1 項目背景
　　西南油氣田分公司"十二五"信息與通訊規(guī)劃，結合分公司現(xiàn)狀，為滿足生產(chǎn)信息化建設需求，實現(xiàn)"六統(tǒng)一"的目標，西南油氣田分公司于2011年起對其下屬主要天然氣生產(chǎn)單位有7家，包括：重慶氣礦、川東北氣礦、川西北氣礦、蜀南氣礦、川中油氣礦等5家氣礦，及專業(yè)從事凈化天然氣長輸管道管理和運營的輸氣管理處，實現(xiàn)信息化管理。全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理正?；?、生產(chǎn)指揮實時化，基本實現(xiàn)項目研究協(xié)同化、經(jīng)營管理桌面化、決策支持集成化，逐步建成全國一流的數(shù)字化油氣田。
　　合江輸氣作業(yè)區(qū)位于瀘州市合江縣內(nèi)，隸屬于中國石油西南油氣田分公司輸氣管理處，根據(jù)西南油氣田分公司信息化要求，本次對合江輸氣作業(yè)區(qū)所轄1個合江作業(yè)區(qū)調(diào)控中心，安瀾輸氣站、江津輸氣站、赤水輸氣站等11個輸氣站以及慈云閥室、龍車閥室等13個閥室，共計24個建設單元進行SCADA建設，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，減少人員日常工作量。從而實現(xiàn)西南油氣田分公司信息化管理要求。

　　2系統(tǒng)構成
　　合江輸氣作業(yè)區(qū)SCADA建設單元，按其生產(chǎn)運行功能分為：調(diào)控中心，輸氣站，閥室。輸氣站和閥室都是實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)傳輸方式上，輸氣站采用光纖通信將本地監(jiān)測的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)傳送到作業(yè)區(qū)調(diào)控中心；閥室采用無線CDMA通信方式先將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉墕挝惠敋夤芾硖?，作業(yè)區(qū)調(diào)控中心通過已建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡再從二級單位輸氣管理處讀取相應生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)。合江輸氣作業(yè)區(qū)SCADA系統(tǒng)結構及通信參見圖2-1。

　　圖2-1合江輸氣作業(yè)區(qū)SCADA系統(tǒng)結構及通信

　　2.1輸氣站
　　輸氣站在生產(chǎn)運行中實現(xiàn)天然氣集中輸運及計量的作用，主要監(jiān)測數(shù)據(jù)有進、出站氣體壓力、可燃氣體濃度、孔板流量計數(shù)據(jù)、電動閥閥位狀態(tài)監(jiān)測及控制以及工藝區(qū)實時生產(chǎn)視頻監(jiān)控。輸氣站系統(tǒng)構成參見圖2-1中輸氣站部分，主要包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)測包括數(shù)據(jù)采集功能、人機交互界面和生產(chǎn)運行實時視頻監(jiān)測。
　　2.1.1  數(shù)據(jù)采集功能
　　輸氣站使用天然氣流量計算機（HC601）通過采集孔板計量裝置孔板前靜壓壓力、孔板前后差壓壓力以及輸送天然氣氣體溫度，計算出天然氣輸送流量值，并傳送到SUPER E50 RTU主控制器內(nèi)。SUPER E50 RTU 主控制器通過擴展相應的I/O模塊以及通信模塊實現(xiàn)對現(xiàn)場其余變送儀表的數(shù)據(jù)采集。SUPER E50 RTU 主控制器使用標準 MODBUS TCP協(xié)議經(jīng)過交換機網(wǎng)絡將輸氣站內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送到上級單位數(shù)據(jù)服務器。圖2-2 為輸氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　圖2-2 輸氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　2.1.2  人機交互界面及功能特點
　　輸氣站人機交互界面使用標準 MODBUS TCP協(xié)議，通過輸氣管理處數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)對其站內(nèi)RTU以及所轄閥室生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。圖2-3為輸氣站生產(chǎn)運行人機交互界面。

