在奧地利共有四個(gè)地下存貯站儲備天然氣以供急需之用，本文將要介紹的是其中一個(gè)位于上奧地利省Thann鎮(zhèn)的存貯站。OMV AG－作為歐洲中部和東部領(lǐng)頭位置的石油天然氣公司，它們使用現(xiàn)代化的自動(dòng)化產(chǎn)品和貝加萊APROL過程控制系統(tǒng)，對那里的存貯設(shè)備進(jìn)行了改造。
貫穿于整個(gè)奧地利有一條看不見的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)體系，EPI Asset Gas公司 （OMV分公司之一）專門供應(yīng)并傳輸天然氣，在歐洲天然氣網(wǎng)絡(luò)中占有舉足輕重的地位，在直徑1米的管道中，地下氣的輸送速度達(dá)30 km/h。根據(jù)市場需求狀況，必須要有充足的天然氣儲備，而且這個(gè)儲備量必須每天計(jì)算更新。OMV在Thann的設(shè)備確保氣體隨時(shí)保持充足狀態(tài)，特別是對于上奧地利及附近地區(qū)的消費(fèi)者。另外兩個(gè)存貯點(diǎn)位于下奧地利(Tallesbrunn 和 Schoenkirchen/Reyersdorf)，專門供應(yīng)維也納和周邊地區(qū)，以及一些臨時(shí)借用的國際性合作伙伴，還有一個(gè)存貯點(diǎn)位于Buchkirchen（上奧地利），由RAG管理。
這些位于地面以下很深的存貯區(qū)原先本身都是氣田，氣源使用枯竭后，很難想象就將其空置而不加以利用，工作人員然后隨后便會(huì)檢測其是否可作為存貯用。根據(jù)OMV集團(tuán)固有天然氣勘測及生產(chǎn)部門高級工程師Rudolf Pfafl的解釋，只有地表土壤的性質(zhì)為多孔滲水（沙巖）性質(zhì)，才能保持流水，起存貯作用，據(jù)此，必須要對底部區(qū)域進(jìn)行壓力控制，這就需要在地下500至1500米深的存貯區(qū)保留一個(gè)“氣層儲備”，這相當(dāng)于一個(gè)最小儲備，保證在一定壓力下不會(huì)坦塌，在這點(diǎn)上，就要注意與存貯站的自動(dòng)操作有關(guān)的一些相當(dāng)敏感的數(shù)據(jù)。
存貯井中完成地下天然氣存貯設(shè)施的連接
每年奧地利有三分之一的天然氣消耗由這四個(gè)存貯站提供，在冬天天然氣使用高峰期間，每天的消耗量能達(dá)到3700萬立方米，而奧地利每天的平均產(chǎn)量只有2百萬立方米。
冬季每天消耗量的波動(dòng)和高于平時(shí)七倍的消耗量就需要把夏季剩余的天然氣存貯起來供冬季使用，Thann的存貯容量為2億5千萬立方米 – 與儲備氣的容量等級相當(dāng)，相應(yīng)地，OMV在Tallesbrunn 和 Schoenkirchen/Reyersdorf的存貯站的存貯量分別為3億立方米和17.7億立方米。
年度消耗量波動(dòng)圖
當(dāng)天然氣消耗量不是很大的時(shí)候，在三個(gè)渦輪的作用下，氣體以60bar（相當(dāng)于870PSI）的氣壓置于17個(gè)貯藏井中，貯藏井通過一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)與負(fù)責(zé)分離、加溫、脫水、壓縮四個(gè)主要步驟的站相連，每個(gè)區(qū)域都可通過設(shè)備維護(hù)區(qū)的貝加萊控制系統(tǒng)來控制操作，在設(shè)備維護(hù)區(qū)，平面顯示屏顯示整個(gè)系統(tǒng)狀況，給維護(hù)管理員一個(gè)直觀的界面，同時(shí)，對進(jìn)入過程控制系統(tǒng)的權(quán)限進(jìn)行管理。由控制器和I/O通道等組成的控制系統(tǒng)放置在相鄰房間。
過程
第一步，氣體首先進(jìn)入一個(gè)分離器，濾掉所有的固體物質(zhì)和液態(tài)副產(chǎn)物，然后，氣體進(jìn)入另一個(gè)過濾器，在這里，進(jìn)一步篩掉無用的雜質(zhì)，這是氣體進(jìn)行脫水前的必須過程，在脫水過程中去掉水蒸氣，保證天然氣露點(diǎn)達(dá)到攝氏-8度，40bar（相當(dāng)于580PSI），這個(gè)過程在一個(gè)裝備了密封乙二醇脫水系統(tǒng)工作站中完成。
