孔藝

【摘 要】論文以原油長輸管道SCADA系統(tǒng)在輸油站的應(yīng)用為重點(diǎn)，首先介紹了國內(nèi)原油長輸管道應(yīng)用系統(tǒng)的現(xiàn)狀，其次分別詳細(xì)地說明了SCADA系統(tǒng)硬件配置與軟件配置，最后圍繞對畫面進(jìn)行監(jiān)控、進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)定工作等實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了研究，旨在為相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)參考。

【Abstract】 This paper focuses on the application of SCADA system in crude oil long distance pipeline in oil transfer station. Firstly， this paper introduces the current situation of domestic crude oil long distance pipeline application system. Secondly， it explains the hardware configuration and software configuration of SCADA system in detail. Finally， it studies the practical application of screen monitoring and process parameter setting to provide data reference for relevant researches.

【關(guān)鍵詞】原油長輸管道；SCADA系統(tǒng)；輸油站

【Keywords】 crude oil long distance pipeline； SCADA system； oil transfer station

【中圖分類號】TE973 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）03-0170-02

1 引言

SCADA系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代化操作技術(shù)整合的模式下延伸而來的控制生產(chǎn)過程以及實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，此項(xiàng)系統(tǒng)的主要作用是根據(jù)對現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備以及實(shí)際工程狀況進(jìn)行監(jiān)控與管理，進(jìn)而為全面地進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、設(shè)備維護(hù)、現(xiàn)場工作狀態(tài)檢測等工作的落實(shí)做好鋪墊，對應(yīng)的設(shè)置信號預(yù)警裝置，也能夠?yàn)閿?shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)整理等工作提供一定的技術(shù)支持。

2 國內(nèi)原油長輸管道應(yīng)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(shí)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(diǎn)，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(gòu)成的，并且輸油站結(jié)構(gòu)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(yīng)該等距離地設(shè)置一些預(yù)防與補(bǔ)救安全隱患的設(shè)備，進(jìn)而為搶修工作提供一定的便利條件，一旦發(fā)生事故，就應(yīng)該適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉一些截?cái)嚅y室閥門[1]。要是考慮地理?xiàng)l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(shí)際操作時，應(yīng)該選擇一些操作簡單的設(shè)施，并且又因?yàn)椴煌艿乐g的相似度是非常高的，在進(jìn)行實(shí)際調(diào)節(jié)時，應(yīng)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(jié)構(gòu)組成部分包括下位機(jī)、上位機(jī)以及通信網(wǎng)絡(luò)等部分，并且上位機(jī)主要發(fā)揮其監(jiān)控作用，下位機(jī)負(fù)責(zé)各個系統(tǒng)的控制與管理工作，特殊情況下兩個機(jī)位之間的位置能夠調(diào)換，但是價(jià)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(jī)器、PLC、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、數(shù)字化打印機(jī)、第三方設(shè)備協(xié)議轉(zhuǎn)化儀器等。以工控機(jī)舉例進(jìn)行分析，其內(nèi)部包括工程師站點(diǎn)以及操作員站點(diǎn)，工程師站點(diǎn)的主要工作內(nèi)容包括動畫以及圖紙制作，進(jìn)行程序狀態(tài)管理以及后期維修與護(hù)理等工作。操作員站點(diǎn)也可以稱為人機(jī)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(shí)踐參考性的監(jiān)視數(shù)據(jù)信息參考，幫助相關(guān)工作人員實(shí)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(yuǎn)程設(shè)備以及儀器自動化作用調(diào)動終端儀器設(shè)備發(fā)揮作用。

