天然气长输管道生产调度系统分析
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作者:陈楚怡
摘 要：作为能源消耗和生产大国，我国油气资源主要集中于华北、东北、西部地区，主要油气使用区则为沿海及东部地区，因此我国建设有大量天然气长输管道。为了保证天然气长输管道较好地服务于天然气的长距离运输，天然气长输管道生产调度系统的建设必须得到重点关注。基于此，该文简单分析了天然气长输管道生产调度系统的职能，并深入探讨了系统的建立路径，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：天然气长输管道 生产调度系统 SCADA系统
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（a）-0081-02
天然气长输管道具备高效、迅速、规模经济特点，同时具备多起源输送、多管多加压、运输方便快捷特征，而为了保证天然气长输管道较好服务于天然气的长距离运输，天然气长输管道生产调度系统的建设必须得到重点关注，该文研究的现实意义可见一斑。
1 天然气长输管道生产调度系统的职能分析
1.1 组织职能
生产调度部门需通过天然气长输管道生产调度系统实现针对性的目标和计划制定，以此进行各生产要素的综合组织，并形成一个有机整体。组织职能需贯穿于生产调度系统的全过程，主要内容包括前期准备、队伍组建、生产运行等。
1.2 管理职能
管理职能需基于生产调度系统实现具有权威性和强制性的管理操作，以此实现较为合理的工作人员调度安排。为保证生产调度部门能够基于系统实现高水平的调度管理，相关地位和权力的赋予必须得到重点关注[1]。
1.3 控制职能
为有效发挥控制职能，天然气长输管道生产调度系统必须具备较高的监督和控制能力。以此围绕相关环节、部门以及重要活动开展严格的监督与控制，各类资源的整合可由此获得有力支持，天然气长输管道生产调度水平也将实现长足提升。
1.4 服务职能
天然气长输管道生产调度系统还需要在生产过程中为各部门提供后勤保障服务，如水电、通信、财力、人力等方面的服务，生产调度有效性可得到较好保障。
1.5 协调职能
在社会化大生产的过程中，天然气长输管道生产调度系统必须保证各环节、各部门的步调统一，因此系统必须较好服务于各方利益的协调，生产调度工作需由此及时、细致的开展。
2 天然气长输管道生产调度系统的建立路径
2.1 生产调度体系建立
为有效发挥天然气长输管道生产调度系统的职能，生产调度体系的建立必须得到重视，具體建立路径如下：（1）调度组织网络。需通过网络组织方式实现天然气长输管道的生产调度，并保证天然气长输管道建设至运营过程运管的完善性。点多、线长、面广属于生产初期必须面临的问题，此时的调度手段往往较为单一，信息传递工具也较为简单，因此必须充分应用现代化技术和手段，以此保证管道网络建设平衡性，网络必须在其中充分发挥保障作用，以此满足信息传递、生产顺利进行需要。（2）自动化建设。天然气长输管道生产调度需全天候进行，因此相关工作人员必须拥有较高的心理素质，并对安全等方面存在高度重视，而为了减少失误等问题的发生几率，需由多名调度人员负责工作，并加强自动化层面的建设，以此实现数据的远程采集、系统的远程控制、生产的科学指挥，生产调度的经济性、有效性可由此进一步提升。（3）制度建设。天然气长输管道生产调度制度建设需基于24h工作制，并有针对性地建立轮换值班制度，以此满足安全保障、生产责任履行需要。此外，还应结合系统特点有针对性地建设生产会议制度、现场调度制度、岗位系统责任制度，以此实现专人专责，生产调度的有序进行即可获得有力支持[2]。
2.2 SCADA系统的引入
2.2.1 实例概况