過程中的下一步顯得極其重要，因?yàn)樗鼘刂葡到y(tǒng)的精度要求是最高的，壓力和流量控制是決定Kronstorf的氣體怎樣輸送出去的關(guān)鍵因素，壓力決定了輸送出去的氣體是否達(dá)到了45 bar（653PSI），所以，如果存貯氣體在加熱步驟后只有很小的壓力，三個(gè)太陽能渦輪（2個(gè) 1 MW，1個(gè) 4 MW，氣動(dòng)）將會(huì)提供更大壓力，相應(yīng)地，會(huì)出現(xiàn)四種不同的情況：有壓或無壓氣體抽取，有壓或無壓氣體存貯。
這聽起來很簡單，但實(shí)際上投入是相當(dāng)大的，這就是為什么奧地利貝加萊（貝加萊）公司銷售經(jīng)理Hermann Obermair稱此為APROL過程控制系統(tǒng)重要優(yōu)勢之一的原因，“控制一套貯存設(shè)備的決定性因素就是控制器，在我們的系統(tǒng)中，使用所謂的‘可壓縮公式’，在計(jì)算機(jī)中每50毫秒給出一個(gè)精確的流量值?！睂?shí)際存在的問題是，用來測量氣體質(zhì)量的外部校準(zhǔn)設(shè)備只能用于后來的計(jì)算和數(shù)據(jù)采集功能，而不能用于一般的系統(tǒng)控制，這樣，計(jì)算的周期就會(huì)變長，而且只能在二秒后提供一個(gè)實(shí)際值，對公式的有效轉(zhuǎn)換可以提升流量測量的質(zhì)量。
APROL過程控制系統(tǒng)專為全自動(dòng)無人操作設(shè)計(jì)，甚至還能完成應(yīng)用軟件中執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)功能塊的任務(wù)定義。貝加萊工程師用了二年的時(shí)間，通過與客戶的緊密合作，開發(fā)了這個(gè)系統(tǒng)，現(xiàn)在，在OMV內(nèi)部，已經(jīng)自行制定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這樣，對于每個(gè)氣體存貯任務(wù)，都能透明有效地使用軟件庫了，這同時(shí)也保證了標(biāo)準(zhǔn)軟件也能應(yīng)用于將來的項(xiàng)目應(yīng)用。在安全方面，比如注冊，系統(tǒng)管理（遠(yuǎn)程維護(hù)，調(diào)配，等）等功能，也已經(jīng)達(dá)到了相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。
貝加萊 APROL系統(tǒng)確保了無人化全自動(dòng)操作
存貯井根據(jù)實(shí)際需要自動(dòng)啟動(dòng)、開啟、關(guān)閉。OMV的儲存設(shè)備工程師憑借自身的知識經(jīng)驗(yàn)順應(yīng)最新的技術(shù)發(fā)展潮流對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。此外，供氣網(wǎng)絡(luò)精確的供應(yīng)計(jì)劃也追求最高精確度。在遠(yuǎn)程存儲井上配備了緊湊型控制器，用來收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并控制水力。這些通過位于50米深的具有失效-安全技術(shù)的額外安全閥得到改進(jìn),總之，在Thann存儲站，控制系統(tǒng)一共要處理200多個(gè)模擬量和600個(gè)左右的二進(jìn)制信息。在維也納Florido Tower的“外設(shè)管理中心”， Thann存儲站終身職員，包括三個(gè)員工和一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)理，通過OMV內(nèi)部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)與總管理中心相連，遇到有異常故障發(fā)生的時(shí)候，就有一支隊(duì)伍隨時(shí)待命。