選擇PLC時，結(jié)合工作實(shí)際需求進(jìn)行考慮，最好選擇使用具有自動性的雙機(jī)熱備PLC裝置，同時還應(yīng)該使用相同的數(shù)據(jù)模塊，進(jìn)而使智能網(wǎng)絡(luò)通信模塊以及本地或者遠(yuǎn)程電纜通信模塊都能有效發(fā)揮其作用，其中，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備多數(shù)是指交換機(jī)與路由器工具。協(xié)議轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)與其他調(diào)控管理中線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等，通過協(xié)議轉(zhuǎn)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(yīng)用能夠全面發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行控制，要想使其與PLC通信之間保持良好的銜接關(guān)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(jìn)行PLC與超聲波流量計(jì)通信過程中，還應(yīng)該使用智能化協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，此外，在進(jìn)行PLC與變配電系統(tǒng)通信轉(zhuǎn)化時，物理接口應(yīng)該使用RS485標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議使用RTU等。最終才會進(jìn)行站控系統(tǒng)PLC與調(diào)控中心通信，可以選擇使用SCD5200設(shè)備，協(xié)議就應(yīng)該選用DNP3裝置，同時還應(yīng)該接收由其他調(diào)控中心傳輸?shù)腉PS同步裝置，或者進(jìn)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(jī)位軟件與下機(jī)位軟件構(gòu)成的，并且保證所有運(yùn)行速率控制在掃描周期小于100m/s的范圍內(nèi)，上位機(jī)是通用型平臺機(jī)構(gòu)，也是使用WIH與其他通信設(shè)備以及相關(guān)接口軟件，對應(yīng)地進(jìn)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(shí)際應(yīng)用

4.1 對畫面進(jìn)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(jié)構(gòu)圖、站內(nèi)結(jié)構(gòu)圖、油泵機(jī)組結(jié)構(gòu)圖，同時還能清晰地了解電動閥門以及其他設(shè)備的運(yùn)行動態(tài)信息，進(jìn)而幫助操作者更簡化、正確、迅速地進(jìn)行相關(guān)站點(diǎn)工藝流程的執(zhí)行與切換，同時引導(dǎo)其發(fā)揮其操作功能，進(jìn)而保證生產(chǎn)工作的安全運(yùn)行。

4.2 進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)定工作

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

4.3 進(jìn)行權(quán)限分級工作

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

4.4 進(jìn)行實(shí)時組態(tài)工作

相關(guān)維護(hù)與管理人員能夠充分使用編程軟件進(jìn)行PLC上下位程序的修改工作，對應(yīng)進(jìn)行的工作不僅包括變量定義、修改標(biāo)簽屬性等，還應(yīng)該進(jìn)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(yùn)行情況進(jìn)行全面了解，及時地進(jìn)行實(shí)時組態(tài)工作。但是還需要注意的是，具有經(jīng)驗(yàn)的編程技術(shù)人員還應(yīng)該完善在線修改程序，如果檢測出系統(tǒng)是正在運(yùn)行過程中的輸油管線，就無法順利使用此功能。

4.5 實(shí)現(xiàn)事件追憶

事件追憶功能可以按照時間線路進(jìn)行記憶工作，對歷史發(fā)展趨勢線路進(jìn)行全面分析，幫助歷史預(yù)警記錄以及歷史事件記錄功能有效發(fā)揮作用。相關(guān)操作人員最好按照時間以及日期全面了解對應(yīng)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(jià)值的時間信息、掃描信息、操作人員信息等，整個預(yù)警工作分為不同等級以及差異性的聲光報(bào)警信息等。

5 結(jié)語

總之，結(jié)合我國當(dāng)前使用狀態(tài)進(jìn)行分析，此項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)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(jìn)而可靠性也會有效提升。在程序上應(yīng)該優(yōu)化油站超前保護(hù)的策略，一方面提升了管線的安全性與實(shí)用性，另一方面正確預(yù)防了由于輸油站的安全隱患而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益受到影響。特別是在首次使用安全儀表以及相關(guān)系統(tǒng)或者設(shè)備時，都應(yīng)該做好前期準(zhǔn)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(yùn)行穩(wěn)定性、操作簡單性、升級過程快等特性，能夠?yàn)檩斢驼靖黜?xiàng)工作的進(jìn)行提供良好的后續(xù)支持力量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張濤.長輸油氣管道SCADA系統(tǒng)分析及應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2018，25（3）：102.

【2】劉超，司明林，徐兆亮，等.基于SCADA系統(tǒng)的輸油管道功能型趨勢圖的開發(fā)與應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2017，36（12）：63-66.