　　圖2-3 輸氣站生產(chǎn)運行人機交互界面

　　主要特點：
　　（1)）實時監(jiān)測功能
　　作業(yè)區(qū)、輸氣站能夠?qū)崟r監(jiān)測站內(nèi)及所轄閥室生產(chǎn)運行的全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如進/出站壓力、外輸流量，電動閥狀態(tài)，可燃氣體濃度等數(shù)據(jù)。
　?。?）自動控制功能
　　根據(jù)生產(chǎn)需要，在RTU人機界面發(fā)送遠程操作命令，自動將指定電動閥打開或關閉，減少危急事件響應時間，增強了人員安全系數(shù)。
　?。?）曲線功能
　　曲線功能包括實時曲線和歷史曲線。實時曲線能夠反映監(jiān)測點隨時間的變化情況和趨勢。歷史曲線能夠形象的反映前一段監(jiān)控時間里監(jiān)測點數(shù)值的變化情況，有助于分析測控點報警原因。
　?。?）報表功能
　　人機界面可根據(jù)RTU監(jiān)測生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)自動生成生產(chǎn)所需報表，并可連接網(wǎng)絡打印機實現(xiàn)打印，減少人員繁瑣的手動錄入共組，避免了由于人員疏忽造成記錄錯誤的失誤。
　?。?）報警與聯(lián)鎖功能
　　數(shù)據(jù)采集點報警，如壓力高報警、天然氣泄漏濃度高報警等；
　　設備故障報警，如電動閥故障判斷與報警、計量流程異常等；
　　危險報警點可與設備聯(lián)動，實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。
　　（6）生產(chǎn)運行歷史數(shù)據(jù)功能
　　RTU控制器可獨立工作，并可存儲數(shù)百條歷史計量數(shù)據(jù)，供查詢和打印。
　　2.1.3 視頻監(jiān)測
　　輸氣站監(jiān)控視頻采集通過攝像機、硬盤錄像機以及顯示器實現(xiàn)視頻的就地顯示和存儲，并通過數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡將視頻傳送至作業(yè)區(qū)監(jiān)控電腦。
　　2.1.4 主要設備簡介
　　輸氣站數(shù)據(jù)采集功能中重要設備包括SUPER E50 RTU 、HC601天然氣流量計算機和孔板流量計，分別做簡要介紹。
　　Super E50 RTU
　　Super E50 系列RTU 是安控科技集多年的控制系統(tǒng)研發(fā)、工程經(jīng)驗設計的新型模塊化RTU 產(chǎn)品，可實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場信號的采集和設備的控制。該產(chǎn)品采用了32 位處理器和高效的嵌入式操作系統(tǒng)，整個系統(tǒng)功能強大、操作方便、集成度高，不僅能完成數(shù)據(jù)采集、定時、計數(shù)、控制，還能完成復雜的計算、PID控制、通訊聯(lián)網(wǎng)等功能，其程序開發(fā)方便，可與上位機組成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)集散控制。Super E50 系列RTU 產(chǎn)品具有多種配置和可選功能，可根據(jù)工程的實際需求，設計開發(fā)成各種控制系統(tǒng)。
　　HC601天然氣流量計算機
　　HC601天然氣流量計算機，是安控科技股份有限公司研發(fā)的新型天然氣專業(yè)計量RTU產(chǎn)品。該產(chǎn)品既可以獨立組成天然氣計量系統(tǒng)，又可以無縫嵌入Super E50系統(tǒng)，組成具有燃氣計量、調(diào)節(jié)控制、信號采集于一體的智能站控系統(tǒng)。該產(chǎn)品采用32位處理器，實現(xiàn)兩路孔板計量，兩路渦輪計量，符合國家標準GB/T21446-2008 、GB/T17747-1999 和 GB/T21391-2008，獨立運算速度每路小于75毫秒，兩路系統(tǒng)運算速度小于150毫秒，而且在進行多路（多于兩路）計量、組合計量時不會加重系統(tǒng)的運行負荷。
　　孔板流量計
　　孔板流量計是將標準孔板與多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量?？装辶髁坑嬘址Q為差壓式流量計，是由一次檢測件（節(jié)流件）和二次裝置（差壓變送器和流量顯示儀）組成廣泛應用于氣體。蒸汽和液體的流量測量。
　　2.2 閥室
