天然氣輸氣站站控SCADA系統

第25卷第2期天然氣工業(yè)儲運與集輸工程天然氣輸氣站站控 SCADA系統董春紅石中鎖(北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院)董春紅等.天然氣輸氣站站控 SCADA系統.天然氣工業(yè),2005;25(2):149~151摘要目前,天然氣長(cháng)輸管道工程采用 SCADA系統監控是國內外此類(lèi)工程的基本管理模式。廣義的SCADA系統是一個(gè)多功能的運行管理與監控系統,它可以對管道運行全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監視、控制、模擬、分析、預測、計劃、調度和優(yōu)化,可以對線(xiàn)路及設備狀態(tài)進(jìn)行診斷并采取相應的保護措施。文章以山東濟南區某輸氣站站SCADA系統為例,講解了此類(lèi)系統的一般設計過(guò)程主題詞天然氣長(cháng)輸管道輸氣站場(chǎng)多功能運行管理監視控制系統設計決定 SCADA系統功能的主要是應用軟件與其相連的二次儀表,從而確定采用什么樣的數據利用 Citect軟件,用戶(hù)可以為任何一種工業(yè)應用組采集和流程控制方式。建實(shí)時(shí)監控系統。 Citect軟件設計思想開(kāi)放性、擴展在最終確定所采用的硬件設備時(shí),需要考慮系性強,從而使用戶(hù)可以設計出滿(mǎn)足自己需要的監控統目標。畢竟解決方案要為系統需求服務(wù)。進(jìn)行綜系統。合考查后,擬采用由計算機、RTU(遠程終端單元、系統設計安全柵、繼電器、流量積算儀等設備組成的控制系統。計算機是實(shí)現自動(dòng)化管理的重要設備,其上需1.設計目標及原則要運行監控軟件,由它對系統進(jìn)行統一管理。RTU系統應具備高可靠性和盡可能強的系統能力,標準配置為4個(gè)輸入/輸岀模塊(DI、DO、AI、AO)包括:數據采集、安全監控、系統調節控制、系統自動(dòng)在點(diǎn)數不夠時(shí)可外接相應的模塊;它還帶有2個(gè)以診斷、對生產(chǎn)區內可燃氣體泄漏進(jìn)行監測報警等功太網(wǎng)口,可實(shí)現本地和遠程的高速通信;還具備232能。站控系統在實(shí)時(shí)接受調度中心監控的同時(shí),還485通信能力。另外,在RTU中還可以編寫(xiě)簡(jiǎn)單的應具備足夠的自我支持運行能力,以確保系統的可程序,實(shí)現與計算機的部分冗余控制。它是計算機靠性。調度控制中心的調度和操作人員能通過(guò)操作與現場(chǎng)儀表的中介。流量積算儀用于測量管道中的員工作站提供的管道系統工藝過(guò)程的壓力、溫度、流流量,并能提供其他參數及短期歷史數據。繼電器量、水分含量等信息,完成對管道全線(xiàn)的監控及運行用于數字量反饋及控制。天然氣站控系統硬件結構管理如圖1所示本系統主要為山東濟南區某輸氣管道的改造而系統的工作過(guò)程大致為:現場(chǎng)儀表采集數據,經(jīng)設計,在設計時(shí)需要考慮并實(shí)現在保證安全可靠的安全柵(及繼電器)將信號傳遞到RTU,RTU再通同時(shí),能充分利用原有資源過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口連接將數據傳遞給計算機;計算機對數2.硬件設計據進(jìn)行處理(部分數據由RTU處理),再經(jīng)RTU實(shí)在選擇所采用旳控制設備時(shí),首先要考査現場(chǎng)現對現場(chǎng)設備的監視與控制;與流量相關(guān)的部分數使用的各種一次儀表?，F場(chǎng)采用的儀表主要有:孔據經(jīng)流量積算儀傳遞給計算機板流量計、轉子流量計、球閥、調壓閥、熱敏電阻、壓3.軟件設計力傳感器等。