徐佳楠(中國(guó)石油北京油氣調(diào)控中心，北京 100007)

0 引言

成品油長(zhǎng)輸管道跨度相對(duì)較廣，在偏遠(yuǎn)區(qū)域難以對(duì)管道進(jìn)行有效的管理，這使得成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行過(guò)程中面臨眾多的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，在另一方面，與原油長(zhǎng)輸管道相比，由于成品油管道內(nèi)部的介質(zhì)較為復(fù)雜，因此，提高其輸送效率的難度相對(duì)較大，由此可見(jiàn)，如何保障成品油管道的運(yùn)行安全以及提高管道的運(yùn)行效率是其面臨的重大問(wèn)題[1]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)原油長(zhǎng)輸管道的研究相對(duì)較廣，對(duì)成品油長(zhǎng)輸管道的研究相對(duì)較少，這給成品油管道管理企業(yè)帶來(lái)了一定的困擾。針對(duì)此問(wèn)題，本次研究首先對(duì)成品油管道運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成及功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究。我國(guó)成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行過(guò)程中存在眾多問(wèn)題，因此，成品油長(zhǎng)輸管道管理單位需要從站控系統(tǒng)、截?cái)嚅y室、調(diào)度中心、監(jiān)測(cè)儀表以及通訊網(wǎng)絡(luò)五個(gè)角度出發(fā)，構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并從信號(hào)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理以及信號(hào)反饋四個(gè)角度出發(fā)，做好管道管理工作。

1 成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行中存在的問(wèn)題

對(duì)于成品油長(zhǎng)輸管道而言，盡管多年的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，成品油管道網(wǎng)絡(luò)也逐漸完善，成品油管道網(wǎng)絡(luò)的建議對(duì)于社會(huì)的發(fā)展十分關(guān)鍵[2]。但是受到外界環(huán)境以及管道內(nèi)部介質(zhì)復(fù)雜性的影響，在管道運(yùn)行過(guò)程中仍然存在眾多的問(wèn)題，由于這些問(wèn)題的存在引發(fā)了構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)的迫切需求。成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題如下表1所示。

表1 成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行中存在的問(wèn)題

2 成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵

2.1 硬件的完善

為了確保成品油長(zhǎng)輸管道自動(dòng)控制系統(tǒng)可以順利應(yīng)用，首先需要對(duì)管道沿線的硬件進(jìn)行完善。通過(guò)深入了解成品油長(zhǎng)輸管道輸送所需要的硬件條件，對(duì)管道現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題進(jìn)行挖掘，為后續(xù)應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)[3]。只有保障現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)支持，才能有效的提高管道的輸送效率，同時(shí)才能保障管道的輸送安全。在另一方面，也需要對(duì)成品油長(zhǎng)輸管道自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建所投入的成本進(jìn)行合理的計(jì)算，進(jìn)而做到資金投入與功能開(kāi)發(fā)兩不誤的目的。

2.2 軟件的優(yōu)化

在對(duì)成品油長(zhǎng)輸管道沿線的硬件進(jìn)行完善以后，需要對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的軟件進(jìn)行一定的優(yōu)化，這主要是因?yàn)橛布δ艿膶?shí)現(xiàn)需要軟件的支持。一般情況下，成品油長(zhǎng)輸管道軟件系統(tǒng)的建立需要根據(jù)各個(gè)區(qū)域?qū)ιa(chǎn)的要求進(jìn)行區(qū)域性的構(gòu)建，以此可以降低總控軟件的載荷。通過(guò)在總控軟件下構(gòu)建多個(gè)子系統(tǒng)，可以對(duì)管道沿線的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉和收集，將收集的相關(guān)信息傳輸?shù)娇偪刂行闹羞M(jìn)行有效的分析[4]。

3 成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成

3.1 站控系統(tǒng)

對(duì)于成品油長(zhǎng)輸管道的自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，站控系統(tǒng)是其執(zhí)行單元，也是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)的主要作用是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，了解不同站點(diǎn)位置的操作情況，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心。

