孫迪

【摘要】本文主要探討了文96地下儲(chǔ)氣庫SCADA系統(tǒng)的架構(gòu)和主要功能介紹，并提出對(duì)目前自控工作的難點(diǎn)及建議。

【關(guān)鍵詞】文96地下儲(chǔ)氣庫 SCADA系統(tǒng)

1 簡(jiǎn)述文96地下儲(chǔ)氣庫SCADA系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 簡(jiǎn)述文96地下儲(chǔ)氣庫SCADA系統(tǒng)

文96地下儲(chǔ)氣庫SCADA系統(tǒng)由AB的PLC、HIMA的ESD、研華通訊服務(wù)器、DELL數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、操作員工作站、報(bào)表打印機(jī)、交換機(jī)、路由器等設(shè)備組成，主要完成儲(chǔ)氣庫工藝數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制等功能，并向調(diào)度中心傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，接受調(diào)度中心下達(dá)的任務(wù)。

1.2 SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

總體結(jié)構(gòu)可以用“三點(diǎn)一線”和“四層三網(wǎng)”來概括。三點(diǎn)：指工程師站、操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站，一線：指通信網(wǎng)絡(luò)；

四層：現(xiàn)場(chǎng)層、控制層、監(jiān)控層、管理層，三網(wǎng)：控制網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)。

2 文96地下儲(chǔ)氣庫SCADA系統(tǒng)主要功能介紹

2.1 簡(jiǎn)述文96地下儲(chǔ)氣庫控制系統(tǒng)的HMI

注采站控制系統(tǒng)的HMI軟件使用Cegelec公司的VIEWSTAR系統(tǒng)軟件。 VIEWSTAR系統(tǒng)軟件是基于西門子公司PVSS 軟件的分布式可擴(kuò)展架構(gòu)，是針對(duì)廣域/分布式SCADA系統(tǒng)的解決方案。

2.2 數(shù)據(jù)采集及狀態(tài)監(jiān)控功能

HMI中共有34個(gè)監(jiān)控畫面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)3臺(tái)壓縮機(jī)參數(shù)、丙烷壓縮機(jī)參數(shù)、空壓機(jī)參數(shù)、站場(chǎng)工藝參數(shù)、計(jì)量數(shù)據(jù)、色譜儀數(shù)據(jù)、水露點(diǎn)分析儀數(shù)據(jù)、脫水橇參數(shù)、14口單井的溫度壓力等數(shù)據(jù)的采集，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)站場(chǎng)各設(shè)備、ESDV/BDV/液位控制/調(diào)壓閥門、井口地面/井下安全閥的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。

2.3 報(bào)警功能

報(bào)警總界面有三類報(bào)警，其中A類報(bào)警為紅色、B類報(bào)警為黃色、C類報(bào)警為藍(lán)色。背景快速閃爍表示在該區(qū)域內(nèi)至少有一條報(bào)警沒有消除，背景慢速閃爍表示該區(qū)域內(nèi)已經(jīng)消除的報(bào)警信息至少有一條沒有被確認(rèn)，背景不閃爍表示所有的報(bào)警都已經(jīng)確認(rèn)但仍有報(bào)警信息存在，沒有報(bào)警顏色表示該區(qū)域內(nèi)沒有報(bào)警信息存在，報(bào)警顯示的優(yōu)先級(jí)為快速閃爍>慢速閃爍>不閃爍>無顏色。

2.4 人工控制的主要內(nèi)容

操作人員可以通過操作員站的HMI實(shí)現(xiàn)對(duì)注采站氣液聯(lián)動(dòng)閥、單井關(guān)斷ESDV、緊急放空BDV、自用氣調(diào)壓閥組進(jìn)氣切斷閥、吸收塔三甘醇富液出口切斷閥的開關(guān)操作；并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)注采站壓縮機(jī)組出口回流調(diào)壓閥、單井采氣管線上的迷宮式調(diào)壓閥、氣動(dòng)雙作用節(jié)流截止閥、吸收塔三甘醇富液出口液位控制閥、閃蒸罐三甘醇富液出口液位控制閥與天然氣出口調(diào)壓閥、輕烴分離器輕烴出口液位控制閥、一級(jí)冷箱天然氣外輸調(diào)壓閥、二級(jí)冷箱丙烷進(jìn)口液位控制閥的手動(dòng)/自動(dòng)切換。

