原油長輸管道SCADA系統(tǒng)在輸油站的應用探討

孔藝

（中國石化管道儲運有限公司徐州輸油處賈汪輸油站，江蘇 徐州221008）

1 引言

SCADA 系統(tǒng)是在計算機技術、網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代化操作技術整合的模式下延伸而來的控制生產(chǎn)過程以及實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，此項系統(tǒng)的主要作用是根據(jù)對現(xiàn)場運行設備以及實際工程狀況進行監(jiān)控與管理，進而為全面地進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、設備維護、現(xiàn)場工作狀態(tài)檢測等工作的落實做好鋪墊，對應的設置信號預警裝置，也能夠為數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)整理等工作提供一定的技術支持。

2 國內(nèi)原油長輸管道應用系統(tǒng)的現(xiàn)狀

國內(nèi)原油長輸管道系統(tǒng)中能發(fā)揮實質(zhì)性作用的是長距離輸油管道與沿線輸油站庫等，其中，長距離輸油管道具有管道直徑大、管道距離長、輸入量多等特點，同時還具備輸送壓力大、油流量多、使用溫度穩(wěn)定等特性。通常情況下是由輸油站場與外管道這兩個主要部分構成的，并且輸油站結構包括一個首要輸油泵站、很多小的中間加壓站、不同的中間加熱站以及末站等，這種油站聯(lián)合起來共同的作用是為原油輸送提供一定量的動能與熱能，最終保障原油可以順利地輸送到目的地。管路上應該等距離地設置一些預防與補救安全隱患的設備，進而為搶修工作提供一定的便利條件，一旦發(fā)生事故，就應該適當?shù)仃P閉一些截斷閥室閥門[1]。要是考慮地理條件因素，可能會出現(xiàn)跨度大、站庫與管道分散的局面，但是實際操作時，應該選擇一些操作簡單的設施，并且又因為不同管道之間的相似度是非常高的，在進行實際調(diào)節(jié)時，應該注意時間的控制，最終積極發(fā)揮其安全性、可靠性、具有高效故障檢測功能等作用。

3 站控SCADA 系統(tǒng)配置工作

整個SCADA 系統(tǒng)結構組成部分包括下位機、上位機以及通信網(wǎng)絡等部分，并且上位機主要發(fā)揮其監(jiān)控作用，下位機負責各個系統(tǒng)的控制與管理工作，特殊情況下兩個機位之間的位置能夠調(diào)換，但是價值不變。

3.1 SCADA 系統(tǒng)硬件配置

大多數(shù)系統(tǒng)硬件的配置都涉及工控機器、PLC、網(wǎng)絡通信設備、數(shù)字化打印機、第三方設備協(xié)議轉化儀器等。以工控機舉例進行分析，其內(nèi)部包括工程師站點以及操作員站點，工程師站點的主要工作內(nèi)容包括動畫以及圖紙制作，進行程序狀態(tài)管理以及后期維修與護理等工作。操作員站點也可以稱為人機界面互動型窗口，主要為調(diào)節(jié)處理工作人員提供具有實踐參考性的監(jiān)視數(shù)據(jù)信息參考，幫助相關工作人員實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集以及系統(tǒng)化數(shù)據(jù)信息收集工作，最終通過遠程設備以及儀器自動化作用調(diào)動終端儀器設備發(fā)揮作用。

選擇PLC 時，結合工作實際需求進行考慮，最好選擇使用具有自動性的雙機熱備PLC 裝置，同時還應該使用相同的數(shù)據(jù)模塊，進而使智能網(wǎng)絡通信模塊以及本地或者遠程電纜通信模塊都能有效發(fā)揮其作用，其中，網(wǎng)絡通信設備多數(shù)是指交換機與路由器工具。協(xié)議轉換器主要用于超聲波流量變化、變電參數(shù)變化、閥門控制器發(fā)揮作用等方面，最終實現(xiàn)與其他調(diào)控管理中線進行數(shù)據(jù)交換等，通過協(xié)議轉換的作用，可以保證通信效率能夠全面滿足控制系統(tǒng)中的功能需求[2]。

