智慧天然氣集輸站設計探討

閆建宇，劉改順，安少剛，李 輝

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智慧天然氣集輸站設計探討

閆建宇1，劉改順2，安少剛1，李 輝1

（1. 青海油田管道輸油處大烏斯站，青海 格爾木 816000； 2. 青海油田邊遠油田開發公司，青海 海西州 816400）

通過設計，將天然氣集輸站內各自動化設備，DCS系統，及基于B_S網絡架構的網絡發布系統進行融合，可以將現場自動化設備的實時數據，發布于互聯網，并通過互聯網對現場自動化設備進行操控，以實現遠程交互式監控，實現“智慧”管理的概念。

智慧；天然氣集輸站；DCS系統；互聯網

近兩年智慧城市的概念風起云涌，也相繼出現了智慧家居，智慧交通等概念，若把智慧的概念用于工業場所，其實就是智能化，自動化，人性化，信息化，與管理的融合化，相對來講，則更容易實現。對于天然氣集輸站來講，智慧設計，就是把站內所有的工藝流程，進行自動化設計，人性化設計，并進行聯網，發布，讓使用者可以遠程無所不在的進行交互式訪問，并融入到公司的日常管理中去。

1 “智慧”的概念

在2010年，IBM公司提出了“智慧城市”的概念，“智慧城市”其實就是利用現代的信息技術、物聯網技術、云計算技術等高科技技術，把電信網、物聯網、互聯網以及無線網等網絡融合進城市及工業的發展及管理中去，使得我們的生活更加便利化，人性化，職能化[1]。

把上述智慧的概念應用于天然氣集輸站，則是把各種工業自動化設備，互聯網、電信網，無線網，工業智能控制設備等進行集成、融合，以實現對天然氣集輸站的智能化管理，自動化管理，人性化管理，信息化管理等，實現簡單的“智慧天然氣集輸站”設計。

2 天然氣集輸站的流程及功能

天然氣集輸站，就是把各個天然氣井場開采出的天然氣進行集中，輸送到集輸站內，進行加熱后，進入一級分離器中進行氣液分離，以脫除游離水、凝析油及固體機械雜質。一級分離器出來的液體進入二級分離器，進行污水和凝析油的分離，分離出的凝析油進入油罐儲存，污水進入污水系統；一級分離器出來的天然氣在進行在節流、調壓后，再進行脫硫，脫氫等凈化處理，然后進入干燥塔進行干燥，在達到國家規定的天然氣氣質標準后進行調壓，計量，加氨制冷，然后外輸。

3 智慧天然氣集輸站的實現

智慧天然氣集輸站的實現分為三個層面[2]：

①基層的傳感（物聯感知）；

②中層的信息傳輸（物聯通信）；

③高層的管理（計算、監控、分析決策、管理）。

3.1 基層的傳感

本層次其實就是實現集輸站現場各種自動控制功能，包括各數據的監視測量和各設備的自動化控制。

集輸站內各管線的天然氣溫度、壓力；分離器和油罐內的溫度、壓力、液位，分別使用溫度變送器、壓力變送器、液位變送器進行測量，外輸天然氣的流量使用渦街流量計進行測量，各變送器及流量計輸出4~20 mA電信號并傳輸到數據采集系統，由數據采集系統進行采集。

各關鍵管線的電動閥門、電動調壓閥、分離器前的電動調節閥、分子篩脫水系統的電動蝶閥等自動控制設備，均由數據采集及控制系統進行控制。

數據采集及控制系統采用DCS系統，即可進行數據的采集，又可以對現場各設備進行自動控制。

DCS系統（Distributed Control System），即分布式控制系統，在國內又稱之為集散控制系統。是相對于集中式控制系統而言的一種計算機控制系統，它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機（Computer）、通信（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便[3]。

使用組態王軟件在DCS系統的工程師站進行組態，即可實現對各溫度、壓力、液位、流量等參數的采集并顯示；對各電動調節閥的PID控制，對各電動蝶閥，電動球閥的開關量控制；各種數據的報警功能等等，總之可以實現天然氣集輸站的完全自動化監控。

