第25卷第2期天然氣工業(yè)儲(chǔ)運(yùn)與集輸工程天然氣輸氣站站控 SCADA系統(tǒng)董春紅石中鎖(北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院)董春紅等.天然氣輸氣站站控 SCADA系統(tǒng).天然氣工業(yè),2005;25(2):149~151摘要目前,天然氣長(zhǎng)輸管道工程采用 SCADA系統(tǒng)監(jiān)控是國(guó)內(nèi)外此類工程的基本管理模式。廣義的SCADA系統(tǒng)是一個(gè)多功能的運(yùn)行管理與監(jiān)控系統(tǒng),它可以對(duì)管道運(yùn)行全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視、控制、模擬、分析、預(yù)測(cè)、計(jì)劃、調(diào)度和優(yōu)化,可以對(duì)線路及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行診斷并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。文章以山東濟(jì)南區(qū)某輸氣站站SCADA系統(tǒng)為例,講解了此類系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)過(guò)程主題詞天然氣長(zhǎng)輸管道輸氣站場(chǎng)多功能運(yùn)行管理監(jiān)視控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)決定 SCADA系統(tǒng)功能的主要是應(yīng)用軟件與其相連的二次儀表,從而確定采用什么樣的數(shù)據(jù)利用 Citect軟件,用戶可以為任何一種工業(yè)應(yīng)用組采集和流程控制方式。建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。 Citect軟件設(shè)計(jì)思想開(kāi)放性、擴(kuò)展在最終確定所采用的硬件設(shè)備時(shí),需要考慮系性強(qiáng),從而使用戶可以設(shè)計(jì)出滿足自己需要的監(jiān)控統(tǒng)目標(biāo)。畢竟解決方案要為系統(tǒng)需求服務(wù)。進(jìn)行綜系統(tǒng)。合考查后,擬采用由計(jì)算機(jī)、RTU(遠(yuǎn)程終端單元、系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全柵、繼電器、流量積算儀等設(shè)備組成的控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的重要設(shè)備,其上需1.設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則要運(yùn)行監(jiān)控軟件,由它對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。RTU系統(tǒng)應(yīng)具備高可靠性和盡可能強(qiáng)的系統(tǒng)能力,標(biāo)準(zhǔn)配置為4個(gè)輸入/輸岀模塊(DI、DO、AI、AO)包括:數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控、系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制、系統(tǒng)自動(dòng)在點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)可外接相應(yīng)的模塊;它還帶有2個(gè)以診斷、對(duì)生產(chǎn)區(qū)內(nèi)可燃?xì)怏w泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警等功太網(wǎng)口,可實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程的高速通信;還具備232能。站控系統(tǒng)在實(shí)時(shí)接受調(diào)度中心監(jiān)控的同時(shí),還485通信能力。另外,在RTU中還可以編寫簡(jiǎn)單的應(yīng)具備足夠的自我支持運(yùn)行能力,以確保系統(tǒng)的可程序,實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的部分冗余控制。它是計(jì)算機(jī)靠性。調(diào)度控制中心的調(diào)度和操作人員能通過(guò)操作與現(xiàn)場(chǎng)儀表的中介。流量積算儀用于測(cè)量管道中的員工作站提供的管道系統(tǒng)工藝過(guò)程的壓力、溫度、流流量,并能提供其他參數(shù)及短期歷史數(shù)據(jù)。繼電器量、水分含量等信息,完成對(duì)管道全線的監(jiān)控及運(yùn)行用于數(shù)字量反饋及控制。天然氣站控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)管理如圖1所示本系統(tǒng)主要為山東濟(jì)南區(qū)某輸氣管道的改造而系統(tǒng)的工作過(guò)程大致為:現(xiàn)場(chǎng)儀表采集數(shù)據(jù),經(jīng)設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮并實(shí)現(xiàn)在保證安全可靠的安全柵(及繼電器)將信號(hào)傳遞到RTU,RTU再通同時(shí),能充分利用原有資源過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口連接將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī);計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)2.