對這些一次儀表或控制設備,需考查其量程、信號形式、信號輸入/輸岀范圍、數量以確定統的YHa中國煤化工其質(zhì)量高低關(guān)系到系CNMH軟件用于處理數據繁本成果為北京英華智科研發(fā)展公司基金資助課題作者簡(jiǎn)介:董春紅,1975年生,碩士;主要研究方向為控制理論與控制工程。地址:(100083)北京市海淀區。電話(huà):(010)62348691,13910186424。E-mail:dchld@abj1860.net運與集輸工程天然氣工業(yè)2005年2月打印機SQL SERVER安全檢查通訊模塊站控系統!請壓閥調壓閥調壓閥球球7球陶「其他站控系統圖1天然氣站控系統硬件結構圖控制設備,并要實(shí)現與調度中心的協(xié)作,同時(shí)它還是圖3站控軟件系統結構圖人機交互的接口。這部分采用 Citect組態(tài)軟件進(jìn)行設計。利用 Citect設計的系統易于擴展,在生產(chǎn)了現在報表和趨勢曲線(xiàn)上,由數據采集/處理、備份/恢藝和信息處理需求發(fā)生變化時(shí),總能與需求保持同復及GU模塊實(shí)現。軟件周期性地生成數據報表.步。另外它與RTU配合緊密可實(shí)現數據在兩者隨時(shí)打印。趨勢曲線(xiàn)可實(shí)時(shí)地監測流量數據的變化間的無(wú)縫交換情況,形象地表示出各種數據的波動(dòng)。備份數據是軟件的人機接口部分設計為圖2所示的結構為了給以后的生產(chǎn)提供參考,這些歷史數據在恢復界面上增加導航條,方便各功能間的轉換。后可通過(guò)報表或趨勢曲線(xiàn)圖查看。各種參數的設置與提取由控制模塊配合GUI控制模塊實(shí)現。對于流量積算儀及其他提供了通信接口的儀表,軟件能讀取并設置其參數。這樣就方便了趨勢曲線(xiàn)操作員的操作,而且所有(或大部分)參數都在一個(gè)L系統參數界面中顯示,給人一種整體而全面的感覺(jué)系統安全性保障。安全性有兩方面的含義工程參數是在操作員發(fā)出正確指令的情況下,系統不會(huì )產(chǎn)生意想不到的動(dòng)作;二是系統不會(huì )被不具有權限的人退出錄員所操作,或不會(huì )被人惡意操作。前者主要由對整退出系統個(gè)系統正確而細致的設計來(lái)保障,而后者就主要靠權限機制來(lái)保障了。在設計時(shí),安全性檢查要包含圖2人機接口結構示意圖到系統的各個(gè)部分。另一方面要檢查操作的可行參照這種結構以及對其他因素的考慮軟件劃性,一方面要檢查發(fā)出指令的操作員權限的有效性分為以下部分:流程控制歷史數據的查看、分析備對于后者將系統劃分為不同的部分,執行每部分操份與輸出、各種參數的設置與提取、系統安全性保作需要相應的權限,同時(shí)將這種權限分配給不同的障、數據警報處理、與RTU通信及數據交換、與調度人。數據警報處理由數據采集/處理模塊處理。對中心的數據交換等(見(jiàn)圖3)。于像壓力這樣的參數,其值必須限定在某個(gè)范圍內流程控制由數據采集/處理控制及人機接囗超出V中國煤化工。所以要對這類(lèi)參數(GU模塊實(shí)現。此功能要體現實(shí)際的工藝過(guò)程,設定CNMH(警報提供主要的流量數據及控制方式。界面要一目了與RTU通信及數據交換。此功能是由以太網(wǎng)然,在設計時(shí)可參照站場(chǎng)工藝流程圖。為媒介的,部分數據旳采集及對現場(chǎng)各控制閥旳操歷史數據的查看、分析、備份與輸出。此功能體作都要通過(guò)RTU。RTU中的變量和 Citect軟件中150第25卷第2期天然氣工業(yè)儲運與集輸工程的變量是通過(guò)地址進(jìn)行映射的,兩者可實(shí)現同步變化,其數據交換是透明的總結與調度中心的數據交換由通訊模塊實(shí)現。通過(guò)本系統實(shí)現了天然氣輸送的遠程監視、控制、數通訊模塊,數據中心與站控系統中的數據采集/處據采集,集中式管理。