3.2 中層的信息傳輸

信息傳輸系統是搭載智慧系統中基層的感知和高層的管理系統的橋梁，是把基層的各種數據利用各種網絡通訊設備進行傳輸，也就是實現數據的網絡發布。

DCS系統具有良好的網絡通信功能，不但能實現系統內部的網絡通訊，還可以把系統內的各種數據通過相應的數據發布系統傳輸到互聯網中去。

數據發布系統采用基于B_S架構的網絡發布系統，該系統包括三部分，分別是：用戶端，網頁發布服務器端和數據庫服務器端[4]。其基本的工作方式為：我們通過用戶端的瀏覽器瀏覽信息并發送任務請求，網頁發布服務器接受我們發送的請求，并連接到后臺數據庫服務器，對請求進行處理，然后再由網頁發布服務器將處理結果傳輸回到用戶端的瀏覽器上。

對于本DCS系統，其工作方式如下：（1）DCS系統實時采集現場的各種數據；（2）DCS系統將采集的現場數據傳輸給網頁發布服務器；（3）網頁發布服務器將DCS系統傳輸來的數據傳輸給數據庫服務器，在數據庫服務器處理后，再由網頁發布服務器發布于網頁上進行顯示。（4）客戶若對客戶端網頁上的對象進行操作，則瀏覽器上相應的程序執行相應的操作，通過SQL語句，對數據庫服務器進行訪問[5]，而執行的命令，通過網絡傳輸給DCS系統，由DCS系統對現場自動化設備進行操作，操作的結果再通過網絡發布系統傳送給客戶端的瀏覽器。

3.3 高層的管理

本層是天然氣集輸站的管理者、監督者，操作者對集輸站進行管理、監控，操作的界面。

由于天然氣集輸站現場DCS系統采集的各種數據，均通過中層的信息傳輸系統發布于互聯網，所以，在有互聯網的任何地方均可以通過互聯網監視并訪問現場的各種自動化設備，獲取其數據。可以專門設計一個人性化的網站，用于顯示集輸站現場的各種數據，也可以添加控制按鈕，對現場的自動化設備進行控制，從而可以隨時隨地實現對集輸站的計算、監控、分析決策、管理的功能

4 結束語

信息技術的發展，以及信息技術與其它產業技術的融合，極大的促進了生產力的發展與變革，也促進了人類的巨大進步。目前，國家正大力推進信息化與工業化的融合，本文僅僅根據這一趨勢，就信息化在天然氣集輸站上的應用做一簡單的探討。

［1］巫細波，楊再高.智慧城市理念與未來城市發展[J].城市發展研究,2010,17（11）：56-60．

［2］楊大海.推進大連智慧城市建設的對策探討[J].大連干部學刊,2012,28（10）：49-51．

［3］呂繼迪,孫明麗,龐婭娟.ASP從入門到精通[M].北京:清華大學出版社,2008．

［4］陳輝,陳梅,王東梅,等. 基于B_S結構的智能家居遠程巡警監控系統的設計[J].自動化與儀器儀表,2012(1)：32-35．

［5］王丁. 基于B_S的電力工程管理信息系統的應用[J].電氣自動化,2012,19(1)：66-72．

Discussion on Design of Intelligent Gas Gathering and Transportation Station

1，2,11

（1. Qinghai Oilfield Company Oil Pipeline Transportation Department Dawusi Station, Qinghai Geermu 816000，China；2.Qinghai Oilfield Company Bianyuan Oilfield Development Branch, Qinghai Haixizhou 816400，China）

The automation equipments, DCS system, network architecture based on the B_S, were integrated, therefore, the real time data of the automation equipments could be released in the internet. Through the internet, the field automation equipments could be controlled, and remote monitoring could be realized.

Natural gas gathering and transportation station; DCS system; Internet

TP 273+5

A

1671-0460（2014）06-1082-02

2014-01-04

閆建宇（1982-），男，山東肥城人，助理工程師， 2006年畢業于大慶石油學院測控技術與儀器專業，現從事油氣儲運技術工作。E-mail：395076890@qq.com。

劉改順（1971-），男，河南鄭州人，工程師，1995年畢業于西安石油學院工業電氣自動化專業，研究方向：儀器、儀表、自動化、天然氣計量。E-mail：66484873@qq.com。