輸氣管道自動(dòng)化與SCADA系統(tǒng)課件

油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化

輸氣管道自動(dòng)化與SCADA系統(tǒng)1油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化

輸氣管道自動(dòng)化與SCADA系統(tǒng)1自動(dòng)化水平較高的輸氣管道在有關(guān)站場(chǎng)一般均設(shè)置有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用來(lái)調(diào)節(jié)管道工藝運(yùn)行參數(shù)，保證管道在設(shè)置的允許工況范圍內(nèi)安全平穩(wěn)地運(yùn)行。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)鬧與調(diào)節(jié)閥配套的電動(dòng)、氣動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)或氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及檢測(cè)被調(diào)參數(shù)的儀表等組成。

干線輸氣管道的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2自動(dòng)化水平較高的輸氣管道在有關(guān)站場(chǎng)一般均設(shè)置有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，1）天然氣管道調(diào)度控制中心的操作員從控制系統(tǒng)的人機(jī)界面（簡(jiǎn)稱監(jiān)控終端）上設(shè)置被調(diào)壓力設(shè)定值。2）調(diào)度控制中心主機(jī)系統(tǒng)模擬量數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)于設(shè)置設(shè)定值的一個(gè)模擬量輸出（AnalogOutput，簡(jiǎn)稱AO）點(diǎn)，將該設(shè)定值輸出傳送給站控系統(tǒng)。PLC,RTU。3）站控系統(tǒng)PLC（或RTU）中的PID（比例—積分—微分）自動(dòng)調(diào)節(jié)程序?qū)⒔邮盏降脑O(shè)定值與通過(guò)壓力變送器檢測(cè)到的壓力現(xiàn)行值進(jìn)行比較，再根據(jù)兩數(shù)值之差（偏差）的大小和PID特性參數(shù)設(shè)置情況確定調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小。31）天然氣管道調(diào)度控制中心的操作員從控制系統(tǒng)的人機(jī)界面（簡(jiǎn)稱4）站控系統(tǒng)PLC（或RTU）將調(diào)節(jié)信號(hào)（一般為4～20mA直流電流信號(hào)）通過(guò)模擬量輸出,輸出傳送給壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)收到的調(diào)節(jié)信號(hào)大小決定壓力調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小，從而進(jìn)行開(kāi)閥調(diào)節(jié)或關(guān)閥調(diào)節(jié)。5）一旦壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值設(shè)置完成，上述第3和第4項(xiàng)將由站控PLC（或RTU）連續(xù)不斷地執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)。在管道自動(dòng)化系統(tǒng)的控制權(quán)限設(shè)置為由站控系統(tǒng)控制的情況下，壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值只能由站控系統(tǒng)的操作員從站控系統(tǒng)的監(jiān)控終端上設(shè)置，設(shè)定值直接進(jìn)入站控PLC（或RTU）的PID調(diào)節(jié)程序。在控制權(quán)限設(shè)置為由調(diào)度控制中心控制的情況下，壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值只能由調(diào)度控制中心的操作員在調(diào)度控制中心的監(jiān)控終端上設(shè)置。

44）站控系統(tǒng)PLC（或RTU）將調(diào)節(jié)信號(hào)（一般為4～20mA在管道天然氣管道不同站場(chǎng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)略有不同，主要有四種情況。壓氣站進(jìn)、出站壓力及輸氣流量調(diào)節(jié)進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓調(diào)節(jié)分輸重線分輸壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣干線或分輸支線未站氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)5在管道天然氣管道不同站場(chǎng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)略有不同，主要一、壓氣站進(jìn)、出站壓力及輸氣流量調(diào)節(jié)壓氣站進(jìn)站壓力、出站壓力和出站流量調(diào)節(jié)一般由安裝在出站管道端的調(diào)節(jié)閥完成。調(diào)節(jié)進(jìn)站壓力的目的是保證進(jìn)站的壓力不低于離心式壓縮機(jī)對(duì)吸入壓力的要求，避免抽空；調(diào)節(jié)出站壓力的目的是保證本站下游管道不超壓運(yùn)行，同時(shí)也相應(yīng)地調(diào)節(jié)了本站的外輸氣量；調(diào)節(jié)流量的目的是為了保證均衡穩(wěn)定地輸氣。當(dāng)進(jìn)站壓力低于其設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)閥調(diào)節(jié)，使進(jìn)站壓力上升，直到進(jìn)站壓力不低于其設(shè)定值為止。當(dāng)出站壓力高于其設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行關(guān)閥調(diào)節(jié)，使出站壓力下降，直至出站壓力不高于其設(shè)定值為止。當(dāng)進(jìn)站壓力不低于其設(shè)定值，出站壓力不高于其設(shè)定值，出站流量也不高于其設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開(kāi)閥調(diào)節(jié)。6一、壓氣站進(jìn)、出站壓力及輸氣流量調(diào)節(jié)壓氣站進(jìn)站壓力、出站壓力二、進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓調(diào)節(jié)如果有一條或多條進(jìn)氣支線與輸氣干線連接，應(yīng)對(duì)進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié).保證干線與支線在進(jìn)氣點(diǎn)處的壓力平衡保證干線和進(jìn)氣支線在希望的輸量比例下運(yùn)行避免因進(jìn)氣支線氣壓過(guò)低而導(dǎo)致支線內(nèi)的天然氣進(jìn)入不了干線或因支線氣壓過(guò)高而導(dǎo)致干線進(jìn)氣點(diǎn)上游來(lái)氣量下降，同時(shí)避免進(jìn)氣支線超壓運(yùn)行。進(jìn)氣支線進(jìn)人主干線的氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般設(shè)在支線的起始端（支線首站的出站端）。如果進(jìn)氣支線的首站設(shè)有壓氣設(shè)備，也應(yīng)對(duì)支線流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，將其納入同一調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。如果進(jìn)氣支線輸氣量相對(duì)較小，氣源壓力也比較穩(wěn)定，則可采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)支線首站的出站壓力，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。7二、進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓調(diào)節(jié)如果有一條或多條進(jìn)氣支線與輸三、分輸支線分輸壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)于從輸氣干線的分輸點(diǎn)或從干線工藝站場(chǎng)分支出去并延伸到天然氣用戶門站的分輸支線，應(yīng)設(shè)置壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以調(diào)節(jié)分輸壓力，保證分輸流量基本穩(wěn)定和分輸支線不超壓運(yùn)行。利用壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)分輸壓力的過(guò)程是，當(dāng)分輸壓力低于其設(shè)定值時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開(kāi)閥調(diào)節(jié)，只要分輸壓力不高于其設(shè)定值，調(diào)節(jié)閥應(yīng)保持全開(kāi)；當(dāng)分輸壓力高于其設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥進(jìn)行關(guān)閥調(diào)節(jié)。如果分輸管線較長(zhǎng)，分輸流量也較大，應(yīng)考慮將分輸流量也納入調(diào)節(jié)系統(tǒng)之中。如果分輸氣量較小，分輸壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)也可以采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。

