智慧天然氣集輸站設(shè)計探討

閆建宇，劉改順，安少剛，李 輝

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智慧天然氣集輸站設(shè)計探討

閆建宇1，劉改順2，安少剛1，李 輝1

（1. 青海油田管道輸油處大烏斯站，青海 格爾木 816000； 2. 青海油田邊遠油田開發(fā)公司，青海 海西州 816400）

通過設(shè)計，將天然氣集輸站內(nèi)各自動化設(shè)備，DCS系統(tǒng)，及基于B_S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)進行融合，可以將現(xiàn)場自動化設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，發(fā)布于互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)場自動化設(shè)備進行操控，以實現(xiàn)遠程交互式監(jiān)控，實現(xiàn)“智慧”管理的概念。

智慧；天然氣集輸站；DCS系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)

近兩年智慧城市的概念風起云涌，也相繼出現(xiàn)了智慧家居，智慧交通等概念，若把智慧的概念用于工業(yè)場所，其實就是智能化，自動化，人性化，信息化，與管理的融合化，相對來講，則更容易實現(xiàn)。對于天然氣集輸站來講，智慧設(shè)計，就是把站內(nèi)所有的工藝流程，進行自動化設(shè)計，人性化設(shè)計，并進行聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布，讓使用者可以遠程無所不在的進行交互式訪問，并融入到公司的日常管理中去。

1 “智慧”的概念

在2010年，IBM公司提出了“智慧城市”的概念，“智慧城市”其實就是利用現(xiàn)代的信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等高科技技術(shù)，把電信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及無線網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)融合進城市及工業(yè)的發(fā)展及管理中去，使得我們的生活更加便利化，人性化，職能化[1]。

把上述智慧的概念應用于天然氣集輸站，則是把各種工業(yè)自動化設(shè)備，互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)，無線網(wǎng)，工業(yè)智能控制設(shè)備等進行集成、融合，以實現(xiàn)對天然氣集輸站的智能化管理，自動化管理，人性化管理，信息化管理等，實現(xiàn)簡單的“智慧天然氣集輸站”設(shè)計。

2 天然氣集輸站的流程及功能

天然氣集輸站，就是把各個天然氣井場開采出的天然氣進行集中，輸送到集輸站內(nèi)，進行加熱后，進入一級分離器中進行氣液分離，以脫除游離水、凝析油及固體機械雜質(zhì)。一級分離器出來的液體進入二級分離器，進行污水和凝析油的分離，分離出的凝析油進入油罐儲存，污水進入污水系統(tǒng)；一級分離器出來的天然氣在進行在節(jié)流、調(diào)壓后，再進行脫硫，脫氫等凈化處理，然后進入干燥塔進行干燥，在達到國家規(guī)定的天然氣氣質(zhì)標準后進行調(diào)壓，計量，加氨制冷，然后外輸。

3 智慧天然氣集輸站的實現(xiàn)

智慧天然氣集輸站的實現(xiàn)分為三個層面[2]：

①基層的傳感（物聯(lián)感知）；

②中層的信息傳輸（物聯(lián)通信）；

③高層的管理（計算、監(jiān)控、分析決策、管理）。

3.1 基層的傳感

本層次其實就是實現(xiàn)集輸站現(xiàn)場各種自動控制功能，包括各數(shù)據(jù)的監(jiān)視測量和各設(shè)備的自動化控制。

集輸站內(nèi)各管線的天然氣溫度、壓力；分離器和油罐內(nèi)的溫度、壓力、液位，分別使用溫度變送器、壓力變送器、液位變送器進行測量，外輸天然氣的流量使用渦街流量計進行測量，各變送器及流量計輸出4~20 mA電信號并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行采集。

各關(guān)鍵管線的電動閥門、電動調(diào)壓閥、分離器前的電動調(diào)節(jié)閥、分子篩脫水系統(tǒng)的電動蝶閥等自動控制設(shè)備，均由數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)進行控制。

數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)，即可進行數(shù)據(jù)的采集，又可以對現(xiàn)場各設(shè)備進行自動控制。

DCS系統(tǒng)（Distributed Control System），即分布式控制系統(tǒng)，在國內(nèi)又稱之為集散控制系統(tǒng)。是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種計算機控制系統(tǒng)，它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機（Computer）、通信（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便[3]。

使用組態(tài)王軟件在DCS系統(tǒng)的工程師站進行組態(tài)，即可實現(xiàn)對各溫度、壓力、液位、流量等參數(shù)的采集并顯示；對各電動調(diào)節(jié)閥的PID控制，對各電動蝶閥，電動球閥的開關(guān)量控制；各種數(shù)據(jù)的報警功能等等，總之可以實現(xiàn)天然氣集輸站的完全自動化監(jiān)控。

