選擇設定值維持不變或微小的變化不足以引起擾動。任何切換均確保所有數據維護狀態維持先前狀態不變。

5.大口徑閥組控制，在有人值守的情況下，為保護大口徑球閥由于多次處于不平衡力狀態開啟的影響，導致密封不嚴的情況出現，可用以下邏輯限制大口徑球閥的開啟方式。

在無人值守，且大口徑球閥旁通閥不能遠控的情況下，以下程序不投用，或只做報警。站內開啟過程中存在較大壓差的大口徑球閥（大于等于16″），在開啟前先進行閥門兩側壓力平衡，待壓差≤1MPa時，允許開啟大口徑球閥。（由于目前本站所有閥門均無可遠控旁通，平壓工作只能通過人工手動完成）

程序啟動開啟大口徑球閥步驟：判斷球閥二側測量差壓ΔP；先開啟小口徑旁通閥進行充壓；ΔP≤0.2MPa，可以打開大口徑球閥；閥門開到位后，關閉旁通閥。大口徑球閥兩側壓差通過閥門上、下游安裝的壓力變送器測量值差值進行判斷。

命令觸發及復位，人工下達的命令均采用二次確認的方式，包括：控制命令、遠程操作、設定值寫入等。

在PLC程序中對本次改造的所有觸發命令自動啟動1個對應的計時器，在程序中預先設置時間范圍，達到預定時間而設備運行未達到預定的狀態時，提供超時報警，中斷該命令并自動復位。調控中心下達的所有命令均為事件并自動記錄在站HMI系統中，記錄收到命令的時間（月、日、時、分、秒）。調控中心下達的所有命令均由站控系統負責復位，站控系統收到中心命令后，自動鎖定該命令并執行，維持2秒鐘后自動復位該命令。站控系統下達的所有命令均由站控系統負責復位，執行命令后，維持2秒鐘后自動復位該命令。所有自動切換邏輯均可以在站控設定延時。

3 結語

通過對泰青威天然氣管道自動化站場通用控制邏輯優化的應用提高了天然氣站場自動化水平，有效提升了大部分通用邏輯的可用性，對以往使用頻率較低或者不用的邏輯進行刪改，對使用頻率較高的邏輯進行優化，為現代高自動化天然氣管線建設、天然氣站場面向無人化提供了借鑒。

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[2]吳愛國;何信油氣長輸管道SCADA系統技術綜述[J].油氣儲運2000.3.

[3]馬可心PLC在天然氣自動化管道運輸中的應用分析[J].硅谷2012.12.

[4]萬里油管道設計中的重要環節-邏輯圖 [J].化工管理2013.9.

高皋（1989-），男，遼寧丹東，漢族，工學學士，助理工程師，研究方向自動化技術研究與管理。

唐曉雪（1989-），女，寧夏中衛，漢族，文學學士，助理工程師，研究方向自動化技術研究與管理。