8三、分輸支線分輸壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)于從輸氣干線的分輸點(diǎn)或從干線四、輸氣干線或分輸支線未站氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣干線或分輸支線的本站與城鎮(zhèn)或用氣大戶的配氣門站連接并向其供氣。本站氣壓（即向配氣門站供氣的壓力）需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證本站向門站按較穩(wěn)定的流量供氣，并保證門站及城鎮(zhèn)配氣管網(wǎng)不超壓運(yùn)行。本站氣壓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)宜采用以壓力調(diào)節(jié)閥為主要設(shè)備構(gòu)成的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。9四、輸氣干線或分輸支線未站氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣干線或分輸支線的干線輸氣管道工藝運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)計(jì)量

自動(dòng)監(jiān)測(cè)天然氣管道工藝運(yùn)行參數(shù)（包括設(shè)備運(yùn)行參數(shù)）是自動(dòng)化輸氣管道監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能之一。不同的工藝站場(chǎng)需要進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)的工藝運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)也不盡相同，主要有以下四種情況。干線或進(jìn)氣支線首站分或支線首站中間壓氣站干線或分輸支線末站

10干線輸氣管道工藝運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)計(jì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)天然氣干線或進(jìn)氣支線首站天然氣中的硫化氫（H2S）含量來(lái)氣壓力、溫度、流量；出站壓力、溫度、流量；調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、節(jié)流差壓；各臺(tái)壓縮機(jī)組（如果設(shè)置有這種設(shè)備的話）的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)。11干線或進(jìn)氣支線首站天然氣中的硫化氫（H2S）含量11分或支線首站進(jìn)站壓力、進(jìn)站氣溫；分輸支線壓力調(diào)節(jié)閥閥后壓力、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、調(diào)節(jié)閥節(jié)流差壓；分輸流量、氣溫、清管站出站壓力，即本站出站干線壓力。

12分或支線首站進(jìn)站壓力、進(jìn)站氣溫；12中間壓氣站進(jìn)站氣壓、氣溫；各臺(tái)壓縮機(jī)的入口氣壓；出站壓力、流量、氣溫；調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、節(jié)流差壓；各臺(tái)壓縮機(jī)機(jī)組的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)。13中間壓氣站進(jìn)站氣壓、氣溫；各臺(tái)壓縮機(jī)的入口氣壓；13干線或分輸支線末站進(jìn)站氣壓、氣溫；壓力調(diào)節(jié)閥上游壓力；向門站供氣的壓力、流量；調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、節(jié)流壓差。

