陳楚怡

摘? 要：作為能源消耗和生產(chǎn)大國，我國油氣資源主要集中于華北、東北、西部地區(qū)，主要油氣使用區(qū)則為沿海及東部地區(qū)，因此我國建設有大量天然氣長輸管道。為了保證天然氣長輸管道較好地服務于天然氣的長距離運輸，天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的建設必須得到重點關注?；诖耍撐暮唵畏治隽颂烊粴忾L輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的職能，并深入探討了系統(tǒng)的建立路徑，希望由此能夠為相關業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)。

關鍵詞：天然氣長輸管道? 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)? SCADA系統(tǒng)

中圖分類號：TE973 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0081-02

天然氣長輸管道具備高效、迅速、規(guī)模經(jīng)濟特點，同時具備多起源輸送、多管多加壓、運輸方便快捷特征，而為了保證天然氣長輸管道較好服務于天然氣的長距離運輸，天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的建設必須得到重點關注，該文研究的現(xiàn)實意義可見一斑。

1? 天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的職能分析

1.1 組織職能

生產(chǎn)調(diào)度部門需通過天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)針對性的目標和計劃制定，以此進行各生產(chǎn)要素的綜合組織，并形成一個有機整體。組織職能需貫穿于生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的全過程，主要內(nèi)容包括前期準備、隊伍組建、生產(chǎn)運行等。

1.2 管理職能

管理職能需基于生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)具有權(quán)威性和強制性的管理操作，以此實現(xiàn)較為合理的工作人員調(diào)度安排。為保證生產(chǎn)調(diào)度部門能夠基于系統(tǒng)實現(xiàn)高水平的調(diào)度管理，相關地位和權(quán)力的賦予必須得到重點關注[1]。

1.3 控制職能

為有效發(fā)揮控制職能，天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)必須具備較高的監(jiān)督和控制能力。以此圍繞相關環(huán)節(jié)、部門以及重要活動開展嚴格的監(jiān)督與控制，各類資源的整合可由此獲得有力支持，天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度水平也將實現(xiàn)長足提升。

1.4 服務職能

天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)還需要在生產(chǎn)過程中為各部門提供后勤保障服務，如水電、通信、財力、人力等方面的服務，生產(chǎn)調(diào)度有效性可得到較好保障。

1.5 協(xié)調(diào)職能

在社會化大生產(chǎn)的過程中，天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)必須保證各環(huán)節(jié)、各部門的步調(diào)統(tǒng)一，因此系統(tǒng)必須較好服務于各方利益的協(xié)調(diào)，生產(chǎn)調(diào)度工作需由此及時、細致的開展。

2? 天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的建立路徑

2.1 生產(chǎn)調(diào)度體系建立

為有效發(fā)揮天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的職能，生產(chǎn)調(diào)度體系的建立必須得到重視，具體建立路徑如下：（1）調(diào)度組織網(wǎng)絡。需通過網(wǎng)絡組織方式實現(xiàn)天然氣長輸管道的生產(chǎn)調(diào)度，并保證天然氣長輸管道建設至運營過程運管的完善性。點多、線長、面廣屬于生產(chǎn)初期必須面臨的問題，此時的調(diào)度手段往往較為單一，信息傳遞工具也較為簡單，因此必須充分應用現(xiàn)代化技術和手段，以此保證管道網(wǎng)絡建設平衡性，網(wǎng)絡必須在其中充分發(fā)揮保障作用，以此滿足信息傳遞、生產(chǎn)順利進行需要。（2）自動化建設。天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度需全天候進行，因此相關工作人員必須擁有較高的心理素質(zhì)，并對安全等方面存在高度重視，而為了減少失誤等問題的發(fā)生幾率，需由多名調(diào)度人員負責工作，并加強自動化層面的建設，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程采集、系統(tǒng)的遠程控制、生產(chǎn)的科學指揮，生產(chǎn)調(diào)度的經(jīng)濟性、有效性可由此進一步提升。（3）制度建設。天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度制度建設需基于24h工作制，并有針對性地建立輪換值班制度，以此滿足安全保障、生產(chǎn)責任履行需要。此外，還應結(jié)合系統(tǒng)特點有針對性地建設生產(chǎn)會議制度、現(xiàn)場調(diào)度制度、崗位系統(tǒng)責任制度，以此實現(xiàn)專人專責，生產(chǎn)調(diào)度的有序進行即可獲得有力支持[2]。

