隨著我國(guó)長(zhǎng)輸管道大型項(xiàng)目的不斷建設(shè)以及通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，管道的自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。自動(dòng)控制系統(tǒng)在輸油輸氣管道的廣泛應(yīng)用，使管道自動(dòng)化技術(shù)得到了不斷的發(fā)展和完善。同時(shí)，管道的智能化程度也得到了很大的提高。大量的實(shí)時(shí)控制信息，維護(hù)信息需要沿線各個(gè)站場(chǎng)及時(shí)傳遞到調(diào)度控制中心，控制中心下達(dá)相應(yīng)管理控制指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制和處理，從而使管道的運(yùn)營(yíng)效率得到了很大提高。
一、自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
針對(duì)長(zhǎng)輸管道及其站場(chǎng)的特點(diǎn)，對(duì)全線站場(chǎng)和閥室的監(jiān)控采用了以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，進(jìn)行管道輸送工藝過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、操作預(yù)測(cè)、優(yōu)化運(yùn)行、調(diào)度和控制管理等工作。全線設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上調(diào)度中心 ( 主調(diào)度中心和分調(diào)度中心 ) 。調(diào)度中心通過(guò)光纜與各個(gè)站場(chǎng)的站控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，完成對(duì)該管道進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理及存儲(chǔ)歸檔、設(shè)備控制、故障處理、安全保護(hù)、報(bào)警等任務(wù)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行跟蹤、輸送調(diào)配、故障檢測(cè)、運(yùn)營(yíng)分析等功能。調(diào)度中心的操作人員通過(guò)工作站提供的管道系統(tǒng)工藝過(guò)程的壓力、溫度、流量、密度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，完成對(duì)管道全線的監(jiān)控及運(yùn)行管理。沿線各站場(chǎng)的站控系統(tǒng)將完成對(duì)該站的數(shù)據(jù)采集、控制、連鎖保護(hù)等任務(wù)，向調(diào)度中心上傳各項(xiàng)數(shù)據(jù)，接受和自動(dòng)執(zhí)行調(diào)度中心下達(dá)的指令。
二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能組成與實(shí)現(xiàn)
自動(dòng)控制系統(tǒng)是由調(diào)度控制中心系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸控制設(shè)備組成，共同完成系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)了三級(jí)控制。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)具備就地手動(dòng)控制功能。在正常情況下，由調(diào)度控制中心對(duì)全線進(jìn)行監(jiān)視和控制。調(diào)度和操作人員在調(diào)度控制中心通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)完成對(duì)全線的監(jiān)視、操作和管理。通常，沿線各站無(wú)須人工干預(yù)，各站的站控系統(tǒng)在調(diào)度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的工作?？刂茩?quán)限由調(diào)度控制中心確定，經(jīng)調(diào)度控制中心授權(quán)后，才允許操作人員通過(guò)站控系統(tǒng)對(duì)各站進(jìn)行授權(quán)范圍內(nèi)的工作。當(dāng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)生故障或調(diào)度控制中心主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障或系統(tǒng)檢修時(shí)，由站控系統(tǒng)完成對(duì)本站的監(jiān)視控制。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備檢修或緊急停車時(shí)，可就地控制。管道沿線的站場(chǎng)均處于調(diào)度控制中心的監(jiān)控之下；另外，重要部位的線路緊急截?cái)嚅y和高點(diǎn)壓力檢測(cè)點(diǎn)也直接納入調(diào)度控制中心的監(jiān)控范圍之內(nèi)。全線的壓力和流量控制由調(diào)度控制中心根據(jù)輸送計(jì)劃和模擬計(jì)算，通過(guò)通信信道將壓力或流量設(shè)定點(diǎn)和相關(guān)指令傳送給有關(guān)的站控系統(tǒng)執(zhí)行。在非正常情況下，根據(jù)沿線的工作情況改變相關(guān)的壓力或流量設(shè)定值，使管道在新的條件下安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。
控制中心控制的范圍和功能包括：
(1) 模擬計(jì)算，包括輸送介質(zhì)計(jì)算模擬、管道泄漏計(jì)算等。