14干線或分輸支線末站進(jìn)站氣壓、氣溫；14輸氣干線首站、末端以及進(jìn)氣支線首站及分輸支線末端等，均需設(shè)置自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的工作原理站控系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的瞬時(shí)流量實(shí)時(shí)傳送給調(diào)度控制中心的主機(jī)系統(tǒng)；主機(jī)系統(tǒng)將按收到的瞬時(shí)流量值（按較短的時(shí)間間隔）連續(xù)地存入其歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中；主機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行的自動(dòng)計(jì)量程序從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中取出相關(guān)瞬時(shí)流量數(shù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理（如累積計(jì)算）；進(jìn)而得出從某時(shí)刻開(kāi)始后一小時(shí)，一天，一月，甚至一季度或一年內(nèi)的累計(jì)買氣量或賣氣量。天然氣管道的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)15輸氣干線首站、末端以及進(jìn)氣支線首站及分輸支線末端等，均需設(shè)置油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng):先進(jìn)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SupervisoryControlandDataAcquisition）應(yīng)用：廣泛用于電網(wǎng)、水網(wǎng)、輸油氣管網(wǎng)、智能建筑等領(lǐng)域，通過(guò)主機(jī)和以微處理器為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程終端裝置RTU、PLC(或其它輸入/輸出設(shè)備的通信收集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，從而保證系統(tǒng)的安全運(yùn)作及優(yōu)化控制。16油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng):先進(jìn)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)主要組成部分遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)、主站計(jì)算機(jī)(包括硬件和軟件)、操作人員數(shù)據(jù)顯示和控制盤及有關(guān)的外圍設(shè)備。RTU是系統(tǒng)中的關(guān)鍵性裝置，是對(duì)運(yùn)行著的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控的最通用的設(shè)備，具有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行最佳控制的能力，目前正朝著分散型智能方向發(fā)展。SCADA系統(tǒng)已由集中控制、集中管理發(fā)展成集散控制、集中管理的方式。主機(jī)更多地用作數(shù)據(jù)采集與分析，常常不必以實(shí)時(shí)的方式運(yùn)行。而由“智能”遠(yuǎn)程終端裝置（RTU）配上先進(jìn)的軟件在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行集散式控制。SCADA系統(tǒng)是不能夠購(gòu)買定型的，對(duì)任何一條管道都存在一個(gè)新開(kāi)發(fā)的過(guò)程，包括它的硬件組成及軟件系列。17主要組成部分遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)、主站計(jì)算機(jī)(包括硬件和軟傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)18傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)18新型SCADA系統(tǒng)19新型SCADA系統(tǒng)19輸油管道現(xiàn)代SCADA系統(tǒng)配置圖20輸油管道現(xiàn)代SCADA系統(tǒng)配置圖2021212222SCADA系統(tǒng)軟件基本SCADA軟件支持軟件應(yīng)用軟件23SCADA系統(tǒng)軟件基本SCADA軟件23SCADA系統(tǒng)的控制功能監(jiān)測(cè)流量、壓力和溫度；啟／停泵；開(kāi)、關(guān)調(diào)節(jié)閥；執(zhí)行邏輯／順序控制；泄漏檢測(cè)及清管控制。一些較先進(jìn)的SCADA系統(tǒng)還具有偶然事故分析；費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)管理；流體質(zhì)量／組分跟蹤；合同監(jiān)督，銷售時(shí)機(jī)分析以及儀器校正等功能。24SCADA系統(tǒng)的控制功能監(jiān)測(cè)流量、壓力和溫度；24管道全線通常按三級(jí)設(shè)計(jì)：第一級(jí)：控制中心集中監(jiān)視與控制；第二級(jí)：站控；第三級(jí)：就地手動(dòng)控制。在一般情況下，使用第一級(jí)控制（站內(nèi)無(wú)人值守），這是SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的控制級(jí)。當(dāng)通信（如微波通信。光纖通信等）出現(xiàn)故障或控制中心主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可使用第二級(jí)控制，這是一種后備手段當(dāng)發(fā)生緊急事故或設(shè)備檢修時(shí)，可使用第三級(jí)控制。25管道全線通常按三級(jí)設(shè)計(jì)：25（1）控制中心主計(jì)算機(jī)功能。①監(jiān)視各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情況，采集各站主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息：a．檢測(cè)量：進(jìn)出站油溫、油壓；首站、末站和分輸站流量；輸油泵機(jī)組（包括原動(dòng)機(jī)及輔機(jī)）的有關(guān)數(shù)據(jù)；油灌液位、油溫及儲(chǔ)油量，泵機(jī)組進(jìn)出口油溫、油壓及流量，燃料油壓力及流量；泵站出站壓力調(diào)節(jié)間的開(kāi)度及閥前、后壓差；站母線電壓、輸油泵電機(jī)電流等。b．報(bào)警信號(hào)：油品進(jìn)站壓力過(guò)低，出站壓力過(guò)高；油灌液位（高、低）超限；停電。輸油泵機(jī)組故障停運(yùn)；出站調(diào)節(jié)間故障；輸油泵機(jī)組軸承溫度過(guò)高，振動(dòng)量過(guò)大；安全閥。泄壓閥動(dòng)作等。C．狀態(tài)量：輸油泵機(jī)組、出站調(diào)節(jié)閥和主要閥門的運(yùn)行狀態(tài)。26（1）控制中心主計(jì)算機(jī)功能。①監(jiān)視各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情②向RTU發(fā)布命令，通過(guò)RTU進(jìn)行遠(yuǎn)方操作、控制：a．從遠(yuǎn)方各輸油站PLC采集數(shù)據(jù)，監(jiān)視各輸油站工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情況。記錄重要事件的發(fā)生，工藝參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)超限報(bào)警，顯示、打印報(bào)警報(bào)告。b．給遠(yuǎn)方各輸油站的PLC發(fā)送指令（同時(shí)進(jìn)行指令記錄），程序自動(dòng)啟停機(jī)組、開(kāi)關(guān)閥門及自動(dòng)切換工藝流程。c．對(duì)需要調(diào)節(jié)的主要參數(shù)如壓力、油溫、流量進(jìn)行遠(yuǎn)方給定和自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)各輸油站的工藝參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的報(bào)警值及停機(jī)（跳閘）設(shè)定值可進(jìn)行遠(yuǎn)方修改。d．顯示管道全線的工作狀態(tài)，打印管道全線運(yùn)行報(bào)告。e．對(duì)管道全線密閉輸送進(jìn)行水擊超前保護(hù)控制。f．對(duì)管道全線進(jìn)行實(shí)時(shí)工藝計(jì)算和優(yōu)化運(yùn)行控制。g．對(duì)管道全線進(jìn)行清管控制。h．對(duì)管道全線及各站運(yùn)行的設(shè)備狀態(tài)及工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)行趨勢(shì)顯示和歷史趨勢(shì)顯示。i．對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的故障與事件等具有自檢功能。j．用系統(tǒng)的外圍輔助設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)編制和顯示圖像編制。27②向RTU發(fā)布命令，通過(guò)RTU進(jìn)行遠(yuǎn)方操作、控制：27（2）就地控制系統(tǒng)RTU的主要功能①過(guò)程變量巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理；②向控制中心報(bào)告經(jīng)選擇的數(shù)據(jù)和報(bào)警；③提供畫面、圖象顯示；④除執(zhí)行控制中心的控制命令外，還可獨(dú)立進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)PID及其它控制；⑤實(shí)現(xiàn)流程切換；⑥進(jìn)行自診斷程序，并把結(jié)果報(bào)告控制中心；⑦提供給操作人員操作記錄和運(yùn)行報(bào)告。28（2）就地控制系統(tǒng)RTU的主要功能①過(guò)程變量巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)功能SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。它利用各種通信線路，把主計(jì)算機(jī)與分散在遠(yuǎn)處的RTU有機(jī)地連接起來(lái)，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換和處理。29（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)功能SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)重要2SCADA自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件2.1軟件構(gòu)成SCADA系統(tǒng)軟件分為控制中心軟件和站控系統(tǒng)軟件；它們通常又可分為系統(tǒng)軟件、過(guò)程軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的程序。系統(tǒng)軟件質(zhì)量的好壞對(duì)過(guò)程軟件、應(yīng)用軟件能否正常工作及編制程序、調(diào)制程序的方便性有直接影響。過(guò)程軟件一般由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供應(yīng)廠家提供，用戶有時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行修改，通常是模塊化，采用填空式或?qū)υ捠竭M(jìn)行編制。應(yīng)用軟件是在過(guò)程軟件的基礎(chǔ)上編制出來(lái)的，是面向用戶本身的程序。它由用戶、咨詢公司或系統(tǒng)供應(yīng)廠家研制開(kāi)發(fā)。應(yīng)用軟件是SCADA系統(tǒng)最重要的組成部分。302SCADA自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件2.1軟件構(gòu)成30（1）控制中心軟件（a）系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，管理和監(jiān)視主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)多功能軟件，系統(tǒng)安全保護(hù)軟件，故障檢測(cè)及恢復(fù)軟件，主計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件，系統(tǒng)生成和初始化軟件，用于維護(hù)和修改軟件系統(tǒng)的實(shí)用程序軟件，程序開(kāi)發(fā)，編譯用戶編寫的高級(jí)語(yǔ)言程序等。（b）過(guò)程軟件。過(guò)程軟件包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，網(wǎng)絡(luò)通信控制軟件，信息采集系統(tǒng)軟件，報(bào)警顯示生成、趨勢(shì)顯示軟件，報(bào)告生成軟件，系統(tǒng)重新啟動(dòng)軟件等。（c）應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件包括：管道操作監(jiān)視、控制軟件，報(bào)告、檢測(cè)及實(shí)時(shí)管道模擬軟件，水擊控制軟件等。31（1）控制中心軟件（a）系統(tǒng)軟件。31（2）站控系統(tǒng)軟件站控系統(tǒng)軟件一般包括下列內(nèi)容：操作系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)采集、記錄、處理、顯示、監(jiān)視、趨勢(shì)顯示軟件，報(bào)警和正常停機(jī)控制軟件站壓力閉環(huán)控制軟件泵機(jī)組或設(shè)備控制軟件故障診斷軟件，與控制中心和其它站的通信控制軟件其它控制及站應(yīng)用軟件等。32（2）站控系統(tǒng)軟件站控系統(tǒng)軟件一般包括下列內(nèi)容：322.2軟件介紹（1）目前在自動(dòng)監(jiān)控領(lǐng)域中占有領(lǐng)先地位的WindowNT操作系統(tǒng)下的S／3SCADA系統(tǒng)美國(guó)GSE公司開(kāi)發(fā)、研制的WindowNT操作系統(tǒng)下的S/3SCADA系統(tǒng)軟件（Version4.1它集現(xiàn)代控制技術(shù)、管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)和視頻技術(shù)于一身，緊跟新技術(shù)的發(fā)展，特別適用于輸油長(zhǎng)輸管道。332.2軟件介紹（1）目前在自動(dòng)監(jiān)控領(lǐng)域中占有領(lǐng)先地位的W軟件的功能：①通訊服務(wù)。②系統(tǒng)配置③事件管理系統(tǒng)。④圖形管理系統(tǒng)⑤歷史信息。⑥分配數(shù)據(jù)服務(wù)。34軟件的功能：34系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：①先進(jìn)性。該系統(tǒng)的硬件部分沒(méi)有依賴性，全部采用市場(chǎng)上流動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。③可靠性。SCADANT軟件有分層限權(quán)保護(hù)功能?？蔀槊恳幻到y(tǒng)管理人員和調(diào)度操作規(guī)程人員賦一個(gè)口令和操作名。主要系統(tǒng)軟件可采用冗余結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)重新定位。③實(shí)用性。數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序的維護(hù)可以遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)兩種方式進(jìn)行，這取決于所選用的RTU設(shè)備。存在問(wèn)題：漢化方式分成內(nèi)核漢化和界面漢化兩種，目前該系統(tǒng)只有界面漢化并且處于考機(jī)階段，有待于進(jìn)一步做工作。35系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：35（2）具有良好界面和兼容性的OASYS5.2系統(tǒng)軟件該軟件是加拿大VALMET自動(dòng)化系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)的。OASYS5.2（以下簡(jiǎn)稱OASYS）系統(tǒng)具有良好的界面，能很好地與其它軟件兼容。應(yīng)用該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全線啟停高度自動(dòng)化，在管道自動(dòng)化管理方面可達(dá)到世界先進(jìn)水平。36（2）具有良好界面和兼容性的OASYS5.2系統(tǒng)軟件363SCADA在我國(guó)油氣管道的應(yīng)用80年代以前,我國(guó)長(zhǎng)輸管道基本上是常規(guī)儀表檢測(cè)、就地控制;80年代中期以來(lái),在鐵嶺-大連輸油管線和東營(yíng)-黃島輸油管道復(fù)線上引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù),填補(bǔ)了我國(guó)管道應(yīng)用SCADA系統(tǒng)的空白,達(dá)到國(guó)外80年代水平;在鐵嶺-秦皇島輸油管線和輪南-庫(kù)爾勒輸油管線上采用了我國(guó)自行設(shè)計(jì)的SCADA系統(tǒng)。373SCADA在我國(guó)油氣管道的應(yīng)用80年代以前,我國(guó)長(zhǎng)輸管SCADA系統(tǒng)在陜京輸氣管道工程的應(yīng)用