硬件設(shè)計(jì)據(jù)進(jìn)行處理(部分?jǐn)?shù)據(jù)由RTU處理),再經(jīng)RTU實(shí)在選擇所采用旳控制設(shè)備時(shí),首先要考査現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制;與流量相關(guān)的部分?jǐn)?shù)使用的各種一次儀表?，F(xiàn)場(chǎng)采用的儀表主要有:孔據(jù)經(jīng)流量積算儀傳遞給計(jì)算機(jī)板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、球閥、調(diào)壓閥、熱敏電阻、壓3.軟件設(shè)計(jì)力傳感器等。對(duì)這些一次儀表或控制設(shè)備,需考查其量程、信號(hào)形式、信號(hào)輸入/輸岀范圍、數(shù)量以確定統(tǒng)的YHa中國(guó)煤化工其質(zhì)量高低關(guān)系到系CNMH軟件用于處理數(shù)據(jù)繁本成果為北京英華智科研發(fā)展公司基金資助課題作者簡(jiǎn)介:董春紅,1975年生,碩士;主要研究方向?yàn)榭刂评碚撆c控制工程。地址:(100083)北京市海淀區(qū)。電話:(010)62348691,13910186424。E-mail:dchld@abj1860.net運(yùn)與集輸工程天然氣工業(yè)2005年2月打印機(jī)SQL SERVER安全檢查通訊模塊站控系統(tǒng)!請(qǐng)壓閥調(diào)壓閥調(diào)壓閥球球7球陶「其他站控系統(tǒng)圖1天然氣站控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖控制設(shè)備,并要實(shí)現(xiàn)與調(diào)度中心的協(xié)作,同時(shí)它還是圖3站控軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖人機(jī)交互的接口。這部分采用 Citect組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用 Citect設(shè)計(jì)的系統(tǒng)易于擴(kuò)展,在生產(chǎn)了現(xiàn)在報(bào)表和趨勢(shì)曲線上,由數(shù)據(jù)采集/處理、備份/恢藝和信息處理需求發(fā)生變化時(shí),總能與需求保持同復(fù)及GU模塊實(shí)現(xiàn)。軟件周期性地生成數(shù)據(jù)報(bào)表.步。另外它與RTU配合緊密可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在兩者隨時(shí)打印。趨勢(shì)曲線可實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)流量數(shù)據(jù)的變化間的無(wú)縫交換情況,形象地表示出各種數(shù)據(jù)的波動(dòng)。備份數(shù)據(jù)是軟件的人機(jī)接口部分設(shè)計(jì)為圖2所示的結(jié)構(gòu)為了給以后的生產(chǎn)提供參考,這些歷史數(shù)據(jù)在恢復(fù)界面上增加導(dǎo)航條,方便各功能間的轉(zhuǎn)換。后可通過(guò)報(bào)表或趨勢(shì)曲線圖查看。各種參數(shù)的設(shè)置與提取由控制模塊配合GUI控制模塊實(shí)現(xiàn)。對(duì)于流量積算儀及其他提供了通信接口的儀表,軟件能讀取并設(shè)置其參數(shù)。這樣就方便了趨勢(shì)曲線操作員的操作,而且所有(或大部分)參數(shù)都在一個(gè)L系統(tǒng)參數(shù)界面中顯示,給人一種整體而全面的感覺(jué)系統(tǒng)安全性保障。安全性有兩方面的含義工程參數(shù)是在操作員發(fā)出正確指令的情況下,系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生意想不到的動(dòng)作;二是系統(tǒng)不會(huì)被不具有權(quán)限的人退出錄員所操作,或不會(huì)被人惡意操作。前者主要由對(duì)整退出系統(tǒng)個(gè)系統(tǒng)正確而細(xì)致的設(shè)計(jì)來(lái)保障,而后者就主要靠權(quán)限機(jī)制來(lái)保障了。在設(shè)計(jì)時(shí),安全性檢查要包含圖2人機(jī)接口結(jié)構(gòu)示意圖到系統(tǒng)的各個(gè)部分。另一方面要檢查操作的可行參照這種結(jié)構(gòu)以及對(duì)其他因素的考慮軟件劃性,一方面要檢查發(fā)出指令的操作員權(quán)限的有效性分為以下部分:流程控制歷史數(shù)據(jù)的查看、分析備對(duì)于后者將系統(tǒng)劃分為不同的部分,執(zhí)行每部分操份與輸出、各種參數(shù)的設(shè)置與提取、系統(tǒng)安全性保作需要相應(yīng)的權(quán)限,同時(shí)將這種權(quán)限分配給不同的障、數(shù)據(jù)警報(bào)處理、與RTU通信及數(shù)據(jù)交換、與調(diào)度人。數(shù)據(jù)警報(bào)處理由數(shù)據(jù)采集/處理模塊處理。對(duì)中心的數(shù)據(jù)交換等(見(jiàn)圖3)。于像壓力這樣的參數(shù),其值必須限定在某個(gè)范圍內(nèi)流程控制由數(shù)據(jù)采集/處理控制及人機(jī)接囗超出V中國(guó)煤化工。所以要對(duì)這類參數(shù)(GU模塊實(shí)現(xiàn)。此功能要體現(xiàn)實(shí)際的工藝過(guò)程,設(shè)定CNMH(警報(bào)提供主要的流量數(shù)據(jù)及控制方式。界面要一目了與RTU通信及數(shù)據(jù)交換。此功能是由以太網(wǎng)然,在設(shè)計(jì)時(shí)可參照站場(chǎng)工藝流程圖。為媒介的,部分?jǐn)?shù)據(jù)旳采集及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各控制閥旳操歷史數(shù)據(jù)的查看、分析、備份與輸出。