自動(dòng)化技術(shù)在油氣輸送管道安全管理中的應(yīng)用

田益　張婧

摘要：城市化進(jìn)程的加快，經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，油氣管道的建設(shè)與安全管理逐漸被人們所重視，在進(jìn)行油氣的管道輸送時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的引用不僅對(duì)油氣管道的管理效率與其安全性有所提高，還促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)，改善了工作的條件。文章對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在油氣輸送管道安全管理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：油氣輸送管道；安全管理；自動(dòng)化技術(shù)；油氣運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：P641 文章編號(hào)：1009-2374（2015）29-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.028

油氣管道的輸送隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)水平的提高，其基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也在不斷完善中，管道的運(yùn)輸在水陸交通及空運(yùn)中都是其運(yùn)輸方式之一，也是油氣運(yùn)輸最常用、最主要的方式。在進(jìn)行油氣的管道輸送時(shí)，由于其生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化還未得到全面的實(shí)現(xiàn)，信息化的水平有些偏低，管理也比較粗放，再加上其本身風(fēng)險(xiǎn)性也比較高，部分地區(qū)管線的安全距離不夠，管線出現(xiàn)占?jí)?，出現(xiàn)一系列安全問(wèn)題，如管道的腐蝕與老化、管線的穿越與交叉不符合要求等嚴(yán)重的安全隱患問(wèn)題。油氣的輸送管道大多具有線路比較長(zhǎng)、系統(tǒng)比較龐大、管道鋪設(shè)的沿線區(qū)域具有復(fù)雜的地質(zhì)條件，影響管道的安全因素有很多，怎樣保證油氣管道在運(yùn)輸時(shí)的安全性能，是目前面對(duì)的需要解決的問(wèn)題。本文以SCADA系統(tǒng)在油氣輸送管道中的應(yīng)用為例展開(kāi)分析。

1 SCADA系統(tǒng)在油氣輸送管道中的應(yīng)用

此系統(tǒng)就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究的，在生產(chǎn)的過(guò)程中用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的調(diào)度與控制的應(yīng)用系統(tǒng)，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行控制與監(jiān)視，具有設(shè)備的控制、設(shè)備的參數(shù)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)的采集、信號(hào)報(bào)警及設(shè)備的測(cè)量等多種功能的作用。

例如說(shuō)，在某一段的油氣管道中，全長(zhǎng)大約為200千米，利用SCADA的系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行分析，在進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，需要大量設(shè)備，因?yàn)橛蜌夤艿赖姆稚⑹禽^為廣泛的，調(diào)度中心要將視頻的信號(hào)、開(kāi)關(guān)量以及模擬量多種信號(hào)的形式集中起來(lái)，利用Web對(duì)監(jiān)控界面進(jìn)行發(fā)布，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.1 功能上的實(shí)現(xiàn)

1.1.1 對(duì)站庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)硬件的通信設(shè)備進(jìn)行更新，升級(jí)與改造原有的自控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥的遠(yuǎn)程監(jiān)控與輸油泵的遠(yuǎn)程啟停等操作功能。

1.1.2 系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。實(shí)時(shí)掃描監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)在指定的數(shù)據(jù)信息超出所規(guī)定的范圍內(nèi)會(huì)立刻進(jìn)行自動(dòng)的報(bào)警處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的區(qū)域范圍，對(duì)各個(gè)站庫(kù)中的可燃?xì)鈭?bào)警裝置進(jìn)行警點(diǎn)的互聯(lián)，系統(tǒng)在滿足報(bào)警條件的同時(shí)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的報(bào)警處理。

1.1.3 趨勢(shì)的顯示。對(duì)歷史的趨勢(shì)過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息在系統(tǒng)的終端進(jìn)行顯示，定期掃描現(xiàn)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)信息，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀隨時(shí)進(jìn)行掌握，方便管理人員與調(diào)度上的決策及管理。

1.1.4 系統(tǒng)的擴(kuò)展性。系統(tǒng)的擴(kuò)展在進(jìn)行硬件的改造時(shí)，要對(duì)I/O的通道預(yù)留，為了保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與其他的系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相互的關(guān)聯(lián)與互換等操作，系統(tǒng)軟件的接口程序也要進(jìn)行預(yù)留。

1.1.5 數(shù)據(jù)向調(diào)度中心進(jìn)行傳輸?，F(xiàn)場(chǎng)的視頻信號(hào)與數(shù)字量及模擬量在調(diào)度中心的終端系統(tǒng)的顯示屏幕上進(jìn)行集中顯示，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行本地的切換及遠(yuǎn)程的監(jiān)控等操作。

1.1.6 報(bào)表的打印。報(bào)表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要符合系統(tǒng)的實(shí)際需要，報(bào)表的打印可進(jìn)行年報(bào)、月報(bào)、周報(bào)、日?qǐng)?bào)等，對(duì)管理人員隨時(shí)提供調(diào)度的情況。