2.5 簡(jiǎn)述文96地下儲(chǔ)氣庫注氣期控制系統(tǒng)的工藝控制操作原則

（1）在儲(chǔ)氣庫注采、采注轉(zhuǎn)換前，需要切換注采氣工藝邏輯控制程序。

（2）井場(chǎng)內(nèi)某一口單井管線壓力低于6MPa，只關(guān)閉該井對(duì)應(yīng)的注采站內(nèi)的ESDV及井口的地面安全閥。

（3）注采站內(nèi)的注氣匯管壓力與注采閥組區(qū)14口單井管線壓力中任意一個(gè)同時(shí)出現(xiàn)高于23.5MPa，或注采閥組區(qū)14口單井管線壓力任意兩個(gè)同時(shí)高于23.5MPa，則觸發(fā)停壓縮機(jī)命令。

（4）壓縮機(jī)出口壓力高于25MPa、或進(jìn)口壓力低于5MPa對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)停運(yùn)，此邏輯是由壓縮機(jī)控制柜實(shí)現(xiàn)

（5）注采站外輸閥組內(nèi)的氣液聯(lián)動(dòng)閥與清豐站內(nèi)控制儲(chǔ)氣庫集輸氣的ESDV其中任何一個(gè)閥門出現(xiàn)了事故關(guān)斷，則觸發(fā)操作員工作站報(bào)警，當(dāng)操作員確認(rèn)報(bào)警后，下發(fā)二級(jí)關(guān)斷指令。

（6）來氣閥組、計(jì)量分離器、壓縮機(jī)房、注氣閥組可燃?xì)怏w高高報(bào)警時(shí)觸發(fā)二級(jí)關(guān)斷命令，并觸發(fā)操作員工作站報(bào)警，當(dāng)操作員確認(rèn)報(bào)警后，下發(fā)二級(jí)關(guān)斷指令。

（7）來氣閥組、計(jì)量分離器、壓縮機(jī)房、注氣閥組發(fā)生火災(zāi)，或一級(jí)緊急關(guān)斷指令發(fā)生時(shí)，由操作員判斷是否確實(shí)發(fā)生火災(zāi)，手動(dòng)觸發(fā)ESD按鈕觸發(fā)ESD邏輯，觸發(fā)一級(jí)關(guān)斷命令。

（8）當(dāng)井場(chǎng)某一口氣井發(fā)生火災(zāi)時(shí)關(guān)閉該井所在井場(chǎng)所有單井對(duì)應(yīng)的注采站站內(nèi)的 ESDV、井口的地面安全閥、井下安全閥。 （注采氣工藝邏輯控制一致）

（9）壓縮機(jī)組出口回流管線上的調(diào)壓閥正常情況下為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)回流管線壓力高于23MPa時(shí)打開。

㈥、簡(jiǎn)述文96地下儲(chǔ)氣庫采氣期控制系統(tǒng)的工藝控制操作原則

（1）當(dāng)注采閥組任一單井調(diào)壓閥后的管線壓力高于7.6MPa，則該單井對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)閥關(guān)小。

（2）采氣匯管壓力高于7.6MPa則觸發(fā)操作員工作站報(bào)警，當(dāng)操作員確認(rèn)報(bào)警后，下發(fā)二級(jí)關(guān)斷指令。

（3）進(jìn)出站管線上的氣液聯(lián)動(dòng)閥前后壓力同時(shí)高于7.6MPa 時(shí)，則觸發(fā)操作員工作站報(bào)警，當(dāng)操作員確認(rèn)報(bào)警后，下發(fā)二級(jí)關(guān)斷指令。

（4）來氣閥組、脫水區(qū)、采氣閥組區(qū)、可燃?xì)怏w高高報(bào)警時(shí)，觸發(fā)操作員工作站報(bào)警，當(dāng)操作員確認(rèn)報(bào)警后，在操作員畫面下發(fā)二級(jí)關(guān)斷指令。

（5）來氣閥組、脫水區(qū)、采氣閥組、分離過濾區(qū)發(fā)生火災(zāi)，或一級(jí)緊急關(guān)斷指令發(fā)生時(shí)，由操作員判斷是否確實(shí)發(fā)生火災(zāi)，手動(dòng)觸發(fā)ESD按鈕觸發(fā)ESD邏輯，觸發(fā)一級(jí)關(guān)斷命令。