为提升研究的实践价值，该文选择了某天然气主干线作为研究对象，管道主干线全长约250km，设计输气量为每年30亿m3，管径、设计压力分别为711mm、6.3MPa。全线共存在5座输气站场，为满足生产调度需要，研究对象天然气主干线基于SCADA系统建立了天然气长输管道生产调度系统，该系统由5座站控系统和1座调控中心系统组成，采用了客户服务器技术（分布式处理），同时继承了管道高级仿真应用软件，数据通道选用同沟敷设的光缆。在SCADA系统支持下，站控系统与调控中心系统的生产数据实时采集、存储得以顺利实现，其同时具备可燃气体监视、管道阴极保护数据监视、电动球阀和调压阀控制以及强大的报警功能，在监控摄像头的支持下，SCADA系统可实现全天候的生产重要部位监视与管道输气仿真，该系统具备的强大扩展功能也能够为天然气长输管道生产调度系统的发展完善提供支持，自动监控、自动记录、自动报警等功能在其中发挥着关键性作用[3]。
2.2.2 系统功能及构成
天然气长输管道生产调度系统的最高控制层为调控中心，整个管道的控制和管理均由其负责。调控中心由投影仪工作站、培训工作站、模拟仿真工作站、调度员站、操作员站、工程师站组成，整体系统的管理由工程师站负责，但其不参与具体的生产运行管理，仅负责基于生产需要的维护;调度中心大屏幕的控制由投影仪工作站负责，各站监视终端的显示也由其负责;模拟仿真服务器与模拟仿真工作站需实现紧密配合，为实现天然气长输管道的模拟仿真，还需得到管道高级仿真应用软件的支持，以此为生产调度工作提供依据。
配备互为冗余的实时服务器2台以满足调控中心运行需要，同时安装Versant对象实时数据库，各个输气站服务器的生产数据读取和发送采用TCP/IPLAN（SCADA系统），因此调控中心还具备历史数据存储功能;调控中心还配有安装Oracle历史数据库管理系统的历史数据服务器1台，以此存储和管理历史数据;为满足系统生产信息的对外发布需要，配置有Web服务器，在网络的支持下，Web服务器能够与2台实时数据服务器（SCADA）实现不间断的通信，扫描参数的实时存储可由此实现，用户对相关信息的浏览访问也能够在WEBSERVER支持下得以实现。为实现系统时钟同步，采用了内置FEP通讯前置的设计，通过NTP协议与GPS系统提供的标准时钟信号，即可保证整个天然气长输管道生产调度系统各部分时间同步处于10ms内。
2.2.3 站控系统功能及构成
该系统由网络通信设备、IO设备、流量计算机、PLC（互为冗余）组成，PLC为整个系统的核心，由此定期扫描IO设备和流量计算机，即可实现生产数据的实时获取，数据可由网络传输至调控中心和操作站。采用双机热备结构的PLC，以满足控制命令的传递需要，系统的可靠性也能够由此得到保障，PLC的型号为Quantum系列的67160，由施奈德生产。此外，电源模块、PLC内部网络、网络模块同样采用了冗余配置设计，整个系统的扫描速率高达0.3ms/K;采用1台工业计算机作为操作员站，组态基于各个站的生产与工艺进行。通过与PLC通信，操作员站可发送指令并获取生产信息，也能够根据生产数据的记录、现实进行生产状况的判断;采用超声波流量计作为流量计算机，IO设备主要连接现场的电动调压阀、电动球阀、温度变送器、压力变送器。
3 结语
综上所述，天然气长输管道生产调度系统的建设存在较高现实意义，在此基础上，该文涉及的生产调度体系建立、SCADA系统的引入等内容，则提供了可行性较高的系统建设路径，而为了更好地发挥系统效用，系统的日常管理、状态化检修同样需要得到重视。
参考文献
[1] 高小东.天然气长输管道安全管理存在问题及对策探究[J].山东工业技术，2019（13）：88.
[2] 宋奕.天然气长输管道调度优化及压缩机负荷控制管理综述[J].石化技术，2018，25（7）：255.
[3] 刘磊.探析天然气长输管道生产调度系统[J].化工管理，2016（21）：212.
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