摘要：数据采集与监视控制系统－SCADA系统为长输气管线自动化的发展提供了方向。本文介绍了靖西线天然气输配管网SCADA系统，主要包括系统总体结构及各部分的功能与实现。自系统上线使用后，运行稳定可靠，大大提高长输管线生产调度的精细化，减轻调度员的负担，实现石油天然气调度自动化。 关键词：长输气管线 监视控制 远程调度 SCADA系统 0 引言 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 在能源系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，它对提高石油天然气管网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现石油天然气调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平方面有着不可替代的作用。SCADA系统有着这么多的优点，现已成为石油天然气调度工作中必备的工具。 天然气输气管线一般具有管线长、距离远，控制点分散，控制工艺相对简单等特点。这些特点再综合性价比等因素宜采用SCADA系统。 下面用陕西省天然气股份有限公司SCADA系统来详细介绍SCADA系统在天然气长输管道输送中的运用。 1 靖西天然气管道概况 靖西天然气输送管线已建成投运里程将达1658Km，投运的分输站达34座，实现双管、四气源、四座压气站19台机组联合运行的规模，靖西线输气能力1140万方/日。 2 系统的构成 系统的构成主要由现场仪表、站控RTU、卫星通信系统以及调度中心计算机网络构成。 2.1 现场仪表的主要作用是将管道的各种物理量，如温度、压力、流量等转换成电信号，并和各开关信号一同传输到上位机，并在上位机控制界面中显示，方便操作人员实时读取相关参数，并与SCADA系统进行连接。 2.2 站控RTU系统主要作用是将仪表送来的信号进行采集、整理、分析、计算后对现场进行控制和自动调节，并向调度中心传送主要参数和接受调度中心的控制指令。 站控系统主要功能： 2.2.1 计量功能 读取下位机传输的位机统计记录的重要计量参数，并在工作站操作界面中显示值班人员对计量过程的实时监控。 2.2.2 报警功能 报警功能包括：站场可燃气体报警，进出站压力报警，计量支路差压值报警，重要阀门开关动作报警，计量仪表连接状态报警等。SCADA系统采用声光结合的报警方式，确保在第一时间通知值班人员，并以文字在操作界面的报警窗口中详细说明报警产生的原因和位置，确保安全平稳生产。 2.2.3 趋势曲线功能 可提供进出站压力和各计量支路中的压力、温度、差压、瞬时流量计量参数等参数的趋势曲线，通过曲线可针对某时段具体分析天然气计量参数变化趋势，对分析输差，调配气量，检测仪表提供重要的辅助作用。 2.2.4 自动生成生产报表功能 系统根据需求设定自动生成生产报表，报表内容包括进出站压力值、各支路计量参数数值及重要阀门状态等参数。作为生产的重要资料，报表按照规定时间连续保存，并能够根据实际需要调整保存时间。 2.2.5 人性化生产操作界面 根據输气系统实际情况进行界面设计，实时显示现场进出站压力、计量参数、进出站温度、电动阀状态等一系列重要生产数据，值班人员通过查看操作界面便可全面了解现场生产情况。同时，在紧急事故发生时，可以通过操作界面还可以对现场ESD系统进行控制，在控制室里能够快速完成紧急切断阀的开关工作，提高了生产的安全系数。 2.2.6 参数设定功能 系统可根据现场情况设定变送器量程、气体组分等实际工况参数来设定系统内部参数，来确保数值与现场一致性，满足生产数据准确性。 2.2.7 安全可靠性 系统采用权限操作方式，即不同操作权限的操作人员只能操作本权限内的功能。通过权限设置，一方面，可以避免误操作对生产造成影响，另一方面，可以保证生产参数的安全性，确保正常生产。 2.3 卫星通信系统的作用是通过数据传递信道建立RTU和调度中心的联系。 2.4 调度中心网络是全线各站的运行情况进行采集、分析、计算从而实现整个管道的控制和优化运行。 3 控制水平 全线采用就地手动、站控、调度中心遥控的三级控制方式，在正常输气运行过程中，可实现场站无人职守而只通过调度中心系统对全线进行控制，在管线初运行和特殊情况下可采用站控和就地手动的控制。 调度中心可采集各占地重要运行数据（流量、压力、温度、组分、关键阀位等），调度人员可以根据这些信息来监视和控制管道的运行。 调度中心计算机可以开启、关闭和调整各站主要阀门，以控制和调整各站的流量，以及各站分输计量管的流程切换。 调度中心的调度人员可通过scada系统软件，气体应用软件对管道的压降、平衡、储量、计算优化控制，并能通过实时模拟这种高级应用软件对管线运行情况进行预测和决策，使管道在安全的前提下最优化地运行。 调度中心计算机在卫星通信线路故障时可自动接通各场站的备用VPN光纤线路进行数据传输，故障排除后可自动返回卫星通信状态。 各个场站采集、上传本站数据外，在切换到站控状态时便是一个独立的控制系统，可完成本站所需的各种控制和调节。 各场站还配置了气体泄漏报警装置，完成火警消防报警的管理。 在线路中设置了多个线路截断阀，在管线出现爆裂泄漏时能够自动切断泄漏事故两端的阀门，以减少事故的损失和便于事故段的抢修。 各个分输站、清管站均设置了清管作业的信号连锁系统，在清管作业时能按顺序自动地开启和关闭相应的阀门。 4 总结 靖西线SCADA系统各输气站站控系统上线投用至今，平稳高效地完成历年输气任务，充分发挥了全天候自动化监控手段，实现了由原来人工2小时一次巡回检查改为计算机实时自动监控，节省了人力，确保了安全生产、平稳供气。由于SCADA系统具有丰富的扩展功能，新建设的输气站可轻松扩容入本系统中，未来还可增加新的功能模块，以完善sacda系统的功能需求。