SCADA系统在普光气田地面集输系统中的应用

　　关键词：集输工程，SCADA系统，过程控制，实时监测，应用
　　摘要：SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与远程调度相结合的自动化系统，已广泛应用于天然气集输、石油化工、供水及水处理、电力系统等诸多领域。SCADA系统可实现实时采集现场数据，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等多方面功能。
　　普光气田由于地理位置的关系集输系统管线地理空间跨度大，生产时效性很强，要求连续运行，确保安全至关重要，而且强调各生产环节的分工与协作，同时追求整个系统的有效运转，因此要求集中统一管理。SCADA系统作为控制管理核心，除负责气量的调配和人员的协调，还能够进行设备运行状况的实时监测、远程操作和生产状况的动态分析，可有效提高管理者对突发事件快速准确地处理能力。通过SCADA系统，建立功能完善的调度管理体系，保证集输管道安全可靠运行，确保企业效益的最大化。
　　一、SCADA系统的发展趋势
　　随着通信技术和网络技术的不断进步，大大促进了SCADA系统的远程监测和控制技术的应用。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制，以及过程控制等诸多领域。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、参数调节以及给类信号报警等各项功能。
　　二、长输管道SCADA系统国内应用情况
　　我国是世界上较早生产天然气的国家之一，真正现代意义上的长输天然气管道在60年前还是空白，新中国成立后，我国四川地区的天然气工业有了迅猛发展，先后建成巴渝线、东石线、卧渝线、付纳线、威青线……等。到目前为止，除四川外其它地区已建成各种口径管道约5000km，主要管线有华北到北京的输气管线，大港到天津的输气管线、濮阳到沧州管线、濮阳到开封的管线、天津到沧州的管线、陕西到北京的输气管线等，连接这些输气管线的两端分别是矿场输气管线和城市输气管线（城市输配管网）。特别是90年代建的陕——京输气管道，它们的自控技术具有当时的国际先进水平；现在建的西气东输管线，它的自控技术具有现代的国际先进水平。
　　三、中国石化川气东送工程中的SCADA系统应用
　　中国石化川气东送工程项目是国家“十一五”重点工程，该项目于2007年4月13日通过国务院正式核准，包括普光气田及周边区块的勘探、开发、集输、净化、外输管道及天然气利用项目等。主要包括勘探、开发、气田地面集输、区域公用工程、矿区基地建设、净化厂、川气东送天然气管道、达州化肥、川维天然气利用、川东北至川西输气联络线等十项工程。川东北地区主要包括普光地区、通南巴、巴中、南江等七个探区，面积20921.349平方公里，估算区带天然气总资源量约43856亿方。其中，普光地区、通南巴及巴中三个重点探区面积为7278.37平方公里，总资源量为35285亿方。三个重点探区的资源量分别为：普光区带约为8916亿方，通南巴8669亿方，巴中17700亿方，三个重点探区的资源总量约占中石化川东北探区总资源量的80.46％。同步建设地面集输系统工程，包括18个站场，其中集气站16座，集气总站1座，污水处理站1座；线路ESD阀44套；管网阀室30座；集气管线38公里，同沟敷设燃料气返输管线34.34公里，矿区道路60.2公里；电力线路66公里；隧道5处，大中型穿跨越27处；紧急广播疏散系统安装点约287个。普光周边33亿产能建设集输工程包括集气站12座，线路ESD阀16套，阀室16座，酸气管道57公里，35千伏电力线路40公里，网络通信与应急广播系统无线基站6座；道路170公里
　　集输系统SCADA调度中心统一设在普光天然气净化厂中心控制室内，设有1#线、2#线、3#线以及总站操作员站各1台、工程师站1台、班长操作站1台，每个集气站设有1个操作员站，1个工程师站，并设有相应的打印机。中心控制室SCADA系统完成对各线进行监控、调度、管理的任务。系统投产后，操作人员在调度控制中心通过SCADA系统可完成对各支线的监控和运行管理，以及故障状态下的各级关断操作。
　　SCADA系统的主要任务是通过对各站PLC系统进行数据采集及控制、对管道系统、集气站场工艺过程的压力、温度、流量、密度、设备运行状态等信息进行监控和管理。在正常情况下，集气站场控制室SCADA系统对站场、各支线进行监视和控制。操作人员在中心调度控制中心通过计算机系统完成对各支线线的监视、操作和管理，各站控控制室在调度控制中心的统一指挥下完成各自的工作。当数据通信系统发生故障或系统检修时，由站控制系统自动完成对本站的监视控制。当进行设备检修或紧急停车时，可用就地控制。
　　SCADA系统与站控PLC系统的通信采用二个信道，正常情况下采用主干通信，在故障情况下使用备用通信。主干通信的物理层采用光缆，链路层采用100M以太网，网络层采用TCP/IP协议。每条管线各站控PLC系统作为独立的网段，加入到主干通信网络中去。在调度中心将部署冗余的三层中心交换机，各条管线不同网段的PLC系统将汇聚到该中心交换机，和SCADA系统进行通信。
　　四、运行状况及效益
　　目前105亿方产能集输系统工程已基本施工完成，一期20亿/年于2009年12月28日已试投产成功，每口井气日产量达到60多万方，当日产出合格的天然气输送到武汉、上海，获得了用户的好评。该工程的投产成功充分展示了普光分公司的综合实力，在天然气涉酸管线行业中产生了很大影响，为进一步开拓市场奠定了良好的基础。