油气管道自动化控制系统现状及发展趋势

摘. . 要：自动控制系统是现代科学发展的核心领域，其发展方向在促进整个社会的发展和进步中起着积极的作用。本文介绍了 SCADA系统的基本操作原理，这是一个以长距离管道的自动控制和工业控制计算机为中心的监视和数据收集系统，并就其发展趋势提出了见解和建议。

关键词 : 油气管道；自动化控制系统；现状；发展趋势引言

石油和天然气管道的建设通常涉及相对较远的距离和管道直径，以及相对较长的运输距离。当地环境相对较远，环境相对恶劣，稳定性可能相对较低。油气管道的建设将主要安装在脱水站，井，油基污水处理站，储油过程设备，输液称重站和转运站等设备系统中。管道的安装可以达到良好的运输目的，并且可以得到充分利用。积极学习国外先进的管道安装技术。设备安装完成后，应配备相应的收集和运输人员以及管理自动化设备的管理人员，以促进良好的操作。以后将加强自动化设备及其有效设备的维护工作。管道自动化设备的建设与发展是我国石油天然气工业发展的必然需求，也是我国能源发展的内在需求。在当前科学技术飞速发展的情况下，通信技术，自动化技术和计算机技术都在迅速地发展和发展，为管道自动化设备的运行及其性能的发展提供了许多技术，在许多领域加速改进并降低了成本。

1 油气管道运输自动化控制应用价值

油气管道运输的自动控制过程主要由自动化设备进行，包括监测，分析和生产控制。例如，石油和天然气生产的整个过程是控制设备的基础。通过不同站点之间的管道连接提供对石油和天然气管道运输的精确控制。

由于需要将石油和天然气管道运输到其他地方，因此某些地区的自然环境相对恶劣和欠发达，增加了石油和天然气管道运输的难度和风险。在这种环境下，油气管道运输的效率降低，安全性降低，成本增加，自动控制难度增加。解决这种现象的最有效方法是不断提高日本油气管道运输的自动化控制水平，并利用当前的科学技术进行全面有效的控制。随着日本社会经济水平的发展，技术水平也大大提高。

利益相关者需要充分意识到这一点，并将先进的信息技术应用于油气管道运输的自动化控制，并将自动化技术与通信相集成。技术与计算机技术的结合，使整个油气管道运输自动化控制更加准确，全面。

这样，可以全面提高我国油气管道运输的自动控制性能，可以降低自动控制的成本，可以减少未来油气管道运输的自动控制。

2 自动化控制系统的现状

2.1自动化控制系统的标准平台

Microsoft 的 Windows 系统是大多数工业自动化控制系统的标准平台，语言和规范。随着 IT 网络技术在业务和企业管理中的普及，人机界面已成为主流。特别地，基于 Windows 标准平台的自动化控制系统由于其可视化，灵活性和易于集成而被越来越多的工业用户所使用。采用 ［1］ 。

2.2 取决于平台选择的远程油气管道 SCADA 系统

长途油气管道在该地区路线漫长，地形和社会条件复杂。为了确保运输安全，可靠性和稳定性，长距离油气管道的自动控制是以工业控制计算机为中心的监视和数据采集系统，即 SCADA 系统。

关于在 UNIX 和 Windows 平台之间选择 SCADA 系统的问题，作者比较了系统稳定性，病毒防护能力，多进程处理能力，阵列磁盘RAID 支持，网络和 I/O 能力以及投资成本。根据分析（表 1），最终选择了 UNIX 平台作为长距离油气管道中 SCADA 系统的支持平台。

2.3 长距离油气管道 SCADA 系统的工作原理

自1990 年在东营至黄岛双线原油管道中成功使用 SCADA 系统以及 1991 年在铁岭至大连石油管道中成功使用 SCADA 系统后，该系统已广泛用于油气管道运输中。当前所有长途油气管道均处于自动监控和统一调度控制之下。作为示例，以呼和浩特-包头-鄂尔多斯（呼包鄂）产品的输油管道为例，并简要介绍 SCADA 系统的工作原理。

呼包鄂产品输油管道项目使用 SCADA 系统监视北京油气总调度控制中心（称为主控中心）的整个管道，并在呼和浩特石油安装一个显示终端。和天然气运输公司。在管道的第一个，中间和终端站上建立站控制系统 SCS，并在监视阀室和终端站之间的接口检查室中建立一个远程终端单元（RTU）。

SCADA 系统主要由中央控制室中的计算机网络管理控制系统，通信系统和远程控制单元（SCS 或 RTU）组成，并采用调度控制中心控制，站点控制，和本地控制。

1）调度控制中心控制级别。主控中心实现全线远程监控，统一调度管理，油气管道批量运输计划，批量跟踪，顺序运输，检漏，防静电，防水锤保护，油泵运行优化，实现油泵故障诊断与分析等功能。

2）站控制级别。SCS 安装在输油管道的每个站点上，以收集，监视和联锁站点内的过程变量和设备运行状态保护。监视阀腔和接口在实验室中配置 RTU，以收集，监视和互锁阀腔过程变量和设备运行状态的保护。

3）本地控制级别。本地控制系统手动控制工艺单体或设备。

通常情况下，调度控制中心对每个站点进行远程控制和管理。在数据通信系统故障或主计算机系统故障的情况下，辅助控制将获得对工作站生产过程的控制，并据此进行操作。在设备大修和事故处理过程中，通过预先配置的控制程序进行手动本地控制，以确保输油安全和设备的稳定运行。

3 自动化控制系统的发展趋势及建议

3.1 油气管道网络的互联互通，促进了智能油气管道的建设随着用于长距离油气管道的 SCADA 系统的不断开发，仿真和集成应用技术变得越来越成熟。国家管网公司的成立将不可避免地将来自更多国家的石油和天然气干线管道引入集中控制系统。及时，全面，准确地了解整个管道网络的动态是确保安全稳定地传输能量的重要手段。管道运输和监测提出了更高的要求。控制过程的逻辑和计算复杂度增加了一倍，不仅限于数学和数字表示，而且还需要集成专业人员和工程师的经验和知识。能源管道网络的互连确保了智能油气管道建设过程的发展。

3.2 迫切需要统一自动控制系统的标准

当前，海外发布的 SCADA 系统标准尚未为长距离油气管道创建一套支持标准。当涉及石油和天然气领域的 SCADA 系统的体系结构和设计时，经常出现在私有公司标准中。相关的国家标准主要与现场设备的设计，安装和验收有关，不符合 SCADA 系统完成后，对长距离油气管道的安全维护要求。因此，迫切需要统一长途管道和管道网络自动化控制系统的标准。

3.3 开创自主创新的新局面

现有的用于长途油气管道的所有 SCADA 系统都从国外进口。国内公司生产的自动控制系统主要面向中小型项目，在技术层面上难以应对该国的大型重大建设项目，为国内公司开创自主创新的新局面。

4 结束语

用于长距离油气管道的 SCADA 系统可以有效提高油气管道运输工具的总体自动化水平，设备可靠性和系统安全性。该系统有效降低了油气传输能耗，节省了企业管理成本。随着计算机网络和通信技术的飞速发展，新的石油和天然气管道 SCADA 系统将提供更加开放的系统结构，并向更高的智能和网络水平发展。

参考文献：

［1］石磊，李国栋.电气自动化控制系统及设计[J].黑龙江科技信息，2020(20)：61.

［2］郜俊峰.浅析电气自动化控制系统及设计[J].经济技术协作信息，2020(34)：108.

［3］孙琥 . 科学发展观旗帜下的工业电气自动化发展 [J]. 硅谷，2020(1)：199.