38SCADA系統(tǒng)在陜京輸氣管道工程的應(yīng)用38監(jiān)控對(duì)象4座有人值守的計(jì)量站包括靖邊首站、北京末站、琉璃河分輸站及去天津的支線分輸站—永清站,沿線9座無(wú)人值守的帶RTU的遙控閥室;7座無(wú)人值守的清管站(含陰極保護(hù));3個(gè)輸氣管理處設(shè)有遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng),可對(duì)其管轄段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)視。39監(jiān)控對(duì)象4座有人值守的計(jì)量站包括靖邊首站、北京末站、琉璃河三級(jí)控制1從調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制北京調(diào)度控制中心對(duì)全線運(yùn)行實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度管理.2站控系統(tǒng)ACS的集中監(jiān)視,分散控制3就地手動(dòng)控制(1)站遠(yuǎn)程操作(2)站就地操作40三級(jí)控制1從調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制40系統(tǒng)配置陜京管道SCADA/POAS系統(tǒng)是德國(guó)CEGELECAEC自動(dòng)化工程公司提供該公司自己的產(chǎn)品ViewStar750(簡(jiǎn)稱VS750)作為調(diào)度中心的SCADA系統(tǒng)軟件PCViews輸氣管理處監(jiān)視系統(tǒng)的軟件,以ModiconPLC作為站控系統(tǒng)的RTU,FactoryLink軟件作為站控系統(tǒng)的MMI。美國(guó)休斯通信公司提供的衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從調(diào)度中心到各站,輸氣管理處主通信線路的通信,備用通道為公用電信網(wǎng)PSTN。41系統(tǒng)配置陜京管道SCADA/POAS系統(tǒng)是德國(guó)CEGELSCADA系統(tǒng)的核心軟件VS750在不同窗口中顯示各種畫面,包括陜京輸氣管道全線走向圖、全國(guó)陸上油氣管網(wǎng)圖、各站控系統(tǒng)的工藝流程圖動(dòng)態(tài)顯示管道和設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)實(shí)時(shí)地顯示溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等通信線路的運(yùn)行狀態(tài)42SCADA系統(tǒng)的核心軟件VS750在不同窗口中顯示各種畫實(shí)時(shí)管道模擬軟件LICPSS在線實(shí)時(shí)模型RTS、培訓(xùn)模型TRS、離線動(dòng)態(tài)和靜態(tài)模擬系統(tǒng)LICGAS三大部分。在線實(shí)時(shí)模型和培訓(xùn)模型運(yùn)行在調(diào)度中心的SCADA局域網(wǎng)上的模擬工作站和培訓(xùn)工作站上,離線模型運(yùn)行在離線的PC機(jī)上。43實(shí)時(shí)管道模擬軟件LICPSS在線實(shí)時(shí)模型RTS、培訓(xùn)模型在線實(shí)時(shí)模型①數(shù)據(jù)接收和傳送,應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)確定以時(shí)間為自變量,計(jì)算那些不在監(jiān)控位置上的壓力、溫度、密度和流量的過(guò)程變量;②計(jì)算管段的壓力、溫度、流量、氣體密度剖面和儲(chǔ)氣量;③根據(jù)當(dāng)前輸氣狀態(tài)和將來(lái)管線的設(shè)備狀態(tài)變化,預(yù)測(cè)儲(chǔ)氣量和壓力、溫度、流量、密度等剖面,模擬過(guò)程變量,確定預(yù)測(cè)周期并對(duì)將來(lái)24h的用氣量和管線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)一步預(yù)測(cè);④根據(jù)當(dāng)前氣體消耗情況和設(shè)備狀態(tài),預(yù)測(cè)管道中氣量殘存的時(shí)間,優(yōu)化以后的操作;⑤批量跟蹤,并進(jìn)行控制;⑥根據(jù)天氣變化和用戶需要,預(yù)報(bào)供氣量;⑦對(duì)管道模型的自動(dòng)調(diào)峰,以便改進(jìn)計(jì)量和管線運(yùn)行的操作性能;⑧儀表分析,檢測(cè)儀表的精度下降與漂移;⑨壓差檢測(cè);⑩管道泄漏檢測(cè)。44在線實(shí)時(shí)模型①數(shù)據(jù)接收和傳送,應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)確定以時(shí)間為自變4油氣管道SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施現(xiàn)代油氣管道自動(dòng)化管理多采用SCADA系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)外油氣管道設(shè)計(jì)中,SCADA系統(tǒng)已成為必不可少的選擇,已成為管道系統(tǒng)管理和控制的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想：安全性、先進(jìn)性、可靠性、可用性、冗余性、開(kāi)放性、模塊化、擴(kuò)展性、可操作性、可維護(hù)性、三級(jí)控制。454油氣管道SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施現(xiàn)代油氣管道自動(dòng)化管理5長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余技術(shù)長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)要求具有較高的可靠性和安全性，故需要采用冗余技術(shù)構(gòu)成容錯(cuò)控制系統(tǒng)以保障安全高效生產(chǎn)。長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余技術(shù)以硬件冗余為主，時(shí)間冗余和軟件冗余為輔。冗余結(jié)構(gòu)應(yīng)做到可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性兩點(diǎn)。465長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余技術(shù)長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)要求5.1長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)分類（1）僅控制中心主計(jì)算機(jī)冗余（2）控制中心主計(jì)算機(jī)冗余、站PLC分級(jí)冗余（3）控制中心主計(jì)算機(jī)、站PLC采用全冗余結(jié)構(gòu)（4）系統(tǒng)分層多級(jí)冗余（5）全冗余結(jié)構(gòu)（兩套SCADA系統(tǒng)）

