成品油長輸管道運行自動化控制系統研究

徐佳楠(中國石油北京油氣調控中心，北京 100007)

0 引言

成品油長輸管道跨度相對較廣，在偏遠區域難以對管道進行有效的管理，這使得成品油長輸管道運行過程中面臨眾多的風險問題，在另一方面，與原油長輸管道相比，由于成品油管道內部的介質較為復雜，因此，提高其輸送效率的難度相對較大，由此可見，如何保障成品油管道的運行安全以及提高管道的運行效率是其面臨的重大問題[1]。目前，國內外學者對原油長輸管道的研究相對較廣，對成品油長輸管道的研究相對較少，這給成品油管道管理企業帶來了一定的困擾。針對此問題，本次研究首先對成品油管道運行中存在的問題進行深入分析，對自動化控制系統的組成及功能實現進行深入研究。我國成品油長輸管道運行過程中存在眾多問題，因此，成品油長輸管道管理單位需要從站控系統、截斷閥室、調度中心、監測儀表以及通訊網絡五個角度出發，構建自動化控制系統，并從信號采集、信號傳輸、信號處理以及信號反饋四個角度出發，做好管道管理工作。

1 成品油長輸管道運行中存在的問題

對于成品油長輸管道而言，盡管多年的發展，相關技術已經逐漸成熟，成品油管道網絡也逐漸完善，成品油管道網絡的建議對于社會的發展十分關鍵[2]。但是受到外界環境以及管道內部介質復雜性的影響，在管道運行過程中仍然存在眾多的問題，由于這些問題的存在引發了構建自動化控制系統的迫切需求。成品油長輸管道運行中存在的主要問題如下表1所示。

表1 成品油長輸管道運行中存在的問題

2 成品油長輸管道運行自動化控制系統應用關鍵

2.1 硬件的完善

為了確保成品油長輸管道自動控制系統可以順利應用，首先需要對管道沿線的硬件進行完善。通過深入了解成品油長輸管道輸送所需要的硬件條件，對管道現場存在的問題進行挖掘，為后續應用自動控制系統奠定基礎[3]。只有保障現場的技術支持，才能有效的提高管道的輸送效率，同時才能保障管道的輸送安全。在另一方面，也需要對成品油長輸管道自動控制系統構建所投入的成本進行合理的計算，進而做到資金投入與功能開發兩不誤的目的。

2.2 軟件的優化

在對成品油長輸管道沿線的硬件進行完善以后，需要對自動控制系統中的軟件進行一定的優化，這主要是因為硬件功能的實現需要軟件的支持。一般情況下，成品油長輸管道軟件系統的建立需要根據各個區域對生產的要求進行區域性的構建，以此可以降低總控軟件的載荷。通過在總控軟件下構建多個子系統，可以對管道沿線的相關數據進行捕捉和收集，將收集的相關信息傳輸到總控中心中進行有效的分析[4]。

3 成品油長輸管道運行自動化控制系統的組成

3.1 站控系統

對于成品油長輸管道的自動化控制系統而言，站控系統是其執行單元，也是自動化控制系統的重要組成部分，該系統的主要作用是對設備的運行情況進行監控，了解不同站點位置的操作情況，通過通訊網絡，將相關數據傳輸到調度中心。

3.2 截斷閥室

在截斷閥室內安裝有大量的截斷閥，常見的截斷閥如下圖1所示，其作用是在成品油長輸管道出現意外事故后可以及時的關閉管道，在意外事故被排除以后可以及時的起輸。

3.3 調度中心

調度中心屬于整個自動化控制系統的中樞神經，是保障自控化控制系統正常運行的核心，其主要作用是通過各種類型的軟硬件設備對管道及其附屬設備的運行情況進行嚴格的監控，同時，還具有數據儲存及處理的功能，在管道及其附屬設備出現意外問題以后，調度中心可以下達緊急命令，以便實現管道的緊急停輸功能。

3.4 監測儀表

管道沿線必須安裝大量了解管道運行情況的智能化儀表，智能化儀表包括流量計、溫度計、壓力計等，通過這些監測儀表可以及時的獲取管道的運行信息，并通過通訊網絡將相關信息傳輸到調度中心[5]。

4 成品油長輸管道運行自動化控制系統功能實現

4.1 信號采集

信號采集系統主要由各種類型的監測儀表構成，監測儀表主要安裝在管道沿線以及各個站場內，可以將相關的數據信息采集、簡單處理以及上傳調度中心，由此可見，信號采集系統具有分析管道運行狀態、實現成品油調度以及實現風險問題報警的功能。

4.2 信號傳輸

常見的數據傳輸方式主要可以分為兩種類型，分別是無線傳輸和有線傳輸，對于管道分布較廣，且管道沿線基礎設施相對較差時，則需要構建無線傳輸網絡，該種傳輸方式構建成本相對較高，信號的傳播速度相對較慢，但是可以收集信號的范圍相對較廣；對于管道沿線存在完善網絡線路的區域，可以采用有線傳輸的方式對數據資料進行傳輸，該種傳輸方式的構建成本相對較低，能有效保障數據資料的完整性，該種傳輸方式對于管道沿線基礎設施的要求相對較高。

4.3 信號處理

信號處理也是自動控制系統的核心功能，這主要是因為管道沿線以及站場傳輸到調度中心的信號主要以電信號為主，只有對信號進行轉化和識別，才能及時了解管道運行信息，在進行信號處理的過程中，可以根據各種類型信號的特點設定閾值，以便實現管道運行風險報警功能。

4.4 信號反饋

在對信號進行處理以后，就需要對相關數據做出反饋，一般情況下，信號的反饋都是根據工作人員的經驗進行，存在人為因素的干擾，這對于保障管道的安全十分不利，在調度中心內也需要設置智能化的信號反饋軟件，通過智能軟件對數據資料進行分析，了解管道沿線存在的風險問題，并及時做出報警。

5 結語

通過本次研究可以發現，盡管成品油長輸管道已經經過了多年的發展，但是在運行的過程中仍然存在眾多的風險問題，因此，構建成品油長輸管道自動控制系統十分重要。自動控制系統基于硬件的完善和軟件的優化，其主要有站控系統、截斷閥室、調度中心、監測儀表以及通訊網絡五部分組成，通過構建自動控制系統，主要可以實現信號采集、信號傳輸、信號處理以及信號反饋四種功能，全面保障成品油長輸管道的運行安全和提高管道運行效率。