貝加萊的過程控制系統(tǒng)
整個(gè)系統(tǒng)組成包括貝加萊 APROL過程控制系統(tǒng)帶冗余服務(wù)器，一個(gè)獨(dú)立的工程服務(wù)器（同樣也是一個(gè)貝加萊的IPC）和兩個(gè)貝加萊APC680操作站。兩個(gè)貝加萊 2010控制系統(tǒng)，一種特殊的控制器，兩個(gè)耦合系統(tǒng)和五個(gè)2005子站, 所有這些組成這個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目，另外，在每個(gè)3公里以外的子站都安裝有Panelware面板，用于現(xiàn)場診斷和輸入。
系統(tǒng)一覽
系統(tǒng)本身采用Ethernet TCP/IP通信方式。PLC和一些特殊子站的交叉通信采用了基于RS485和轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)的Profibus FMS協(xié)議。這保證了即使過程控制系統(tǒng)發(fā)生完全故障的時(shí)候，所有控制器功能都能處于工作狀態(tài)，設(shè)備也是可以操作的。遠(yuǎn)程從站的編程和配置也通過位于設(shè)備主管理中心的工程站統(tǒng)一完成。在維護(hù)區(qū)安裝有一個(gè)模擬的操作板，系統(tǒng)啟停所用的一些重要功能都在這里完成。在軟件方案中包含一個(gè)完整的石油天然氣功能庫，這個(gè)庫能與三個(gè)太陽能壓縮渦輪，衛(wèi)星遠(yuǎn)程系統(tǒng)及四個(gè)溫度壓力儀器相通信。其它集成于OMV廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)還包括：
●天然氣井的通訊及遠(yuǎn)程維護(hù)。
●無人操作天然氣存貯的自動(dòng)化應(yīng)用軟件。
●服務(wù)器的冗余設(shè)備。
● 在復(fù)雜的系統(tǒng)中約100個(gè)過程圖表幫助實(shí)現(xiàn)快速簡便操作。
● 計(jì)算天然氣流量的大容量記錄功能。
● 根據(jù)AGA NX19高速控制的流量計(jì)算
● 在已有的OMV辦公室中完成控制和遠(yuǎn)程維護(hù)工作。
● 由OMV開發(fā)的無數(shù)診斷圖表和信息圖表能夠更加有效地回應(yīng)各 種不同系統(tǒng)情況。
● OMV國有天然氣公司標(biāo)準(zhǔn)的本地/遠(yuǎn)程調(diào)度 - 對過程控制系統(tǒng)的 安全和明確的操作進(jìn)行授權(quán)。
● OMV 國有天然氣公司的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警處理, 包括報(bào)警層次圖像和快速選擇。
Obermair先生對過程控制系統(tǒng)作了進(jìn)一步介紹，他 說：“APROL是一個(gè)基于Linux，通用靈活，從現(xiàn)場層到控制層采用統(tǒng)一系統(tǒng)平臺的過程控制系統(tǒng)?！辈徽撛诂F(xiàn)場或是遠(yuǎn)程情況下，過程控制系統(tǒng)中各種各樣性能組件能自由集成，并且直接用APROL編程工具CaeManager進(jìn)行配置的特性，使得APROL成為一個(gè)真正通用的過程控制系統(tǒng)。系統(tǒng)在一個(gè)平臺上完成所有的數(shù)據(jù)采集、處理和顯示工作，這一點(diǎn)可以在Thann的項(xiàng)目更新時(shí)得到見證。集成的項(xiàng) 目管理中包括一個(gè)修訂系統(tǒng)和一些自動(dòng)文檔，它們支持并簡化系統(tǒng) 的認(rèn)定和有效性確認(rèn)過程。
“SCADA系統(tǒng)自1990就問世以來，一直要借助于使用單獨(dú)的一臺顯示設(shè)備，但我們以一個(gè)更通用的方案取而代之，今天，所有的技術(shù)要求都能滿足，舉例來說，通過遠(yuǎn)程維護(hù)及診斷功能我們能及時(shí)知道系統(tǒng)的狀況，也能馬上發(fā)現(xiàn)異常的渦輪波動(dòng)情況等等?！?br>