475.1長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)分類（1）僅控制中心主5.2SCADA系統(tǒng)控制中心冗余結(jié)構(gòu)（1）服務(wù)器冗余在控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，若只有一套服務(wù)器，則系統(tǒng)存在一個(gè)脆弱點(diǎn)。一旦這套服務(wù)器發(fā)生故障，整個(gè)控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就不能正常監(jiān)視和控制全線工況。（2）局域網(wǎng)冗余在控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置一套完全冗余的局域網(wǎng)將使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，排除因網(wǎng)絡(luò)故障而造成的監(jiān)控失?。?）系統(tǒng)冗余485.2SCADA系統(tǒng)控制中心冗余結(jié)構(gòu)（1）服務(wù)器冗余在6油氣管道SCADA系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)態(tài)6.1RTU技術(shù)的發(fā)展在長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)中，最初的RTU用來(lái)采集本地設(shè)備數(shù)據(jù)并進(jìn)行遠(yuǎn)傳，沒(méi)有邏輯計(jì)算功能。經(jīng)過(guò)發(fā)展，除原有的功能外，增加了數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)整定、復(fù)雜數(shù)據(jù)計(jì)算以及過(guò)程控制功能。6.2軟件的發(fā)展SCADA系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)，圖形用戶接口(GUI)軟件，應(yīng)用功能軟件，數(shù)據(jù)采集軟件以及離線編譯器，圖形編輯，編程軟件，系統(tǒng)診斷軟件等組成。SCADA系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展是朝著聲音控制識(shí)別，提高數(shù)據(jù)處理能力，更快的時(shí)鐘速率，更大的內(nèi)存，更完善的應(yīng)用軟件方向發(fā)展。運(yùn)用多媒體技術(shù)，對(duì)設(shè)備操作運(yùn)作、故障及突發(fā)事件的監(jiān)視、識(shí)別、診斷和預(yù)報(bào)，進(jìn)行聲、光、像等多種信息顯示，提高系統(tǒng)操作的可視性和安全性。496油氣管道SCADA系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)態(tài)6.1RTU技術(shù)的發(fā)展46.3SCADA系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的發(fā)展新一代的SCADA系統(tǒng)具有優(yōu)化支持系統(tǒng)、專家系統(tǒng)的高級(jí)SCADA系統(tǒng)功能。新的SCADA系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),允許多處理器、外設(shè)等通過(guò)公共LAN互聯(lián)起來(lái),它們之間交換數(shù)據(jù)已無(wú)需建立個(gè)別的硬件連接,因此某個(gè)硬件故障不會(huì)影響網(wǎng)上的其它設(shè)備的正常運(yùn)行。506.3SCADA系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的發(fā)展新一代的SCADA系統(tǒng)油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化

輸氣管道自動(dòng)化與SCADA系統(tǒng)51油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化

輸氣管道自動(dòng)化與SCADA系統(tǒng)1自動(dòng)化水平較高的輸氣管道在有關(guān)站場(chǎng)一般均設(shè)置有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用來(lái)調(diào)節(jié)管道工藝運(yùn)行參數(shù)，保證管道在設(shè)置的允許工況范圍內(nèi)安全平穩(wěn)地運(yùn)行。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)鬧與調(diào)節(jié)閥配套的電動(dòng)、氣動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)或氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及檢測(cè)被調(diào)參數(shù)的儀表等組成。

干線輸氣管道的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)52自動(dòng)化水平較高的輸氣管道在有關(guān)站場(chǎng)一般均設(shè)置有自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，1）天然氣管道調(diào)度控制中心的操作員從控制系統(tǒng)的人機(jī)界面（簡(jiǎn)稱監(jiān)控終端）上設(shè)置被調(diào)壓力設(shè)定值。2）調(diào)度控制中心主機(jī)系統(tǒng)模擬量數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)于設(shè)置設(shè)定值的一個(gè)模擬量輸出（AnalogOutput，簡(jiǎn)稱AO）點(diǎn)，將該設(shè)定值輸出傳送給站控系統(tǒng)。PLC,RTU。3）站控系統(tǒng)PLC（或RTU）中的PID（比例—積分—微分）自動(dòng)調(diào)節(jié)程序?qū)⒔邮盏降脑O(shè)定值與通過(guò)壓力變送器檢測(cè)到的壓力現(xiàn)行值進(jìn)行比較，再根據(jù)兩數(shù)值之差（偏差）的大小和PID特性參數(shù)設(shè)置情況確定調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小。531）天然氣管道調(diào)度控制中心的操作員從控制系統(tǒng)的人機(jī)界面（簡(jiǎn)稱4）站控系統(tǒng)PLC（或RTU）將調(diào)節(jié)信號(hào)（一般為4～20mA直流電流信號(hào)）通過(guò)模擬量輸出,輸出傳送給壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)收到的調(diào)節(jié)信號(hào)大小決定壓力調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小，從而進(jìn)行開(kāi)閥調(diào)節(jié)或關(guān)閥調(diào)節(jié)。5）一旦壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值設(shè)置完成，上述第3和第4項(xiàng)將由站控PLC（或RTU）連續(xù)不斷地執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)。在管道自動(dòng)化系統(tǒng)的控制權(quán)限設(shè)置為由站控系統(tǒng)控制的情況下，壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值只能由站控系統(tǒng)的操作員從站控系統(tǒng)的監(jiān)控終端上設(shè)置，設(shè)定值直接進(jìn)入站控PLC（或RTU）的PID調(diào)節(jié)程序。在控制權(quán)限設(shè)置為由調(diào)度控制中心控制的情況下，壓力調(diào)節(jié)設(shè)定值只能由調(diào)度控制中心的操作員在調(diào)度控制中心的監(jiān)控終端上設(shè)置。