此功能體作都要通過(guò)RTU。RTU中的變量和 Citect軟件中150第25卷第2期天然氣工業(yè)儲(chǔ)運(yùn)與集輸工程的變量是通過(guò)地址進(jìn)行映射的,兩者可實(shí)現(xiàn)同步變化,其數(shù)據(jù)交換是透明的總結(jié)與調(diào)度中心的數(shù)據(jù)交換由通訊模塊實(shí)現(xiàn)。通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了天然氣輸送的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、數(shù)通訊模塊,數(shù)據(jù)中心與站控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集/處據(jù)采集,集中式管理。網(wǎng)絡(luò)通訊功能實(shí)現(xiàn)了智能化理、控制、GUI等模塊聯(lián)系起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的集中管理。系統(tǒng)成本低、使用可靠,實(shí)現(xiàn)了最初旳對(duì)各站的集中控制。設(shè)計(jì)目標(biāo)。最后需要說(shuō)明的是,在RTU中需要設(shè)計(jì)部分程序。RTU要對(duì)采集到的模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將參考文獻(xiàn)電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理量;它要將計(jì)算Ⅰ魏廉敦.天然氣長(zhǎng)輸管道工程自動(dòng)仳.天然氣與石油機(jī)發(fā)出的指令經(jīng)邏輯運(yùn)算轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào),從2000;18(3):38~4而控制各種調(diào)節(jié)閥2吳長(zhǎng)春,邵國(guó)泰.世界天然氣管道發(fā)展水平(5).石油規(guī)劃設(shè)計(jì),1996;(3):18~21二、系統(tǒng)特點(diǎn)3姚偉,祁國(guó)成,從陜京輸氣管道工程 SCADA系統(tǒng)看油氣RTU儀和流量積算儀工作穩(wěn)定,數(shù)據(jù)采集和計(jì)管道 SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì),天然氣工業(yè),2000;20(3):86~891謝安俊,范啟中.陜京輸氣管道 SCADA/POAS系統(tǒng).天算精確,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠;各路信號(hào)均通過(guò)防爆安全柵然氣工業(yè),1998;18(1):73進(jìn)行傳遞,從電氣上保障了系統(tǒng)的安全性;計(jì)算機(jī)和RTU均具備以太網(wǎng)接口,RTU除了和本地計(jì)算機(jī)(收稿日期2004-12-08編輯居維清)聯(lián)網(wǎng)外,還可以通過(guò)另一網(wǎng)口連接調(diào)度中心,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的冗余控制;友好的中文界面,操作簡(jiǎn)單易行磨溪?dú)馓锵破鹪鰞?chǔ)上產(chǎn)高潮在2005年1月22日四川石油管理局、西南油氣田公司黨委中心集體學(xué)習(xí)中國(guó)石油集團(tuán)公司工作會(huì)議文件過(guò)程中,兩家企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)明確提出了“西南油氣田公司產(chǎn)氣110億立方米,四川石油管理局產(chǎn)氣5億立方米”的目標(biāo),特別強(qiáng)調(diào)要組織精兵強(qiáng)將,加快磨溪?dú)馓锛瘟杲瓪獠靥烊粴忾_(kāi)發(fā)進(jìn)度,緩解四川油氣田增儲(chǔ)上產(chǎn)的壓力。磨溪?dú)馓镂挥谒拇ㄅ璧刂胁俊?987年1月,磨9井完成鉆井工程,測(cè)試日產(chǎn)量達(dá)11.87萬(wàn)立方米,從而發(fā)現(xiàn)了磨溪?dú)馓锢卓谄職獠?探明儲(chǔ)量約250億立方米,建成年產(chǎn)能4億多立方米。此次磨溪?dú)馓飼?huì)戰(zhàn),計(jì)劃至少鉆井50口,探明300億立方米儲(chǔ)量建成年產(chǎn)能5億立方米,相當(dāng)于西南油氣田公司年度鉆井工作量的1/4、探明儲(chǔ)量的1/2、新增產(chǎn)能的1/4兩家單位在進(jìn)行了充分協(xié)商后,制定了強(qiáng)化后勤保障的一系列制度,要求各司其職、各負(fù)其責(zé),做到鉆前工程不等井位鉆機(jī)不等井場(chǎng)、井隊(duì)不等井下施工作業(yè)。由鉆井、泥漿、機(jī)械等專業(yè)技術(shù)人員組成現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)"流動(dòng)戰(zhàn)車",優(yōu)化鉆井參數(shù)、井身結(jié)構(gòu)、泥漿性能,摸索提高鉆井速度、保護(hù)好油氣層旳方法,并指導(dǎo)推廣確保一個(gè)井隊(duì)當(dāng)年"三開(kāi)三完"。在鉆井設(shè)備上,尤其要保證柴油機(jī)、泥漿泵和固控設(shè)備的性能優(yōu)良,為泵壓升上去、鉆壓加上去、泥漿固相降下來(lái)、鉆井速度提上去創(chuàng)造條件。前,磨溪?dú)馓镆巡渴?9口井,有7個(gè)鉆井隊(duì)在磨溪?dú)馓镩_(kāi)始了鉆井作業(yè)。1月26日,四川油氣田將組織有關(guān)專家和技術(shù)人員研討加快磨溪?dú)馓锟碧介_(kāi)發(fā)建設(shè)速度的技術(shù)措施,確保成熟、適用、配套的新工藝、新技術(shù)應(yīng)用于會(huì)戰(zhàn)中中國(guó)煤化工CNMHG石油商報(bào)》