摘要：伴随着我国经济的快速发展，城市化进程也在逐渐加快，而油气输送管道的重要作用也在逐渐受到人们的重视，其对城市化的发展具有非常重要的影响。为了更好的实现对油气输送管道的安全管理，我国逐渐将自动化技术引入其中，这大大提高了我国油气管道的安全性，促进城市经济的发展，本文对当前我国油气输送管道安全管理中的自动化技术应用进行了简单的分析。
关键词：油气输送管道;安全管理;自动化技术
前言
油气管道的输送随着经济的发展与科学技术水平的提高，其基础设施的建设也在不断完善中，管道的运输在水陆交通及空运中都是其运输方式之一，也是油气运输最常用、最主要的方式。在进行油气的管道输送时，由于其生产设备的自动化还未得到全面的实现，信息化的水平有些偏低，管理也比较粗放，再加上其本身风险性也比较高，部分地区管线的安全距离不够，管线出现占压，出现一系列安全问题，如管道的腐蚀与老化、管线的穿越与交叉不符合要求、自然灾害、管线的意外冲击破坏等严重的安全隐患。油气的输送管道大多具有线路比较长、系统比较庞大、管道铺设的沿线区域具有复杂的地质条件，影响管道的安全因素有很多，怎样保证油气管道在运输时的安全性能，是目前面对的需要解决的问题。本文以SCADA系统在油气输送管道中的应用为例展开分析。
一、SCADA系统在油气输送管道安全管理中的应用，其主要是通过计算机技术来实现对油气输送管道的自动调控，保证设备的正常运行，实现油气的正常输送。在该系统中具有丰富的控制功能，包括对管道的数据采集以及设备的参数等数据的调节和控制等。像在我国的某一油气输送管道中，其长度较大，传统的控制系统无法实现对全部设备的有效控制，而通过SCADA系统则能够实现对全部设备的有效监控，并将监控数据转化成直观的图形显示，并可实现区域安全联锁，可以实现对危险区域的快速研判和快速切断，加强了对油气输送管道的安全管理能力和最低程度的减少安全危害。
1、功能上的实现
首先是对站场的监控，保证对输油气设备的远程监控和操作能力。然后是系统的自动报警系统，这是保证油气输送管道安全运行的关键，通过SCADA系统的使用，能够对输送管道进行实时的监控，并将数据信息技术传输到中心控制，出现问题后及时进行报警，并对出现问题的管道区域进行全程的监控，为后期问题的处理提供有效的信息。然后是历史数据的记录，在该系统中具有一定的自动处理功能，能够根据监控到的管道运行情况进行有效的分析，将其运行趋势进行显示，从而使相关工作人员能够对管道的运行情况进行准确的预测。最后则是数据的集中传输，在该系统中通过计算机的传输功能将所有的监控数据和计算数据全部传输到调度中心的终端，能够对全管网各类设备、管网运行状况参数、贸易交接计量数据全面直观显示和记录。
2、总体结构
大型长输管线的自动化系统包括站场现场智能数据采集、站场控制、区域控制中心、总控制中心。
2.1智能的数据采集
利用信号的传感器、信号的调整模块、智能的仪表、I/O的模块实现现场的数据采集。智能的调节技术功能在智能仪表中的应用具有非常好的隔离效果、功能也非常强大，并且可以自校准的操作，主要有脉冲的发生器、温度表、电压电流的转换器、压力表等。通信的介质大多以电缆线为主。目前，在工程现场除了传统的智能化模拟量仪表外，数据的采集大部分采用485接口、MODBUS通讯协议，通过RTU或PLC串口卡或串口服务器数据引入SCADA系统数据库中，通过总线技术，油气站场的各种设备如UPS、恒电位仪、火灾监控、电器开关柜、太阳能等设备内部的大量维护、运行、诊断等参数信息上传到远距离的中心控制区域，对于运行设备的状况能够实时监控，极大提高了安全运行效率。
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2.2、站场控制