544）站控系統(tǒng)PLC（或RTU）將調(diào)節(jié)信號(hào)（一般為4～20mA在管道天然氣管道不同站場(chǎng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)略有不同，主要有四種情況。壓氣站進(jìn)、出站壓力及輸氣流量調(diào)節(jié)進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓調(diào)節(jié)分輸重線分輸壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣干線或分輸支線未站氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)55在管道天然氣管道不同站場(chǎng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)略有不同，主要一、壓氣站進(jìn)、出站壓力及輸氣流量調(diào)節(jié)壓氣站進(jìn)站壓力、出站壓力和出站流量調(diào)節(jié)一般由安裝在出站管道端的調(diào)節(jié)閥完成。調(diào)節(jié)進(jìn)站壓力的目的是保證進(jìn)站的壓力不低于離心式壓縮機(jī)對(duì)吸入壓力的要求，避免抽空；調(diào)節(jié)出站壓力的目的是保證本站下游管道不超壓運(yùn)行，同時(shí)也相應(yīng)地調(diào)節(jié)了本站的外輸氣量；調(diào)節(jié)流量的目的是為了保證均衡穩(wěn)定地輸氣。當(dāng)進(jìn)站壓力低于其設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)閥調(diào)節(jié)，使進(jìn)站壓力上升，直到進(jìn)站壓力不低于其設(shè)定值為止。當(dāng)出站壓力高于其設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行關(guān)閥調(diào)節(jié)，使出站壓力下降，直至出站壓力不高于其設(shè)定值為止。當(dāng)進(jìn)站壓力不低于其設(shè)定值，出站壓力不高于其設(shè)定值，出站流量也不高于其設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開(kāi)閥調(diào)節(jié)。56一、壓氣站進(jìn)、出站壓力及輸氣流量調(diào)節(jié)壓氣站進(jìn)站壓力、出站壓力二、進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓調(diào)節(jié)如果有一條或多條進(jìn)氣支線與輸氣干線連接，應(yīng)對(duì)進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié).保證干線與支線在進(jìn)氣點(diǎn)處的壓力平衡保證干線和進(jìn)氣支線在希望的輸量比例下運(yùn)行避免因進(jìn)氣支線氣壓過(guò)低而導(dǎo)致支線內(nèi)的天然氣進(jìn)入不了干線或因支線氣壓過(guò)高而導(dǎo)致干線進(jìn)氣點(diǎn)上游來(lái)氣量下降，同時(shí)避免進(jìn)氣支線超壓運(yùn)行。進(jìn)氣支線進(jìn)人主干線的氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般設(shè)在支線的起始端（支線首站的出站端）。如果進(jìn)氣支線的首站設(shè)有壓氣設(shè)備，也應(yīng)對(duì)支線流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，將其納入同一調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。如果進(jìn)氣支線輸氣量相對(duì)較小，氣源壓力也比較穩(wěn)定，則可采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)支線首站的出站壓力，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。57二、進(jìn)氣支線進(jìn)入主干線的氣壓調(diào)節(jié)如果有一條或多條進(jìn)氣支線與輸三、分輸支線分輸壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)于從輸氣干線的分輸點(diǎn)或從干線工藝站場(chǎng)分支出去并延伸到天然氣用戶門站的分輸支線，應(yīng)設(shè)置壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以調(diào)節(jié)分輸壓力，保證分輸流量基本穩(wěn)定和分輸支線不超壓運(yùn)行。利用壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)分輸壓力的過(guò)程是，當(dāng)分輸壓力低于其設(shè)定值時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開(kāi)閥調(diào)節(jié)，只要分輸壓力不高于其設(shè)定值，調(diào)節(jié)閥應(yīng)保持全開(kāi)；當(dāng)分輸壓力高于其設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥進(jìn)行關(guān)閥調(diào)節(jié)。如果分輸管線較長(zhǎng)，分輸流量也較大，應(yīng)考慮將分輸流量也納入調(diào)節(jié)系統(tǒng)之中。如果分輸氣量較小，分輸壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)也可以采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。

58三、分輸支線分輸壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)于從輸氣干線的分輸點(diǎn)或從干線四、輸氣干線或分輸支線未站氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣干線或分輸支線的本站與城鎮(zhèn)或用氣大戶的配氣門站連接并向其供氣。本站氣壓（即向配氣門站供氣的壓力）需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證本站向門站按較穩(wěn)定的流量供氣，并保證門站及城鎮(zhèn)配氣管網(wǎng)不超壓運(yùn)行。本站氣壓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)宜采用以壓力調(diào)節(jié)閥為主要設(shè)備構(gòu)成的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。59四、輸氣干線或分輸支線未站氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣干線或分輸支線的干線輸氣管道工藝運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)計(jì)量

自動(dòng)監(jiān)測(cè)天然氣管道工藝運(yùn)行參數(shù)（包括設(shè)備運(yùn)行參數(shù)）是自動(dòng)化輸氣管道監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能之一。不同的工藝站場(chǎng)需要進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)的工藝運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)也不盡相同，主要有以下四種情況。干線或進(jìn)氣支線首站分或支線首站中間壓氣站干線或分輸支線末站

60干線輸氣管道工藝運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)計(jì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)天然氣干線或進(jìn)氣支線首站天然氣中的硫化氫（H2S）含量來(lái)氣壓力、溫度、流量；出站壓力、溫度、流量；調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、節(jié)流差壓；各臺(tái)壓縮機(jī)組（如果設(shè)置有這種設(shè)備的話）的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)。61干線或進(jìn)氣支線首站天然氣中的硫化氫（H2S）含量11分或支線首站進(jìn)站壓力、進(jìn)站氣溫；分輸支線壓力調(diào)節(jié)閥閥后壓力、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、調(diào)節(jié)閥節(jié)流差壓；分輸流量、氣溫、清管站出站壓力，即本站出站干線壓力。

62分或支線首站進(jìn)站壓力、進(jìn)站氣溫；12中間壓氣站進(jìn)站氣壓、氣溫；各臺(tái)壓縮機(jī)的入口氣壓；出站壓力、流量、氣溫；調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、節(jié)流差壓；各臺(tái)壓縮機(jī)機(jī)組的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)。63中間壓氣站進(jìn)站氣壓、氣溫；各臺(tái)壓縮機(jī)的入口氣壓；13干線或分輸支線末站進(jìn)站氣壓、氣溫；壓力調(diào)節(jié)閥上游壓力；向門站供氣的壓力、流量；調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、節(jié)流壓差。