　　閥室在生產(chǎn)運行中實現(xiàn)站外輸氣管道中關鍵電動閥開關閥操作以及外銷天然氣計量的作用，其主要監(jiān)測數(shù)據(jù)有進、出閥室管線輸氣壓力、閥室內(nèi)可燃氣體濃度、電動閥開關閥位監(jiān)測以及外銷天然氣流量計的數(shù)據(jù)。根據(jù)所采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)的需求在閥室數(shù)據(jù)采集中使用 SUPER32 L201，閥室系統(tǒng)結構參見圖2-1閥室部分，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集功能。
　　2.2.1 數(shù)據(jù)采集功能
　　閥室使用SUPER32 L201 RTU 通過編程對自定義協(xié)議天然氣流量計計量數(shù)據(jù)進行采集，并增加相應防浪涌設備對現(xiàn)場變送儀表進行采集。閥室數(shù)據(jù)采集控制器SUPER32 L201 RTU 通過無線數(shù)據(jù)終端（CDMA）將閥室內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送到輸氣管理處內(nèi)數(shù)據(jù)服務器。圖2-4 為閥室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　圖2-4 閥室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　2.2.2 主要設備簡介
　　閥室數(shù)據(jù)采集功能中使用的主要設備是SUPER32 L201屬于北京安控SUPER32 L RTU系列。SUPER32 L系列是面向工業(yè)現(xiàn)場信號采集和對現(xiàn)場設備控制的通用RTU。該系列RTU 采用先進的32 位處理器，不僅能完成現(xiàn)場信號的數(shù)據(jù)采集、控制輸出，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、PID 運算、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。與同類RTU 相比，具有更大的存儲容量、更強的計算功能、更簡便的編程與開發(fā)能力、更強大的通訊組網(wǎng)能力和卓越的環(huán)境指標特性。Super32-L 系列RTU 專為惡劣環(huán)境下高可靠的工業(yè)應用設計，可應用于包括油氣田、油氣儲運、煤層氣、頁巖氣、市政燃氣、熱網(wǎng)、水務、水利、農(nóng)業(yè)、氣象、環(huán)保、路燈監(jiān)控等各個領域
　　2.3 作業(yè)區(qū)調(diào)控中心
　　作業(yè)區(qū)調(diào)度中心在生產(chǎn)運行中實現(xiàn)作業(yè)區(qū)安全生產(chǎn)調(diào)度的作用，其主要監(jiān)測數(shù)據(jù)有作業(yè)區(qū)所轄輸氣站、閥室生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，用于生產(chǎn)調(diào)度。
　　2.3.1 數(shù)據(jù)監(jiān)控
　　作業(yè)區(qū)人機交互界面采用標準 MODBUS TCP協(xié)議，通過交換機直接讀取輸氣站生產(chǎn)運行實時數(shù)據(jù)。作業(yè)區(qū)所轄閥室采用從二級單位輸氣管理處數(shù)據(jù)服務器讀取的方式實現(xiàn)閥室生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。圖2-5為作業(yè)區(qū)調(diào)控中心人機交互界面。

　　圖2-5 作業(yè)區(qū)調(diào)控中心人機交互界面

　　2.3.2 視頻監(jiān)控
　　輸氣站監(jiān)控視頻采集通過攝像機、硬盤錄像機以及顯示器實現(xiàn)視頻的就地顯示和存儲，并通過數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡將視頻傳送至作業(yè)區(qū)監(jiān)控電腦，實現(xiàn)作業(yè)區(qū)對所轄輸氣站視頻實時監(jiān)控的功能。圖2-6 為合江輸氣作業(yè)區(qū)視頻監(jiān)控圖。

　　圖2-6  合江輸氣作業(yè)區(qū)視頻監(jiān)控圖

　　3 實現(xiàn)效益
　　合江輸氣作業(yè)區(qū)SCADA系統(tǒng)投運以來，工作穩(wěn)定可靠，達到了預期的設計目標。生產(chǎn)管理人員在中控室即可對站內(nèi)乃至數(shù)十公里外的閥室生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進行掌握，大大減輕了生產(chǎn)人員的工作負擔，增加了安全生產(chǎn)的可靠性，從而實現(xiàn)西南油氣田分公司信息化管理要求。