3.2 截?cái)嚅y室

在截?cái)嚅y室內(nèi)安裝有大量的截?cái)嚅y，常見(jiàn)的截?cái)嚅y如下圖1所示，其作用是在成品油長(zhǎng)輸管道出現(xiàn)意外事故后可以及時(shí)的關(guān)閉管道，在意外事故被排除以后可以及時(shí)的起輸。

3.3 調(diào)度中心

調(diào)度中心屬于整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，是保障自控化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的核心，其主要作用是通過(guò)各種類(lèi)型的軟硬件設(shè)備對(duì)管道及其附屬設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，同時(shí)，還具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及處理的功能，在管道及其附屬設(shè)備出現(xiàn)意外問(wèn)題以后，調(diào)度中心可以下達(dá)緊急命令，以便實(shí)現(xiàn)管道的緊急停輸功能。

3.4 監(jiān)測(cè)儀表

管道沿線必須安裝大量了解管道運(yùn)行情況的智能化儀表，智能化儀表包括流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)等，通過(guò)這些監(jiān)測(cè)儀表可以及時(shí)的獲取管道的運(yùn)行信息，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息傳輸?shù)秸{(diào)度中心[5]。

4 成品油長(zhǎng)輸管道運(yùn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

4.1 信號(hào)采集

信號(hào)采集系統(tǒng)主要由各種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)儀表構(gòu)成，監(jiān)測(cè)儀表主要安裝在管道沿線以及各個(gè)站場(chǎng)內(nèi)，可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息采集、簡(jiǎn)單處理以及上傳調(diào)度中心，由此可見(jiàn)，信號(hào)采集系統(tǒng)具有分析管道運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)成品油調(diào)度以及實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題報(bào)警的功能。

4.2 信號(hào)傳輸

常見(jiàn)的數(shù)據(jù)傳輸方式主要可以分為兩種類(lèi)型，分別是無(wú)線傳輸和有線傳輸，對(duì)于管道分布較廣，且管道沿線基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)較差時(shí)，則需要構(gòu)建無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，該種傳輸方式構(gòu)建成本相對(duì)較高，信號(hào)的傳播速度相對(duì)較慢，但是可以收集信號(hào)的范圍相對(duì)較廣；對(duì)于管道沿線存在完善網(wǎng)絡(luò)線路的區(qū)域，可以采用有線傳輸?shù)姆绞綄?duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行傳輸，該種傳輸方式的構(gòu)建成本相對(duì)較低，能有效保障數(shù)據(jù)資料的完整性，該種傳輸方式對(duì)于管道沿線基礎(chǔ)設(shè)施的要求相對(duì)較高。

4.3 信號(hào)處理

信號(hào)處理也是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心功能，這主要是因?yàn)楣艿姥鼐€以及站場(chǎng)傳輸?shù)秸{(diào)度中心的信號(hào)主要以電信號(hào)為主，只有對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和識(shí)別，才能及時(shí)了解管道運(yùn)行信息，在進(jìn)行信號(hào)處理的過(guò)程中，可以根據(jù)各種類(lèi)型信號(hào)的特點(diǎn)設(shè)定閾值，以便實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警功能。

4.4 信號(hào)反饋

在對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理以后，就需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)做出反饋，一般情況下，信號(hào)的反饋都是根據(jù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，存在人為因素的干擾，這對(duì)于保障管道的安全十分不利，在調(diào)度中心內(nèi)也需要設(shè)置智能化的信號(hào)反饋軟件，通過(guò)智能軟件對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，了解管道沿線存在的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，并及時(shí)做出報(bào)警。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次研究可以發(fā)現(xiàn)，盡管成品油長(zhǎng)輸管道已經(jīng)經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展，但是在運(yùn)行的過(guò)程中仍然存在眾多的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，因此，構(gòu)建成品油長(zhǎng)輸管道自動(dòng)控制系統(tǒng)十分重要。自動(dòng)控制系統(tǒng)基于硬件的完善和軟件的優(yōu)化，其主要有站控系統(tǒng)、截?cái)嚅y室、調(diào)度中心、監(jiān)測(cè)儀表以及通訊網(wǎng)絡(luò)五部分組成，通過(guò)構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理以及信號(hào)反饋四種功能，全面保障成品油長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行安全和提高管道運(yùn)行效率。