2.2 SCADA系統(tǒng)的引入

2.2.1 實例概況

為提升研究的實踐價值，該文選擇了某天然氣主干線作為研究對象，管道主干線全長約250km，設計輸氣量為每年30億m3，管徑、設計壓力分別為711mm、6.3MPa。全線共存在5座輸氣站場，為滿足生產(chǎn)調(diào)度需要，研究對象天然氣主干線基于SCADA系統(tǒng)建立了天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)由5座站控系統(tǒng)和1座調(diào)控中心系統(tǒng)組成，采用了客戶服務器技術（分布式處理），同時繼承了管道高級仿真應用軟件，數(shù)據(jù)通道選用同溝敷設的光纜。在SCADA系統(tǒng)支持下，站控系統(tǒng)與調(diào)控中心系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集、存儲得以順利實現(xiàn)，其同時具備可燃氣體監(jiān)視、管道陰極保護數(shù)據(jù)監(jiān)視、電動球閥和調(diào)壓閥控制以及強大的報警功能，在監(jiān)控攝像頭的支持下，SCADA系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候的生產(chǎn)重要部位監(jiān)視與管道輸氣仿真，該系統(tǒng)具備的強大擴展功能也能夠為天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展完善提供支持，自動監(jiān)控、自動記錄、自動報警等功能在其中發(fā)揮著關鍵性作用[3]。

2.2.2 系統(tǒng)功能及構(gòu)成

天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的最高控制層為調(diào)控中心，整個管道的控制和管理均由其負責。調(diào)控中心由投影儀工作站、培訓工作站、模擬仿真工作站、調(diào)度員站、操作員站、工程師站組成，整體系統(tǒng)的管理由工程師站負責，但其不參與具體的生產(chǎn)運行管理，僅負責基于生產(chǎn)需要的維護;調(diào)度中心大屏幕的控制由投影儀工作站負責，各站監(jiān)視終端的顯示也由其負責;模擬仿真服務器與模擬仿真工作站需實現(xiàn)緊密配合，為實現(xiàn)天然氣長輸管道的模擬仿真，還需得到管道高級仿真應用軟件的支持，以此為生產(chǎn)調(diào)度工作提供依據(jù)。

配備互為冗余的實時服務器2臺以滿足調(diào)控中心運行需要，同時安裝Versant對象實時數(shù)據(jù)庫，各個輸氣站服務器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)讀取和發(fā)送采用TCP/IPLAN（SCADA系統(tǒng)），因此調(diào)控中心還具備歷史數(shù)據(jù)存儲功能;調(diào)控中心還配有安裝Oracle歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)服務器1臺，以此存儲和管理歷史數(shù)據(jù);為滿足系統(tǒng)生產(chǎn)信息的對外發(fā)布需要，配置有Web服務器，在網(wǎng)絡的支持下，Web服務器能夠與2臺實時數(shù)據(jù)服務器（SCADA）實現(xiàn)不間斷的通信，掃描參數(shù)的實時存儲可由此實現(xiàn)，用戶對相關信息的瀏覽訪問也能夠在WEBSERVER支持下得以實現(xiàn)。為實現(xiàn)系統(tǒng)時鐘同步，采用了內(nèi)置FEP通訊前置的設計，通過NTP協(xié)議與GPS系統(tǒng)提供的標準時鐘信號，即可保證整個天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)各部分時間同步處于10ms內(nèi)。

2.2.3 站控系統(tǒng)功能及構(gòu)成

該系統(tǒng)由網(wǎng)絡通信設備、IO設備、流量計算機、PLC（互為冗余）組成，PLC為整個系統(tǒng)的核心，由此定期掃描IO設備和流量計算機，即可實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時獲取，數(shù)據(jù)可由網(wǎng)絡傳輸至調(diào)控中心和操作站。采用雙機熱備結(jié)構(gòu)的PLC，以滿足控制命令的傳遞需要，系統(tǒng)的可靠性也能夠由此得到保障，PLC的型號為Quantum系列的67160，由施奈德生產(chǎn)。此外，電源模塊、PLC內(nèi)部網(wǎng)絡、網(wǎng)絡模塊同樣采用了冗余配置設計，整個系統(tǒng)的掃描速率高達0.3ms/K;采用1臺工業(yè)計算機作為操作員站，組態(tài)基于各個站的生產(chǎn)與工藝進行。通過與PLC通信，操作員站可發(fā)送指令并獲取生產(chǎn)信息，也能夠根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄、現(xiàn)實進行生產(chǎn)狀況的判斷;采用超聲波流量計作為流量計算機，IO設備主要連接現(xiàn)場的電動調(diào)壓閥、電動球閥、溫度變送器、壓力變送器。

3? 結(jié)語

綜上所述，天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的建設存在較高現(xiàn)實意義，在此基礎上，該文涉及的生產(chǎn)調(diào)度體系建立、SCADA系統(tǒng)的引入等內(nèi)容，則提供了可行性較高的系統(tǒng)建設路徑，而為了更好地發(fā)揮系統(tǒng)效用，系統(tǒng)的日常管理、狀態(tài)化檢修同樣需要得到重視。

參考文獻

[1] 高小東.天然氣長輸管道安全管理存在問題及對策探究[J].山東工業(yè)技術，2019（13）：88.

[2] 宋奕.天然氣長輸管道調(diào)度優(yōu)化及壓縮機負荷控制管理綜述[J].石化技術，2018，25（7）：255.

[3] 劉磊.探析天然氣長輸管道生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)[J].化工管理，2016（21）：212.