SCADA系統在長輸管道的應用和發展研究

聶海朋

（山東萊克工程設計有限公司 山東東營 257026）

摘要：SCADA系統是一項在計算機技術的促進下在長輸 裁建設運行中產生的一項關于生產與調度的自東化系統長輸管線的建設存在著點多、面廣、所經過的地區地形：復雜、氣候條件變化大等特點。本文主要結合了長輸管線的這些特點， 對SCADA系統的構成和功能進行了分析， 對SCADA 系統在長輸管道的應用和發展進行了研究。

關鍵詞：SCADA系統；長輸管道；應用；發展

前言

為全面提升油氣管道、輸油泵站的自動化程度，從而有效提升油氣管道的安全性、高效化的從事生產運營，從我國當前油氣管道的現狀和整體分布來看，先進的信息化生產管理調度系統、分布式自動監控系統、長輸管道SCADA系統等都是當前需待建立的。

1.SCADA系統長輸管道的長輸管道的特點

輸送管道通常都有著某些十分突出的不足之處，例如，輸送環境不穩定以及輸送條件的限制等都會造成油氣管道輸送中的危險；輸送的產品功能、種類比較單一，在輸送方式上只能輸送純粹的單一產品；在輸送路程上來講比較遠，而各地區基礎設施情況不同，尤其是偏遠地區，很容易導致輸送出現失誤。但長輸管道的優點也很多，例如，可進行連續作業，極大地提高了輸送效率；作業方式上實施集中管理，從而讓輸送過程可達到高度統一和協調。長輸管道在輸送作業上若想更為高效、安全，將SCADA系統應用于長輸管道中是其發展的必經之路。站在管理者和生產者角度來講，想要最大程度的將產品運輸成本降下來，同時提高產品的整體效益，就必須確保運輸能夠安全、穩妥。當前我國絕大多數相關管道工程均已運用SCADA系統來確保產品的正常運營。長輸管道中的SCADA 系統的主要組成部分有以計算機系統為基礎的控制中心，實現遠程監控的遠程終端裝置，站控制系統，以及穩定的通信系統。

2.SCADA系統在長輸管道中的應用及實例

2.1 長輸管道自控系統的特點

長輸管道自動化控制具有線路長、站場多、范圍廣、監控閥室多等特點。但是PLC或PC通常運用在工藝流程簡單和單體設備的生產過程中的監控，例如加熱爐、污水處理、鶴管裝車等。DCS適合在生產對象密集、連續、相對復雜的情況下進行，例如，集中處理站、聯合站，天然氣處理、原油穩定處理以及煉油化工等方面。所以SCADA系統更適合線長、點多、面廣的生產對象，所以在長輸管道自動化系統中SCADA系統的應用是非常廣泛的。例如西氣東輸二線管道工程，下面介紹了SCADA系統在該工程長輸管道中的應用。

2.2西二線SCADA系統

以中衛為界限將西二線分為了東段和西段，東段為中衛到廣州段干線和其支干線，西段為霍爾果斯到中衛段干線，以及中衛到靖邊聯絡線。東段干線設置了27座工藝站場，其中分別有分輸站12座，壓氣站12座，分輸清管站3座，此外還有線路截斷閥室88座，而其中RTU閥室有12座。西段干線設置壓氣站14座，分輸站5座，聯絡站1座，線路截斷閥室66座，其中RTU閥室13座。運用SCADA系統對西二線全線生產的具體運行情況做集中管理、控制、監視，而所建成的整個管線會由中石油油氣調控中心統一管理和調度。

3.SCADA系統的應用發展趨勢

隨著我國社會經濟的不斷發展壯大，對油氣資源的整體需求也在不斷增加，但我國在油氣資源的整體分布上卻存在十分嚴重的不均衡現象，因此必須進行管道建設，為適應社會需求加大其投入力度。隨著SCADA系統逐步應用于西氣東輸等長輸管道中，因其應用范圍的不斷擴大，相應的對SCADA系統的要求也隨之提升。

