江西省天然气有限公司 江西南昌 330096
摘要：近些年随着国家资源开发力度的不断加强，对于天然气的开发投入了较大的精力。并且随着城市管网的发展，传统的调度方式已经不能适应现代燃气传输的需要，尤其是对于天然气长输管道的管理方面。现阶段很多天然气企业都采用了集中控制、一级调度的天然气输气场站的SCADA系统，从而实现了对于天然气输气场站工艺参数的实时采集、远程控制、事故报警以及气量调节等方面的功能。所以建设天然气输气站SCADA系统是提升管道运营管理水平一项非常重要的手段，对于燃气企业降低安全风险、节约人工成本、降低劳动强度具有非常重要的意义。
关键词：天然气；输气场站；SCADA系统；设计
1 SCADA系统概述
SCADA（SupervisorControlAndDataAcquisition）系统，即监测监控及数据采集系统。它可以实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的自动控制，对工艺流程进行全面、实时的监视，并为生产、调度和管理提供必要的数据。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
2天然气输气场站SCADA系统的设计
2.1系统的各项功能模块
2.1.1流量计算机参数查看功能
借用人机交互界面的流程图能够同步得到现场流量计算机的数据，据此，天然气输气站工作人员便能够有效实现对天然气实际流速的观测，并对速度进行合理控制，为确保输气任务的顺利完成打下坚实基础。
2.1.2工艺系统参数的查看功能
借用人机交互界面的流程图能够对工艺区设备运行的各项参数予以显示，主要内容包含天气热输配过程中的温度、压力及差压等，压力容器运行过程中产生的压力、工艺区可燃气体浓度等各个方面。凭借该项功能，能够对场站的运行情况及时掌握，确保生产顺利进行。
2.1.3交换操作权限
该项功能能够确保不同用户之间实现有效登录，且工作人员不同，其操作权限也不尽相同。比如，计量人员和操作人员分别登录系统账户时，其获取功能具有很大的区别，其中计算人员没有操作设备的权限，避免由于误操作造成的风险。
2.1.4进行开关阀操作
天然气输气站的操作人员若是需要通过远程操作来改变工艺阀门的状态就可以应用此功能。利用远程操作功能，能够有效改变工艺流程阀门的状态，以免现场出现危险情况。
2.1.5组分设定功能
如果天然气的组分出现变化，那么天然气输气场站相关工作人员需要对计量仪表显示的天然气组分值进行修正。通过此功能可以进行远程操作，不需要去工艺区进行实际修正，防止现场发生操作危险。
2.1.6报表查询功能
借助此功能能够获得所有时间的相关数据，这样生产管理人员就能进行实时数据管理，能够掌握生产的动态情况，并且能够自动形成报表，从而防止了人为失误造成的填表错误，节省了劳力，降低了成本。
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2.1.7曲线的查询功能
通过此功能能够得知某一阶段工艺参数的变化情况，从而掌握工艺的变化规律用于生产方面的指导，为科学生产提供决策依据。另外，借助于趋势变化曲线可以发现生产过程中的异常情况，对于不合理的工况进行技术纠正，防止生产事故的发生。
2.1.8实时报警查看功能
借助此功能可以对发生报警的工艺异常情况进行查看，从而了解到异常情况内容，严重程度等内容，进而采取针对性的措施进行解决，确保相关设备的正常运行。
2.1.9地图索引功能
借助此功能能够将天然气输气站的地理情况直观的展示出来。另外通过此项功能，能够进行不同天然气输气站工艺流程界面的切换，从而对不同的天然气输气站设备进行操作，充分了解不同工艺场站的工况。
2.1.10用户管理功能以及权限管理功能
可以按照职责不同将用户分成系统管理员、站场用户、计量管理用户以及调度员等，不同类型用户具有不同的使用权限，用户管理的功能就在于进行用户的增加、变更以及删除功能，并且可以提供密码变更的功能。具体来说，系统功能权限主要可以分为系统管理员权限、计量管理用户权限、站场用户权限、调度员用户权限等四种情况。其中，最高等级的权限应该是系统管理员权限，主要由资讯、查看、变更设备参数以及天然气组分参数等权限。
2.2系统架构图分析
通常可以将系统设计分为中心控制、场站控制和就地控制三级。整个系统运用的是三点一线式的结构形式，具体包含天然气输气站、现场仪表、通信网络以及调度室服务器等内容，这样就可以对其分散性的进行控制，并且可以通过集中的方式进行管理。（1）调度中心控制等级：此功能设置在调度中心，能够采用远程监控的方式进行场站监测有效实现对全线场站的远程监控，为平台调度管理的统一性提供强有力的技术支撑。该项功能主要可以用于工作站报警。实时监测、数据查询和打印等方面。（2）站场控制等级：此功能需要在每个场站进行设置，利用站控系统实现对场站内设备所处状态及工艺变量的实时监控、数据采集和处理。这就要求场站内至少需要设置一台操作员站或者工程师站，从而实现对站内有关数据的监控和处理。（3）该项功能主要是通过对工艺单体或者相关设备进行自动或者手动操作实现就地控制。
3天然气输气场站SCADA系统的实现
3.1调度中心系统的实现
调度中心系统主要可以分成三部分，包括中心总览部分、站场详细信息部分以及用户管理部分。调控中心的监控系统属于天然气输气SCADA系统的核心控制系统，操作人员可以启用其所具有的中心组态画面了解整个管网实时系统的实际情况。中心系统的DAServer直接和各个场站的PLC进行连接，从而形成较为独立的数据采集系统。利用主索引图可以进行不同场站的切换，这样就能够对其进行监视以及操作，并且能够对用户以及相应权限进行管理。除此之外，调度中心的SCADA还能够对中控以及站控操作的权限进行切换。
3.2站场系统的实现
天然气场站控制系统主要包括前端采集模块、集中采集控制器以及监控主机等等。中间层的数据采集控制器主要是通过PLC对下层的相关数据进行收集整理，并将其传输到监控主机。前端的数据采集模块是以ADAM系列I/O模块为主，这些I/O模块对于不同类型的接口连接方式都适用，同时可以和底层的现场设备进行连接。此系统采用较高性能的技术指标，能够保证控制器以及相关模块在比较恶劣的条件下进行运行，并且在面板设计方面也更加的简单灵活。
3.3就地控制的实现
现场控制软件利用以太网等方式和下层的数据采集控制器PLC或者是ADAM进行相应数据的传输，不但能够从控制器中得到现场相关数据内容，还能够向下层发出指令利用控制器对底层设备的运行情况进行控制。
4结语
天然气输气站SCADA系统是一个大型的计算机数据采集、监视、管理网络系统。采用客户/服务器模式结构，建设一个调度控制中心为主站，在各输气场站、增压站、储配站、调压站、气源站分别建立一个站控系统（子站），调控中心与个子站之间采用光缆通信及公网通信通道相连，组成一个开放的星型网络系统。采用SCADA系统能对管网及关键场站进行监视控制，实时掌握管网运行数据，为指导生产及管理提供准确决策依据，为进一步提高燃气管网输配的科学性和供气安全性。
参考文献：
[1]徐林宏，邓月光.中压天然气管网SCADA系统的设计与实现.上海煤气，2016.12（1）：37-40.
[2]董春红，石春锁.站控SCADA系统的实现.天然气工业.2016.25（2）149~151.
论文作者:姜博,田伟,袁世朋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/17
标签：场站论文; 天然气论文; 系统论文; 功能论文; 输气论文; 操作论文; 工艺论文; 《防护工程》2018年第16期论文;