3.2 中層的信息傳輸

信息傳輸系統(tǒng)是搭載智慧系統(tǒng)中基層的感知和高層的管理系統(tǒng)的橋梁，是把基層的各種數(shù)據(jù)利用各種網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備進行傳輸，也就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

DCS系統(tǒng)具有良好的網(wǎng)絡(luò)通信功能，不但能實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通訊，還可以把系統(tǒng)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通過相應的數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中去。

數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)采用基于B_S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括三部分，分別是：用戶端，網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端[4]。其基本的工作方式為：我們通過用戶端的瀏覽器瀏覽信息并發(fā)送任務(wù)請求，網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器接受我們發(fā)送的請求，并連接到后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，對請求進行處理，然后再由網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器將處理結(jié)果傳輸回到用戶端的瀏覽器上。

對于本DCS系統(tǒng)，其工作方式如下：（1）DCS系統(tǒng)實時采集現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)；（2）DCS系統(tǒng)將采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器；（3）網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器將DCS系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理后，再由網(wǎng)頁發(fā)布服務(wù)器發(fā)布于網(wǎng)頁上進行顯示。（4）客戶若對客戶端網(wǎng)頁上的對象進行操作，則瀏覽器上相應的程序執(zhí)行相應的操作，通過SQL語句，對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行訪問[5]，而執(zhí)行的命令，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)對現(xiàn)場自動化設(shè)備進行操作，操作的結(jié)果再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)傳送給客戶端的瀏覽器。

3.3 高層的管理

本層是天然氣集輸站的管理者、監(jiān)督者，操作者對集輸站進行管理、監(jiān)控，操作的界面。

由于天然氣集輸站現(xiàn)場DCS系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)，均通過中層的信息傳輸系統(tǒng)發(fā)布于互聯(lián)網(wǎng)，所以，在有互聯(lián)網(wǎng)的任何地方均可以通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視并訪問現(xiàn)場的各種自動化設(shè)備，獲取其數(shù)據(jù)?？梢詫ｉT設(shè)計一個人性化的網(wǎng)站，用于顯示集輸站現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，也可以添加控制按鈕，對現(xiàn)場的自動化設(shè)備進行控制，從而可以隨時隨地實現(xiàn)對集輸站的計算、監(jiān)控、分析決策、管理的功能

4 結(jié)束語

信息技術(shù)的發(fā)展，以及信息技術(shù)與其它產(chǎn)業(yè)技術(shù)的融合，極大的促進了生產(chǎn)力的發(fā)展與變革，也促進了人類的巨大進步。目前，國家正大力推進信息化與工業(yè)化的融合，本文僅僅根據(jù)這一趨勢，就信息化在天然氣集輸站上的應用做一簡單的探討。

［1］巫細波，楊再高.智慧城市理念與未來城市發(fā)展[J].城市發(fā)展研究,2010,17（11）：56-60．

［2］楊大海.推進大連智慧城市建設(shè)的對策探討[J].大連干部學刊,2012,28（10）：49-51．

［3］呂繼迪,孫明麗,龐婭娟.ASP從入門到精通[M].北京:清華大學出版社,2008．

［4］陳輝,陳梅,王東梅,等. 基于B_S結(jié)構(gòu)的智能家居遠程巡警監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化與儀器儀表,2012(1)：32-35．

［5］王丁. 基于B_S的電力工程管理信息系統(tǒng)的應用[J].電氣自動化,2012,19(1)：66-72．

Discussion on Design of Intelligent Gas Gathering and Transportation Station

1，2,11

（1. Qinghai Oilfield Company Oil Pipeline Transportation Department Dawusi Station, Qinghai Geermu 816000，China；2.Qinghai Oilfield Company Bianyuan Oilfield Development Branch, Qinghai Haixizhou 816400，China）

The automation equipments, DCS system, network architecture based on the B_S, were integrated, therefore, the real time data of the automation equipments could be released in the internet. Through the internet, the field automation equipments could be controlled, and remote monitoring could be realized.

Natural gas gathering and transportation station; DCS system; Internet

TP 273+5

A

1671-0460（2014）06-1082-02

2014-01-04

閆建宇（1982-），男，山東肥城人，助理工程師， 2006年畢業(yè)于大慶石油學院測控技術(shù)與儀器專業(yè)，現(xiàn)從事油氣儲運技術(shù)工作。E-mail：395076890@qq.com。

劉改順（1971-），男，河南鄭州人，工程師，1995年畢業(yè)于西安石油學院工業(yè)電氣自動化專業(yè)，研究方向：儀器、儀表、自動化、天然氣計量。E-mail：66484873@qq.com。