站场一般情况下采用PLC 或RTU，设置ESD的需要采用高可靠性SIL认证的PLC，为保证本工程系统的可靠性，PLC的控制器，I/O网络，电源等按照冗余配置设计。系统的控制器模块，电源模块，通信模块按照1：1容易配置。站控制PLC系统的热备系统在主机PLC意外发生故障时，备用机PLC自动切换为主机，双机热备系统保证实现主备机之间平稳、无缝的切换。站场可配置操作站（服务器）或触摸屏的人机接口，完成过程监控和安全保护联锁，通过区域中心和控制中心，实现无人站场。采用TCP/IP协议工业网络设备，实现和区域中心，总控制中心的实时数据传输，通信的介质多为光纤、卫星、公用传输网、微波等，传输通道可以实现热备以提高可靠性。
2.3、区域控制中心
在大型管网建设中，设置区域监控中心，设置管理队伍，负责区域内管线、站场、阀室的运行管理和维护。区域控制中心一般情况下设置为SCADA网络中的二级网络层，通过大容量路由器、交换机、服务器，管理本区域内的站场、阀室数据的集成，完成各种监控功能。区域控制中心和总控制中心、站场之间，设置管理权限，在授权情况下完成运行操作功能。。
2.4总控制中心
控制中心是全管网生产调度、油气量的分配、贸易交接量的记录、全管网运行监控。由大容量路由器、交换机、服务器、存储设备、操作维护界面等设备组成。各区域中心数据，也可以各站场、阀室数据实时传入服务器数据库，实现全管网的远程操作。
二、SCADA系统在油气输送管道中的作用
石油天然气行业在近几年的发展速度非常快，再加之经济的发展对油气需求日益增加，油气管道在建设上为了满足社会的需求，处于逐年上升的趋势，但是在建设的同时，很多的输油管线受到了腐蚀与老化等问题的严重威胁，其中还包含一些不法分子为了满足个人利益对油气管道打孔盗油，这使油气管道在运行上受到了严重的安全威胁，SCADA的系统在输油气管道上的应用促进了远程监控在油气管道中的发展，可随时进行数据的采集与实时监控，有利于管道监控保护。通过以上论述，再加上长期的实践与证明，SCADA系统在运行上非常稳定，在操作与管理上也简单、便捷，尤其是其系统功能非常强大，应用于油气的长输管道与输油泵站中，有利于其自动化水平的提高，并且具有非常重要的意义。
在油气的长输管道中应用SCADA的自动化系统，有利于油气的储运工程中管理与生产的自动化水平的提高。在油气的管道安全运行，环境的保护、国家财产的保护中，都为其提供了非常重要的保障，在油气的管道建设与发展中，有利于企业的社会效益与经济效益的提高，应用的前景也是日渐广阔。
三、SCADA系统应用中存在的问题和对策
目前SCADA系统应用中，在数字化数据采集中，主要以485串口和MODBUS协议接入系统，MODBUS是控制系统内部总线通讯协议，传输速率相对比较低，485传输稳定性差，容易断网，在控制实时性和可靠性上还不能满足要求。485串口数据以地址表影射方式传输数据，组态方式原始繁琐，在目前各类设备智能数字化越来高的情况下，组态工作繁重，调试工作量大。尽管各SCADA系统厂家，目前基本以微软操作系统为软件，操作站、路由器、交换机为工业型通用设备，但网络通讯协议是在以太网TCP/IP基本协议下的改造版，主要增加数据传输中的保护措施和数据库刷新中的实时性，各系统厂家的设备不能互联互通，带来在系统改造或扩建时，不同厂家的设备不能满意的连接。目前不同厂家设备之间数据连接，主要是MODBUS和微软OPC方式，对接工作繁琐，可靠性差。从目前技术发展的水平来讲，这些问题是完全可以克服的，通过智能化数据传输标准化、自动化传输标准化，这些问题迎刃而解。
结语
在SCADA的系统中可对全线管网的冲击、腐蚀剂泄露等问题进行自动化的监视，并能进行及时的定位与报警，操作员通过人为核实，对工程的施工量及硬件的投资进行有效的减少，有利于判断的准确性与可靠性的提高。自动化技术的应用，我国的油气输送管道安全管理工作得到了有效的提高，监控更加全面，且能够实现对故障的自动劲爆，减少了人工的投人，保证了管道运行的安全性。
论文作者:陈武
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/23
标签：油气论文; 管道论文; 系统论文; 数据论文; 设备论文; 控制中心论文; 区域论文; 《基层建设》2018年第5期论文;