（6）中控室ESD輔助操作臺(tái)中的1、2、3級(jí)ESD關(guān)斷按鈕及現(xiàn)場(chǎng)的2個(gè)ESD關(guān)斷按鈕。分別表示的意思為： 1級(jí)關(guān)斷按鈕（操作臺(tái)1級(jí)關(guān)斷按鈕和現(xiàn)場(chǎng)2個(gè)ESD按鈕均為1級(jí)關(guān)斷按鈕）按下時(shí)執(zhí)行如下動(dòng)作：

①同時(shí)關(guān)閉注采站外輸閥組內(nèi)的氣液聯(lián)動(dòng)閥與清豐站內(nèi)控制儲(chǔ)氣庫集輸氣的ESDV；

②同時(shí)關(guān)閉注采閥組區(qū)14口單井的ESDV；

③同時(shí)停壓縮機(jī)；

④延時(shí)20秒后注采站內(nèi)所有BDV（共3臺(tái)）打開；2級(jí)關(guān)斷按鈕按下時(shí)執(zhí)行如下操作： 3臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)關(guān)閉，延時(shí)5s后，關(guān)閉注采站外輸閥組內(nèi)的氣液聯(lián)動(dòng)閥與清豐站內(nèi)控制儲(chǔ)氣庫集輸氣的ESDV和注采閥組區(qū)14口單井的ESDV；3級(jí)關(guān)斷按鈕按下時(shí)，觸發(fā)壓縮機(jī)停運(yùn)命令、延時(shí)5秒后，關(guān)閉注采閥組區(qū)14口單井的ESDV。

（7）自用氣調(diào)壓閥組區(qū)三級(jí)調(diào)壓后的出口管線上的三個(gè)壓力變送器中其中任何2個(gè)檢測(cè)的壓力超過0.56MPa，則自動(dòng)關(guān)斷自用氣調(diào)壓閥組進(jìn)氣控制閥。

（8）吸收塔三甘醇低液位開關(guān)低低報(bào)警時(shí)（≤200mm）關(guān)斷吸收塔三甘醇富液出口控制閥，同時(shí)關(guān)斷吸收塔三甘醇液位調(diào)節(jié)閥。（吸收塔三甘醇液位傳感器檢測(cè)液位達(dá)到1000mm時(shí)，吸收塔三甘醇液位調(diào)節(jié)閥自動(dòng)執(zhí)行全開命令，若液位降至400mm時(shí)則該閥自動(dòng)執(zhí)行全關(guān)命令 ）

（9）脫烴出口調(diào)壓閥調(diào)壓前壓力低于6.0MPa，則該閥動(dòng)作。停產(chǎn)時(shí)，可切換到手動(dòng)模式，遠(yuǎn)程關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。

3 目前自控工作的難點(diǎn)及建議

VIEWSTAR系統(tǒng)軟件（客戶端）不定期強(qiáng)制退出，且無法再次運(yùn)行。

處理方法：兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器通過GPS進(jìn)行校時(shí)。

原因分析：

（1）VIEWSTAR系統(tǒng)軟件大部分畫面的打開和關(guān)閉都會(huì)訪問內(nèi)部的DP點(diǎn)，而這些DP點(diǎn)都帶有時(shí)間戳，如果要寫進(jìn)去的值的時(shí)間戳比現(xiàn)在值的時(shí)間戳還老，將無法成功寫入，DP值無法更改，最終導(dǎo)致邏輯無法往下進(jìn)行。

（2）時(shí)鐘不同步，也可能導(dǎo)致客戶端寫往服務(wù)器的時(shí)間戳比服務(wù)器的老，以至于無法成功寫入，導(dǎo)致窗口無法響應(yīng)，只要寫入的值的時(shí)間戳比原有值的時(shí)間戳新， 那么問題就會(huì)自動(dòng)解決了。

分析驗(yàn)證：手動(dòng)把客戶端時(shí)間往后設(shè)，經(jīng)常能復(fù)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象。

根本的解決方法：需要調(diào)整兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器通過GPS同步的間隔。