3.1 SCADA系統的配置發展

SCADA系統的配置在長輸管道系統中要求運用完全冗余的方式，控制中心的以太網、數據服務器、遠程通訊設備冗余配置。遠程通信主要有兩種，一種由主通訊信號為DDN，將撥號電話線作為備用通訊信道，另一種主要通訊信道是衛星，同樣將撥號口電話線作為備用通訊信道。在應用這兩種通訊方式的過程中，需要根據途徑不同地區的具體地理條件和環境來確定具體用哪一種方式。于站控系統來講，實際應用中，以高端產品處理器為主要選擇對象，與此同時，對處理器和電源自身做冗余配置，不斷提升SCADA系統在站控系統中的運行能力。

3.2 SCADA系統的功能發展

在控制系統中，控制結構選用分級方式，其中包含控制中心、站控、單體設備控制等，而在大型輸氣系統中，比如西氣東輸系統還需設置區域控制中心。從SCADA系統功能的發展來講，不僅控制中心能對設備和各場站進行控制，單體設備和站控級層也能對其做控制，而且于控制技術適用性來講也是更為良好。把長輸管道運行與SCADA系統功能相互結合，也是其發展趨勢，但從當前情況來看，比較成熟的產品不多，在具體發展趨勢上主要有以下幾類。

第一，在SCADA系統中會運用更為形象生動的三維彩色圖，應用該技術能讓操作人員實現直接通過顯示器就能觀察到控制網等各設備的運行情況和立體三維圖像。

第二，將人工智能和專家系統技術應用于SCADA系統中，在將來能實現系統的不斷優化，以及十分復雜性的管網運行分析。

第三， 對站場及全線水擊等邏輯使用更加明確的邏輯流程圖的形式進行表達， 更好、更直觀的了解現場發生邏輯連鎖的本質原因，幫助快速辨識， 解決現場故障及問題。

第四，與先進技術系統的融合， 使SCADA系統在信息管理上具備更加快速、全面的功能， 例如實現SCADA系統與管道生產管理系統PPS 、與設備管理系統ERP 、與地理信息系統GI S等先進技術的的高效連接， 為生產管理提供更加真實有效的數據支持。

4.小結

SCADA系統是一種現代化的自動控制系統， SCADA系統在長輸管道系統中的應用剛剛起步， 但是已經顯示出了巨大的優勢， 在長輸管道的安全可靠性、高效運行上具有顯著的效果， 已經在我國的長輸管道設計中被漸漸采納。但是未來的該系統的完善空間還很大， 應用情況也將逐步提高?，F代科學技術的發展是各學科不斷發展融合的結果， SCADA系統在長輸送管道系統中的應用也要不斷結合更多專業和部門的配合， 實現系統應用的優化， 提高長輸管道系統的管理水平， 為長輸管道企業提高經濟效益和社會效益做出更多的貢獻。

參考文獻

[1]莊興稼等.油品儲運系統統自動化[M].北京：烴加工出版社，1989

[2]馮毅華，趙紅旭.燃氣SCADA 系統的開發應用[J].河南科技，2003（7）：56-58

[3]彭武強.SCADA系統在原油長輸管線中的應用.廣東自動化與信息工程[J]，2005，3.

[4]何信，孟凡強.用于方案在長輸管道SCADA系統中的應用.汽油儲運[J].2001.20（6）.

[5]趙權，劉翠玲.長輸管道SCADA系統的無線通信方法與改進.北京工商大學報（自然科學版），2008，4.

[6]段沖，梁建青，段紹明，王睿.SCADA系統在西氣東輸管道中的應用.石油工程建設，2007，4.

[7]吳愛國， 何信. 油氣長輸管道SCADA 系統技術綜述. 油氣儲運，2000， 19（3） ： 43- 46endprint