網(wǎng)絡(luò )通訊功能實(shí)現了智能化理、控制、GUI等模塊聯(lián)系起來(lái),從而實(shí)現數據中心的集中管理。系統成本低、使用可靠,實(shí)現了最初旳對各站的集中控制。設計目標。最后需要說(shuō)明的是,在RTU中需要設計部分程序。RTU要對采集到的模擬量數據進(jìn)行預處理,將參考文獻電壓或電流信號轉換為相應的物理量;它要將計算Ⅰ魏廉敦.天然氣長(cháng)輸管道工程自動(dòng)仳.天然氣與石油機發(fā)出的指令經(jīng)邏輯運算轉換為相應的電信號,從2000;18(3):38~4而控制各種調節閥2吳長(cháng)春,邵國泰.世界天然氣管道發(fā)展水平(5).石油規劃設計,1996;(3):18~21二、系統特點(diǎn)3姚偉,祁國成,從陜京輸氣管道工程 SCADA系統看油氣RTU儀和流量積算儀工作穩定,數據采集和計管道 SCADA系統設計,天然氣工業(yè),2000;20(3):86~891謝安俊,范啟中.陜京輸氣管道 SCADA/POAS系統.天算精確,系統穩定可靠;各路信號均通過(guò)防爆安全柵然氣工業(yè),1998;18(1):73進(jìn)行傳遞,從電氣上保障了系統的安全性;計算機和RTU均具備以太網(wǎng)接口,RTU除了和本地計算機(收稿日期2004-12-08編輯居維清)聯(lián)網(wǎng)外,還可以通過(guò)另一網(wǎng)口連接調度中心,實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的冗余控制;友好的中文界面,操作簡(jiǎn)單易行磨溪氣田掀起增儲上產(chǎn)高潮在2005年1月22日四川石油管理局、西南油氣田公司黨委中心集體學(xué)習中國石油集團公司工作會(huì )議文件過(guò)程中,兩家企業(yè)的領(lǐng)導明確提出了“西南油氣田公司產(chǎn)氣110億立方米,四川石油管理局產(chǎn)氣5億立方米”的目標,特別強調要組織精兵強將,加快磨溪氣田嘉陵江氣藏天然氣開(kāi)發(fā)進(jìn)度,緩解四川油氣田增儲上產(chǎn)的壓力。磨溪氣田位于四川盆地中部。1987年1月,磨9井完成鉆井工程,測試日產(chǎn)量達11.87萬(wàn)立方米,從而發(fā)現了磨溪氣田雷口坡氣藏,探明儲量約250億立方米,建成年產(chǎn)能4億多立方米。此次磨溪氣田會(huì )戰,計劃至少鉆井50口,探明300億立方米儲量建成年產(chǎn)能5億立方米,相當于西南油氣田公司年度鉆井工作量的1/4、探明儲量的1/2、新增產(chǎn)能的1/4兩家單位在進(jìn)行了充分協(xié)商后,制定了強化后勤保障的一系列制度,要求各司其職、各負其責,做到鉆前工程不等井位鉆機不等井場(chǎng)、井隊不等井下施工作業(yè)。由鉆井、泥漿、機械等專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員組成現場(chǎng)技術(shù)服務(wù)"流動(dòng)戰車(chē)",優(yōu)化鉆井參數、井身結構、泥漿性能,摸索提高鉆井速度、保護好油氣層旳方法,并指導推廣確保一個(gè)井隊當年"三開(kāi)三完"。在鉆井設備上,尤其要保證柴油機、泥漿泵和固控設備的性能優(yōu)良,為泵壓升上去、鉆壓加上去、泥漿固相降下來(lái)、鉆井速度提上去創(chuàng )造條件。前,磨溪氣田已部署19口井,有7個(gè)鉆井隊在磨溪氣田開(kāi)始了鉆井作業(yè)。1月26日,四川油氣田將組織有關(guān)專(zhuān)家和技術(shù)人員研討加快磨溪氣田勘探開(kāi)發(fā)建設速度的技術(shù)措施,確保成熟、適用、配套的新工藝、新技術(shù)應用于會(huì )戰中中國煤化工CNMHG石油商報》