64干線或分輸支線末站進(jìn)站氣壓、氣溫；14輸氣干線首站、末端以及進(jìn)氣支線首站及分輸支線末端等，均需設(shè)置自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的工作原理站控系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的瞬時(shí)流量實(shí)時(shí)傳送給調(diào)度控制中心的主機(jī)系統(tǒng)；主機(jī)系統(tǒng)將按收到的瞬時(shí)流量值（按較短的時(shí)間間隔）連續(xù)地存入其歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中；主機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行的自動(dòng)計(jì)量程序從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中取出相關(guān)瞬時(shí)流量數(shù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理（如累積計(jì)算）；進(jìn)而得出從某時(shí)刻開(kāi)始后一小時(shí)，一天，一月，甚至一季度或一年內(nèi)的累計(jì)買氣量或賣氣量。天然氣管道的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)65輸氣干線首站、末端以及進(jìn)氣支線首站及分輸支線末端等，均需設(shè)置油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng):先進(jìn)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SupervisoryControlandDataAcquisition）應(yīng)用：廣泛用于電網(wǎng)、水網(wǎng)、輸油氣管網(wǎng)、智能建筑等領(lǐng)域，通過(guò)主機(jī)和以微處理器為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程終端裝置RTU、PLC(或其它輸入/輸出設(shè)備的通信收集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，從而保證系統(tǒng)的安全運(yùn)作及優(yōu)化控制。66油氣長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng):先進(jìn)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)主要組成部分遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)、主站計(jì)算機(jī)(包括硬件和軟件)、操作人員數(shù)據(jù)顯示和控制盤及有關(guān)的外圍設(shè)備。RTU是系統(tǒng)中的關(guān)鍵性裝置，是對(duì)運(yùn)行著的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控的最通用的設(shè)備，具有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行最佳控制的能力，目前正朝著分散型智能方向發(fā)展。SCADA系統(tǒng)已由集中控制、集中管理發(fā)展成集散控制、集中管理的方式。主機(jī)更多地用作數(shù)據(jù)采集與分析，常常不必以實(shí)時(shí)的方式運(yùn)行。而由“智能”遠(yuǎn)程終端裝置（RTU）配上先進(jìn)的軟件在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行集散式控制。SCADA系統(tǒng)是不能夠購(gòu)買定型的，對(duì)任何一條管道都存在一個(gè)新開(kāi)發(fā)的過(guò)程，包括它的硬件組成及軟件系列。67主要組成部分遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)、主站計(jì)算機(jī)(包括硬件和軟傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)68傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)18新型SCADA系統(tǒng)69新型SCADA系統(tǒng)19輸油管道現(xiàn)代SCADA系統(tǒng)配置圖70輸油管道現(xiàn)代SCADA系統(tǒng)配置圖2071217222SCADA系統(tǒng)軟件基本SCADA軟件支持軟件應(yīng)用軟件73SCADA系統(tǒng)軟件基本SCADA軟件23SCADA系統(tǒng)的控制功能監(jiān)測(cè)流量、壓力和溫度；啟／停泵；開(kāi)、關(guān)調(diào)節(jié)閥；執(zhí)行邏輯／順序控制；泄漏檢測(cè)及清管控制。一些較先進(jìn)的SCADA系統(tǒng)還具有偶然事故分析；費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)管理；流體質(zhì)量／組分跟蹤；合同監(jiān)督，銷售時(shí)機(jī)分析以及儀器校正等功能。74SCADA系統(tǒng)的控制功能監(jiān)測(cè)流量、壓力和溫度；24管道全線通常按三級(jí)設(shè)計(jì)：第一級(jí)：控制中心集中監(jiān)視與控制；第二級(jí)：站控；第三級(jí)：就地手動(dòng)控制。在一般情況下，使用第一級(jí)控制（站內(nèi)無(wú)人值守），這是SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的控制級(jí)。當(dāng)通信（如微波通信。光纖通信等）出現(xiàn)故障或控制中心主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可使用第二級(jí)控制，這是一種后備手段當(dāng)發(fā)生緊急事故或設(shè)備檢修時(shí)，可使用第三級(jí)控制。75管道全線通常按三級(jí)設(shè)計(jì)：25（1）控制中心主計(jì)算機(jī)功能。①監(jiān)視各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情況，采集各站主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息：a．檢測(cè)量：進(jìn)出站油溫、油壓；首站、末站和分輸站流量；輸油泵機(jī)組（包括原動(dòng)機(jī)及輔機(jī)）的有關(guān)數(shù)據(jù)；油灌液位、油溫及儲(chǔ)油量，泵機(jī)組進(jìn)出口油溫、油壓及流量，燃料油壓力及流量；泵站出站壓力調(diào)節(jié)間的開(kāi)度及閥前、后壓差；站母線電壓、輸油泵電機(jī)電流等。b．報(bào)警信號(hào)：油品進(jìn)站壓力過(guò)低，出站壓力過(guò)高；油灌液位（高、低）超限；停電。輸油泵機(jī)組故障停運(yùn)；出站調(diào)節(jié)間故障；輸油泵機(jī)組軸承溫度過(guò)高，振動(dòng)量過(guò)大；安全閥。泄壓閥動(dòng)作等。C．狀態(tài)量：輸油泵機(jī)組、出站調(diào)節(jié)閥和主要閥門的運(yùn)行狀態(tài)。76（1）控制中心主計(jì)算機(jī)功能。①監(jiān)視各站的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情②向RTU發(fā)布命令，通過(guò)RTU進(jìn)行遠(yuǎn)方操作、控制：a．從遠(yuǎn)方各輸油站PLC采集數(shù)據(jù)，監(jiān)視各輸油站工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行情況。記錄重要事件的發(fā)生，工藝參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)超限報(bào)警，顯示、打印報(bào)警報(bào)告。b．給遠(yuǎn)方各輸油站的PLC發(fā)送指令（同時(shí)進(jìn)行指令記錄），程序自動(dòng)啟停機(jī)組、開(kāi)關(guān)閥門及自動(dòng)切換工藝流程。c．對(duì)需要調(diào)節(jié)的主要參數(shù)如壓力、油溫、流量進(jìn)行遠(yuǎn)方給定和自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)各輸油站的工藝參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的報(bào)警值及停機(jī)（跳閘）設(shè)定值可進(jìn)行遠(yuǎn)方修改。d．顯示管道全線的工作狀態(tài)，打印管道全線運(yùn)行報(bào)告。e．對(duì)管道全線密閉輸送進(jìn)行水擊超前保護(hù)控制。f．對(duì)管道全線進(jìn)行實(shí)時(shí)工藝計(jì)算和優(yōu)化運(yùn)行控制。g．對(duì)管道全線進(jìn)行清管控制。h．對(duì)管道全線及各站運(yùn)行的設(shè)備狀態(tài)及工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)行趨勢(shì)顯示和歷史趨勢(shì)顯示。i．對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的故障與事件等具有自檢功能。j．用系統(tǒng)的外圍輔助設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)編制和顯示圖像編制。77②向RTU發(fā)布命令，通過(guò)RTU進(jìn)行遠(yuǎn)方操作、控制：27（2）就地控制系統(tǒng)RTU的主要功能①過(guò)程變量巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理；②向控制中心報(bào)告經(jīng)選擇的數(shù)據(jù)和報(bào)警；③提供畫面、圖象顯示；④除執(zhí)行控制中心的控制命令外，還可獨(dú)立進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)PID及其它控制；⑤實(shí)現(xiàn)流程切換；⑥進(jìn)行自診斷程序，并把結(jié)果報(bào)告控制中心；⑦提供給操作人員操作記錄和運(yùn)行報(bào)告。78（2）就地控制系統(tǒng)RTU的主要功能①過(guò)程變量巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)功能SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。它利用各種通信線路，把主計(jì)算機(jī)與分散在遠(yuǎn)處的RTU有機(jī)地連接起來(lái)，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換和處理。79（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)功能SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)重要2SCADA自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件2.1軟件構(gòu)成SCADA系統(tǒng)軟件分為控制中心軟件和站控系統(tǒng)軟件；它們通常又可分為系統(tǒng)軟件、過(guò)程軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的程序。系統(tǒng)軟件質(zhì)量的好壞對(duì)過(guò)程軟件、應(yīng)用軟件能否正常工作及編制程序、調(diào)制程序的方便性有直接影響。過(guò)程軟件一般由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供應(yīng)廠家提供，用戶有時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行修改，通常是模塊化，采用填空式或?qū)υ捠竭M(jìn)行編制。應(yīng)用軟件是在過(guò)程軟件的基礎(chǔ)上編制出來(lái)的，是面向用戶本身的程序。它由用戶、咨詢公司或系統(tǒng)供應(yīng)廠家研制開(kāi)發(fā)。應(yīng)用軟件是SCADA系統(tǒng)最重要的組成部分。802SCADA自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件2.1軟件構(gòu)成30（1）控制中心軟件（a）系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，管理和監(jiān)視主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)多功能軟件，系統(tǒng)安全保護(hù)軟件，故障檢測(cè)及恢復(fù)軟件，主計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件，系統(tǒng)生成和初始化軟件，用于維護(hù)和修改軟件系統(tǒng)的實(shí)用程序軟件，程序開(kāi)發(fā)，編譯用戶編寫的高級(jí)語(yǔ)言程序等。（b）過(guò)程軟件。過(guò)程軟件包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，網(wǎng)絡(luò)通信控制軟件，信息采集系統(tǒng)軟件，報(bào)警顯示生成、趨勢(shì)顯示軟件，報(bào)告生成軟件，系統(tǒng)重新啟動(dòng)軟件等。（c）應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件包括：管道操作監(jiān)視、控制軟件，報(bào)告、檢測(cè)及實(shí)時(shí)管道模擬軟件，水擊控制軟件等。81（1）控制中心軟件（a）系統(tǒng)軟件。31（2）站控系統(tǒng)軟件站控系統(tǒng)軟件一般包括下列內(nèi)容：操作系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)采集、記錄、處理、顯示、監(jiān)視、趨勢(shì)顯示軟件，報(bào)警和正常停機(jī)控制軟件站壓力閉環(huán)控制軟件泵機(jī)組或設(shè)備控制軟件故障診斷軟件，與控制中心和其它站的通信控制軟件其它控制及站應(yīng)用軟件等。82（2）站控系統(tǒng)軟件站控系統(tǒng)軟件一般包括下列內(nèi)容：322.2軟件介紹（1）目前在自動(dòng)監(jiān)控領(lǐng)域中占有領(lǐng)先地位的WindowNT操作系統(tǒng)下的S／3SCADA系統(tǒng)美國(guó)GSE公司開(kāi)發(fā)、研制的WindowNT操作系統(tǒng)下的S/3SCADA系統(tǒng)軟件（Version4.1它集現(xiàn)代控制技術(shù)、管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)和視頻技術(shù)于一身，緊跟新技術(shù)的發(fā)展，特別適用于輸油長(zhǎng)輸管道。832.2軟件介紹（1）目前在自動(dòng)監(jiān)控領(lǐng)域中占有領(lǐng)先地位的W軟件的功能：①通訊服務(wù)。②系統(tǒng)配置③事件管理系統(tǒng)。④圖形管理系統(tǒng)⑤歷史信息。⑥分配數(shù)據(jù)服務(wù)。84軟件的功能：34系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：①先進(jìn)性。該系統(tǒng)的硬件部分沒(méi)有依賴性，全部采用市場(chǎng)上流動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。③可靠性。SCADANT軟件有分層限權(quán)保護(hù)功能?？蔀槊恳幻到y(tǒng)管理人員和調(diào)度操作規(guī)程人員賦一個(gè)口令和操作名。主要系統(tǒng)軟件可采用冗余結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)重新定位。③實(shí)用性。數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序的維護(hù)可以遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)兩種方式進(jìn)行，這取決于所選用的RTU設(shè)備。存在問(wèn)題：漢化方式分成內(nèi)核漢化和界面漢化兩種，目前該系統(tǒng)只有界面漢化并且處于考機(jī)階段，有待于進(jìn)一步做工作。85系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：35（2）具有良好界面和兼容性的OASYS5.2系統(tǒng)軟件該軟件是加拿大VALMET自動(dòng)化系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)的。OASYS5.2（以下簡(jiǎn)稱OASYS）系統(tǒng)具有良好的界面，能很好地與其它軟件兼容。應(yīng)用該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全線啟停高度自動(dòng)化，在管道自動(dòng)化管理方面可達(dá)到世界先進(jìn)水平。86（2）具有良好界面和兼容性的OASYS5.2系統(tǒng)軟件363SCADA在我國(guó)油氣管道的應(yīng)用80年代以前,我國(guó)長(zhǎng)輸管道基本上是常規(guī)儀表檢測(cè)、就地控制;80年代中期以來(lái),在鐵嶺-大連輸油管線和東營(yíng)-黃島輸油管道復(fù)線上引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù),填補(bǔ)了我國(guó)管道應(yīng)用SCADA系統(tǒng)的空白,達(dá)到國(guó)外80年代水平;在鐵嶺-秦皇島輸油管線和輪南-庫(kù)爾勒輸油管線上采用了我國(guó)自行設(shè)計(jì)的SCADA系統(tǒng)。873SCADA在我國(guó)油氣管道的應(yīng)用80年代以前,我國(guó)長(zhǎng)輸管SCADA系統(tǒng)在陜京輸氣管道工程的應(yīng)用