一般情況下，SCADA 系統(tǒng)使用的通信協(xié)議都是應用能夠全面發(fā)揮標準作用的協(xié)議，比如下面內(nèi)容：閥門必須采取環(huán)網(wǎng)狀總數(shù)據(jù)線進行控制，要想使其與PLC 通信之間保持良好的銜接關系，使用物理接口RJ45 裝置，或者要求協(xié)議使用TCP或者IP 等，在進行PLC 與超聲波流量計通信過程中，還應該使用智能化協(xié)議轉換模塊，此外，在進行PLC 與變配電系統(tǒng)通信轉化時，物理接口應該使用RS485 標準，協(xié)議使用RTU 等。最終才會進行站控系統(tǒng)PLC 與調(diào)控中心通信，可以選擇使用SCD5200 設備，協(xié)議就應該選用DNP3 裝置，同時還應該接收由其他調(diào)控中心傳輸?shù)腉PS 同步裝置，或者進行安全儀表通信時，使用MNET 模塊裝置。

3.2 SCADA 系統(tǒng)軟件配置

一般投入使用的SCADA 系統(tǒng)都是由上機位軟件與下機位軟件構成的，并且保證所有運行速率控制在掃描周期小于100m/s 的范圍內(nèi)，上位機是通用型平臺機構，也是使用WIH與其他通信設備以及相關接口軟件，對應地進行工程上位系統(tǒng)動態(tài)組態(tài)以及更深化功能的開發(fā)工作。

4 SCADA 系統(tǒng)的實際應用

4.1 對畫面進行監(jiān)控

根據(jù)對此系統(tǒng)的使用，能夠充分顯示出原油長輸管道結構圖、站內(nèi)結構圖、油泵機組結構圖，同時還能清晰地了解電動閥門以及其他設備的運行動態(tài)信息，進而幫助操作者更簡化、正確、迅速地進行相關站點工藝流程的執(zhí)行與切換，同時引導其發(fā)揮其操作功能，進而保證生產(chǎn)工作的安全運行。

4.2 進行工藝參數(shù)設定工作

在原油管道運行過程中，要想保證連鎖保護作用能夠充分體現(xiàn)出來，進而設定參數(shù)值，同時明確其設定值范圍，保證其維護以及修改功能發(fā)揮作用，要求連鎖保護軟開關的投入使用可以促使其他維護工作發(fā)揮實質(zhì)性作用等。

4.3 進行權限分級工作

上位登錄系統(tǒng)操作權限最終是按照崗位制度全面性進行分級控制，比如逐次進行瀏覽、實踐操作、技術員管理以及相關維護工作，這樣分配的原理是要求維護管理工作人員以及技術人員能夠盡到其職責。在進行下位機程序開發(fā)工作時，還應該設置接入密碼，在交換機閑置網(wǎng)口還應該配置接入網(wǎng)口，這樣工作的進行首先應該進行驗證工作，站點控主機USB 接口配置經(jīng)常會被禁止使用，管理權限在這方面直接發(fā)揮作用。

4.4 進行實時組態(tài)工作

相關維護與管理人員能夠充分使用編程軟件進行PLC 上下位程序的修改工作，對應進行的工作不僅包括變量定義、修改標簽屬性等，還應該進行動態(tài)畫面的組態(tài)以及自動化性能模塊編輯等工作，最終利用系統(tǒng)中的編譯信息與仿真工具對系統(tǒng)運行情況進行全面了解，及時地進行實時組態(tài)工作。但是還需要注意的是，具有經(jīng)驗的編程技術人員還應該完善在線修改程序，如果檢測出系統(tǒng)是正在運行過程中的輸油管線，就無法順利使用此功能。

4.5 實現(xiàn)事件追憶

事件追憶功能可以按照時間線路進行記憶工作，對歷史發(fā)展趨勢線路進行全面分析，幫助歷史預警記錄以及歷史事件記錄功能有效發(fā)揮作用。相關操作人員最好按照時間以及日期全面了解對應時間中的數(shù)據(jù)信息，同時還包括出現(xiàn)在指令時間內(nèi)的具有參考價值的時間信息、掃描信息、操作人員信息等，整個預警工作分為不同等級以及差異性的聲光報警信息等。

5 結語

總之，結合我國當前使用狀態(tài)進行分析，此項系統(tǒng)應用在一些輸油站站場控制過程中，已經(jīng)取得了良好的效果，進而可靠性也會有效提升。在程序上應該優(yōu)化油站超前保護的策略，一方面提升了管線的安全性與實用性，另一方面正確預防了由于輸油站的安全隱患而導致經(jīng)濟效益受到影響。特別是在首次使用安全儀表以及相關系統(tǒng)或者設備時，都應該做好前期準備工作，目的在于提升整個系統(tǒng)的可靠性與完整性，因此，此SCADA 系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定性、操作簡單性、升級過程快等特性，能夠為輸油站各項工作的進行提供良好的后續(xù)支持力量。