SCADA系统在油气管道项目中的应用

杨川 倪峰

摘 要：社会的发展，给能源的开发带来了很大的机遇与挑战。油田生产过程中，为了实现自动控制和管理的目标，实施SCADA管理模式，对油田生产现场的数据进行实时采集和分析，通过中控计算机系统，实现远程的监控和管理，提高了油田生产的效率。满足数字化油田生产的需要，通过油田生产现场的实践研究，取得较好的管理效果。

关键词：SCADA系统;长输油气管道;系统应用

引言

通常来讲，管道的运行、调度中心就像人的大脑一样是对管道、泵站或压气站以及计量装置进行监测、控制的中心。我们把完成这种监测和控制的系统通常称为SCADA系统，即监控和数据采集系统。随着计算机和通信技术的飞速发展，早期系統不论功能、范围还是卓越性都得到很大的扩展和提高。这些改进和提高实现了复杂的管道监控。运行、计量和工业化生产过程目前已成为管线自动化控制的三个主要因素。除了对管道系统进行基本的监测和控制外，SCADA系统也是大多数信息系统的核心。

一、SCADA系统概述

SCADA系统是属于数据监控和采集系统，被广泛应用于油田生产实际中，实现油田生产数据的动态监测和管理，提高油田生产的自动化程度。SCADA系统实现了油田生产的过程控制功能，实现调度的自动化管理。通过调度中心，对油田生产进行实时的监控和管理，在油田生产现场安装传感器，将生产情况进行实时传输，通过网络传输系统，将接收到信号进行处理，通过中控计算机系统的分析和处理，实施远程的监控和管理，降低岗位员工的劳动强度，不断提高油田开发的效率。

二、油气长输管道SCADA系统应用

（一）SCADA系统在油田生产实际中的应用

SCADA系统实现了远程监控和管理的目标，通过计算机系统和网络系统的作用，将油田生产现场的实际情况，通过信号传输给中控计算机，通过调度中心的控制和分析，实施远程的监控和管理。在油田生产过程中，应用PLC可编程控制器，对油田生产数据进行分析和处理，对油田生产数据进行采集和分析，掌控油田生产过程，实时监控油田生产设备的运行情况，通过油田生产现场的传感器，将现场的第一手资料，及时传输给调度中心，通过中控计算机系统，将其形成油田生产数据报表，真实反映油田生产的情况。

（二）SCADA系统软件

（1）系统软件分为控制中心软件和站控系统的软件，通常又可分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件位于软件的最底层，它的上面是支撑软件，应用软件位于系统的最上层。系统软件包括操作系统、诊断系统、程序设计系统以及与计算机密切相关的程序。系统软件质量的好坏对过程软件、应用软件能否正常工作及编制程序、调制程序的方便性有直接影响。支撑软件一般由计算机系统供应厂家提供，用户有时可根据需要进行修改，通常是模块化，采用填空式或对话式进行编制。应用软件是在过程软件的基础上编制出来的，是面向用户本身的程序。它由用户或系统供应厂家研制开发。应用软件是SCADA系统最重要的组成部分。

（2）软件的快速发展，系统软件由操作系统，图形用户接口（GUI）软件，应用功能软件，数据采集软件以及离线编译器，图形编辑，编程软件，系统诊断软件等组成;SCADA系统未来的发展是朝着声音控制识别，提高数据处理能力，更快的时钟速率，更大的内存，更完善的应用软件方向发展;运用多媒体技术，对设备操作运作、故障及突发事件的监视、识别、诊断和预报，进行声、光、像等多种信息显示，提高系统操作的可视性和安全性。

（三）系统网络级结构

主要连接工程师站、操作员站、现场工作站之间的工业网络，实现采集现场I/O数据功能。要求各现场控制站进行数据传输时，能够进行全面的协调控制。该系统应用的工业以太网100Mbps双绞线，与IEEE802.3标准相符合。系统网络安装有CitectSCADA组态软件，能够进行数据分析、趋势显示、监测报警和生成打印报表等操作。

（四）管理网络级结构

作为最高级的网络结构，某种程度上即是网络实时监控客户端，其采用TCP/IP协议实现。其主要是对各地设备间进行数据通信管理、内部装置和生产过程的数据管理，以及系统间协调控制和调度管理等功能。通常以光纤和双绞线为通信介质。授权后的IP用户能够通过Ci-tectSCADA组态软件对实时数据、历史趋势等进行查看，为管理人员监督决策提供服务。更高权限用户还可进行远程维护操作。

（五）管道SCADA系统发展动态

（1）新一代的SCADA系统具有了优化支持系统、专家系统的高级SCADA系统功能。

（2）新的SCADA系统为分布式的系统结构，允许多处理器、外设等通过公共LAN互联起来，它们之间交换数据已无需建立个别的硬件连接，因此某个硬件故障不会影响网上的其它设备的正常运行。

（3）随着计算机技术以及通信技术的发展，SCADA系统的功能也更加智能化和开放化，应用SCADA系统监视和控制输油管道的运行，不仅成为当今管道自动化控制的基本模式，而且整个石化企业的油品储运行业，也越来越普遍的采用危机数据采集及监控管理系统作为控制和管理手段。

（4）随着计算机的小型化，功能更强，总体费用更低，国外也有许多管道公司正在更新现有的SCADA系统，使传输信息量不断增多，传输速度不断提高，发展模拟人工智能，进一步提高操作人员和管道系统的劳动生产率。

结束语

综上所述，随着我国工业化程度越来越高，可利用的水资源不断减少，不断降低工业水耗已经成为石油企业的重要目标。多数石油企业通过将中水回用于循环冷却水系统中，以减少工业用水的消耗。但是，中水是由工业废水处理而成，其中所包含的各种物质会给循环冷却水系统带来危害，因此，必须科学分析中水回用给循环冷却水系统带来的具体影响，从而提出相应的措施，有效控制各种可能的危害，才能保证石油工业的安全高效运行。

参考文献

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