油气管道自动化系统架构调研

宋小鸥(中国石油管道公司,河北 廊坊 065099)

1 调控中心的功能

调度控制中心是SCADA系统的核心，主要任务是对整个油气输配管网生产运行进行调度与操作任务下达，并对工艺对象进行数据采集及工艺过程和重要设备的控制，同时能够对管网在线模拟仿真、设备运行优化、制定输送计划、泄露检测及定位、计量管理、模拟培训等一系列任务。

2 原油站场系统架构

目前，国内油气管道SCADA系统架构主要存在两种构成方式，一种是将站控系统和ESD系统分开，每套系统单独设置PLC；另一种是将站控系统和ESD系统融合到一起，共用一套PLC。原油站场系统架构调研方面，本文选择位于庆铁三线和庆铁四线上的梨树输油站作为调研对象。

2.1 梨树输油站自动化控制系统基本概况

自动化控制系统方面，庆铁三线和四线均采用SCADA系统对全线的运行进行自动监控和统一调度管理，不同的是，庆铁三线SCADA系统的控制中心只有一个，设在沈阳调控中心，北京油气调控中心和廊坊分控中心对其只具备监视功能，为二级调控。而庆铁四线SCADA系统的控制中心有两个，一个是廊坊分控中心，另一个是沈阳调控中心，二者均可对其监控，目前沈阳调控中心为主控，廊坊分控中心为备控，北京油气调控中心对其只具备监视功能。

2.2 梨树输油站系统架构

2.2.1 梨树输油站站控系统网络配置介绍

站控系统SCS主要由计算机网络系统、可编程序逻辑控制器（PLC）、操作员工作站、数据通信接口等构成。梨树输油站目前拥有站控系统2套，分别为庆铁三线站控系统和庆铁四线站控系统，。

2.2.2 庆铁三线站控系统说明

操作员工作站采用2台OASyS系统站控机冗余配置，连接到冗余配置的交换机上。站控系统PLC与ESD PLC独立设置，分别用于控制站场的工艺设备和作为工艺站场的紧急切断系统。炉控系统PLC1套，用于热媒炉的数据采集与监控。站控PLC和ESD PLC均采用CPU冗余配置，通过冗余配置的Ethernet通信模块连接到交换机上。站控PLC系统有3台I/O远程机架通过Con⁃trolnet控制网与CPU机架连接。ESD PLC系统有1台I/O远程机架通过Controlnet控制网与CPU机架连接。二者Controlnet控制网均采用A网、B网冗余配置。站控PLC和ESD PLC的每个CPU机架都安装有一个Ethernet通信模块形成以太网冗余配置。两台路由器冗余配置,连接到冗余配置的交换机上。

1）庆铁四线站控系统说明

操作员工作站采用1台OASyS系统站控机双屏显示，连接到冗余配置的交换机上。站控系统PLC用于控制站场的工艺设备，同时也作为该工艺站场的紧急切断系统。可编程序逻辑控制器（PLC）采用CPU冗余配置，它们通过位于同一机架上冗余配置的ethernet通信模块连接到交换机上。站控PLC系统有3台I/O远程机架通过Controlnet控制网与CPU机架连接。Con⁃trolnet控制网分A网、B网冗余配置。CPU机架各安装有一个Ethernet通信模块形成以太网冗余配置。

两台路由器冗余配置，连接到冗余配置的交换机上。

表1 庆铁三、四线站控系统配置对比

3 典型成品油站场系统架构

兰郑长成品油管道是一条长距离多种油品顺序输送管道，咸阳输入泵站在兰郑长成品油管道中所处的位置特殊，采用SCADA控制系统及通讯系统，站内设施齐全，功能完善，因此选择咸阳输入泵站作为成品油管道典型站场用于研究成品油管道系统架构。

3.1 咸阳输入泵站系统架构

咸阳输入泵站站控系统SCS主要由计算机网络系统、可编程序逻辑控制（PLC）、操作员工作站、数据通信接口等构成

站控系统说明

站控系统设置独立的PLC系统与独立的ESD系统：咸阳输入泵站站控系统设置一套独立的PLC系统用于控制站场的工艺设备，还设置一套独立的安全保护系统—紧急停车（ESD）系统，作为该工艺站场的紧急切断系统用以完成站内的安全逻辑控制。热备冗余设置：站场为保证系统的可靠性，操作员工作站、PLC的处理器、PLC的电源、I/O网络、LAN等按热备冗余设置。

[1]乐嘉谦.仪表工手册[M].2版.北京:化学工业出版社，2011：662-807.