88SCADA系統(tǒng)在陜京輸氣管道工程的應(yīng)用38監(jiān)控對(duì)象4座有人值守的計(jì)量站包括靖邊首站、北京末站、琉璃河分輸站及去天津的支線分輸站—永清站,沿線9座無(wú)人值守的帶RTU的遙控閥室;7座無(wú)人值守的清管站(含陰極保護(hù));3個(gè)輸氣管理處設(shè)有遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng),可對(duì)其管轄段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)視。89監(jiān)控對(duì)象4座有人值守的計(jì)量站包括靖邊首站、北京末站、琉璃河三級(jí)控制1從調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制北京調(diào)度控制中心對(duì)全線運(yùn)行實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度管理.2站控系統(tǒng)ACS的集中監(jiān)視,分散控制3就地手動(dòng)控制(1)站遠(yuǎn)程操作(2)站就地操作90三級(jí)控制1從調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制40系統(tǒng)配置陜京管道SCADA/POAS系統(tǒng)是德國(guó)CEGELECAEC自動(dòng)化工程公司提供該公司自己的產(chǎn)品ViewStar750(簡(jiǎn)稱VS750)作為調(diào)度中心的SCADA系統(tǒng)軟件PCViews輸氣管理處監(jiān)視系統(tǒng)的軟件,以ModiconPLC作為站控系統(tǒng)的RTU,FactoryLink軟件作為站控系統(tǒng)的MMI。美國(guó)休斯通信公司提供的衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從調(diào)度中心到各站,輸氣管理處主通信線路的通信,備用通道為公用電信網(wǎng)PSTN。91系統(tǒng)配置陜京管道SCADA/POAS系統(tǒng)是德國(guó)CEGELSCADA系統(tǒng)的核心軟件VS750在不同窗口中顯示各種畫面,包括陜京輸氣管道全線走向圖、全國(guó)陸上油氣管網(wǎng)圖、各站控系統(tǒng)的