1.2 總體的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)包括四個(gè)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)級(jí)管理、控制、系統(tǒng)及智能。

1.2.1 智能的網(wǎng)絡(luò)級(jí)控制。利用信號(hào)的傳感器、信號(hào)的調(diào)整模塊、智能的儀表、I/O的模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集。智能的調(diào)節(jié)技術(shù)功能在智能儀表中的應(yīng)用具有非常好的隔離效果、功能也非常強(qiáng)大，并且可以自校準(zhǔn)的操作，主要有脈沖的發(fā)生器、溫度表、電壓電流的轉(zhuǎn)換器、壓力表等。通信的介質(zhì)大多以雙絞線為主。

1.2.2 管理的網(wǎng)絡(luò)級(jí)結(jié)構(gòu)。TCP/IP協(xié)議是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)客戶端的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通信的介質(zhì)為雙絞線與光纖，具有系統(tǒng)間的調(diào)度管理與協(xié)調(diào)控制，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中與內(nèi)部的裝置進(jìn)化數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)的通信功能在各設(shè)備間進(jìn)行等功能。IP用戶在經(jīng)過(guò)授權(quán)后利用CitectSCSDA的組態(tài)軟件進(jìn)行查看歷史的趨勢(shì)與實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)等，在監(jiān)督與決策上為管理人員提供了服務(wù)，遠(yuǎn)程的操作對(duì)更高權(quán)限的用戶進(jìn)行開(kāi)放。

1.2.3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)級(jí)結(jié)構(gòu)。I/O的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集功能主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作站、操作員站及工程師站進(jìn)行工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的連接，數(shù)據(jù)傳輸在各現(xiàn)場(chǎng)的控制站中進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，此系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.3相符合，并應(yīng)用100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)的雙絞線，CitectSCSDA的組態(tài)軟件安裝在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行報(bào)表的生成與打印、趨勢(shì)的顯示、監(jiān)測(cè)的報(bào)警與數(shù)據(jù)的分析等操作。

1.2.4 控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。I/O的模塊間與控制器的信號(hào)采集在控制站的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部進(jìn)行傳遞信息與連接等操作。I/O的數(shù)據(jù)模塊采集與PAC的系列智能的控制器應(yīng)用于本系統(tǒng)中，通過(guò)脈沖的信號(hào)、溫度與壓力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與處理的操作后由通信的模塊進(jìn)行傳輸，并有崗位的工作站人員進(jìn)行接收。在PAC的控制器中，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)中的設(shè)備報(bào)表生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、指令控制（設(shè)備的開(kāi)停）等進(jìn)行操作。

2 SCADA系統(tǒng)在油氣輸送管道中的作用

石油天然氣行業(yè)在近幾年的發(fā)展速度非?？?，再加之經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)油氣需求日益增加，油氣管道在建設(shè)上為了滿足社會(huì)的需求，處于逐年上升的趨勢(shì)，但是在建設(shè)的同時(shí)，很多的輸油管線受到了腐蝕與老化等問(wèn)題的嚴(yán)重威脅，其中還包含一些不法分子為了滿足個(gè)人利益對(duì)油氣管道打孔盜油，這使油氣管道在運(yùn)行上受到了嚴(yán)重的安全威脅，SCADA的系統(tǒng)在輸油管道上的應(yīng)用促進(jìn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控在油氣管道中的發(fā)展，可隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于管道的水擊保護(hù)、防腐、管道的泄漏等在應(yīng)用管理中的完整性。

通過(guò)以上論述，再加上長(zhǎng)期的實(shí)踐與證明，SCADA系統(tǒng)在運(yùn)行上非常穩(wěn)定，在操作與管理上也簡(jiǎn)單、便捷，尤其是其系統(tǒng)功能非常強(qiáng)大，應(yīng)用于油氣的長(zhǎng)輸管道與輸油泵站中，有利于其自動(dòng)化水平的提高，并且具有非常重要的意義。

在油氣的長(zhǎng)輸管道中應(yīng)用SCADA的自動(dòng)化系統(tǒng)，有利于油氣的儲(chǔ)運(yùn)工程中管理與生產(chǎn)的自動(dòng)化水平的提高。在油氣的管道安全運(yùn)行，環(huán)境的保護(hù)、國(guó)家財(cái)產(chǎn)的保護(hù)中，都為其提供了非常重要的保障，在油氣的管道建設(shè)與發(fā)展中，有利于企業(yè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的提高，應(yīng)用的前景也是日漸廣闊。

3 結(jié)語(yǔ)

在SCADA的系統(tǒng)中可對(duì)全線的水擊、腐蝕劑泄露等問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)視，并能進(jìn)行及時(shí)的定位與報(bào)警，操作員通過(guò)人為核實(shí)，對(duì)工程的施工量及硬件的投資進(jìn)行有效的減少，有利于判斷的準(zhǔn)確性與可靠性的

提高。

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（責(zé)任編輯：陳 倩）