(2) 輸送計(jì)劃的制定：輸送各種介質(zhì)的總量，各分輸站各種介質(zhì)分輸總量、分輸瞬時(shí)流量、分輸時(shí)刻等。
(3) 介質(zhì)界面跟蹤、清管器跟蹤。
(4) 各控制點(diǎn)壓力或流量設(shè)定；在非正常情況下，根據(jù)沿線的工況，改變相關(guān)的壓力或流量設(shè)定值。
(5) 啟輸控制。
(6) 增量或減量輸送控制。
(7) 停輸 ( 包括計(jì)劃停輸和事故停輸 ) 控制。
(8) 啟動(dòng)分輸站，并向其下達(dá)分輸總量和分輸瞬時(shí)流量設(shè)定值以及分輸緊急結(jié)束指令。
(9) 確定各泵站泵的運(yùn)行、停止及運(yùn)行參數(shù)。
(10) 向管道沿線各控制點(diǎn)下達(dá)壓力和流量設(shè)定值。
(11) 直接監(jiān)視控制管道沿線線路緊急截?cái)嚅y和高點(diǎn)壓力檢測(cè)點(diǎn)。
(12) 發(fā)布 ESD 指令，包括線路緊急截?cái)嚅y和各中間泵站進(jìn)站閥門(mén)的控制。
(13) 管道事故處理，如對(duì)管道泄漏、發(fā)生威脅管道安全的水擊、沿線各站非正常關(guān)閉等事故的處理。
(14) 控制權(quán)限的確定。
(15) 通信通道故障時(shí)主備信道的自動(dòng)切換。
(16) 水擊控制保護(hù)。
(17) 報(bào)警和事件打印。
(18) 輸送泵、干線減壓閥和緊急截?cái)嚅y等重要設(shè)備的狀態(tài)顯示。
(19) 管道系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)記錄及趨勢(shì)圖顯示。
站場(chǎng)功能的實(shí)現(xiàn)
全線各站的工藝操作以站控系統(tǒng)為主，控制制中心主要完成全線的災(zāi)害保護(hù)和全線聯(lián)合運(yùn)行的調(diào)控，在站控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也可以利用就地操作按鈕或手柄、手輪等對(duì)泵、閥等設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)的操作。
首、末站在中間站的基礎(chǔ)上增加了消防系統(tǒng) PLC ，采集現(xiàn)場(chǎng)的消防信號(hào)。線路截?cái)嚅y室、高點(diǎn)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)、分輸閥室設(shè)置遠(yuǎn)程終端裝置 RTU ，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)采集第三方智能儀表信號(hào)，并通過(guò)光纖信道傳到主、備用控制中心。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要由站場(chǎng)控制系統(tǒng)來(lái)完成，站場(chǎng)控制功能主要包括：
(1) 首、末站介質(zhì)的接收和發(fā)送。
(2) 本站設(shè)備啟動(dòng)、停運(yùn)和自動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)。
(3) 本站清管器的接收和發(fā)送。
(4) 分輸作業(yè)的實(shí)現(xiàn)。
(5) 工藝流程的實(shí)現(xiàn)。
(6) 接收來(lái)自調(diào)度控制中心的指令和授權(quán)并完成相應(yīng)的操作。
(7) 本站介質(zhì)計(jì)量和流量計(jì)的標(biāo)定。
(8) 摻混的操作。
(9) 本站各種設(shè)備的保護(hù)和調(diào)控。
(10) 向調(diào)度控制中心傳送各種信號(hào)。
(11) 流程顯示。
(12) 數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示。
(13) 報(bào)警和打印。
(14) 動(dòng)態(tài)參數(shù)的記錄及趨勢(shì)圖顯示。
三、系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性
由于長(zhǎng)輸管道輸送距離長(zhǎng)，對(duì)于運(yùn)營(yíng)和維護(hù)方式及手段來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)便、快捷、高效尤為重要。這就對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高的要求，系統(tǒng)安全可靠成了重中之重。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，著重考慮了系統(tǒng)設(shè)備的軟硬件安全性和設(shè)備運(yùn)行的可靠性。同時(shí)，通信信道交換的穩(wěn)定度和可靠度，將直接影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行。長(zhǎng)輸管道的通信系統(tǒng)和自控系統(tǒng)有完好的接入方式，提供了豐富的點(diǎn)到點(diǎn)、端到端的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控。
自控系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管道上的發(fā)展和應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)和運(yùn)行管理的安全性和可靠性，降低了惡劣工作環(huán)境對(duì)操作人員的影響，保證了人員的安全，同時(shí)提高了預(yù)測(cè)突發(fā)事件的能力以及在緊急情況下的快速反應(yīng)和處理能力，減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失，從而帶來(lái)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
（轉(zhuǎn)載）
