SCADA系统预警报警功能在安塞油田的优化及应用

王波　侯宴春　张浩

摘要：利用好SCADA系统的站间管网模块、井组管网、预警报警模块，可以有效避免安全事故的发生并为应急处置提供宝贵时间。本文从报警参数的优化、运行参数的确定、报警参数的确定等方面简要介绍了SCADA系统预预警报警功能在安塞油田的应用，以期为兄弟油田安全环保管理提供借鉴。

关键词：SCADA系统；预警报警；油田；应用

安塞油田地处黄土高原，这里山大沟深、沟壑纵横、自然环境脆弱敏感。特别是笔者工作的侯市作业区地处王窑水库上游，环保压力巨大。为此，如何深度应用SCADA系统的预警报警功能，构建数字化条件下的应急响应机制显得尤为重要。怎样在降低报警频次的前提下提高SCADA系统报警准确率，同时减少漏报、误报就成为重中之重。

1 SCADA系统预警报警功能的应用现状

目前安塞油田管线泄露监控的主要手段为：通过SCADA系统中井组管网压力监控+站间管网输差压差监控+预警报警的方式得意实现。站间管网是通过上、下游站点的输差、压差曲线来判断是否出线集油管线是否出现泄露的。特别是输差监控，是目前管线泄露预警报警最为有效的手段。

2 SCADA系统预警报警功能的优化

2.1 合理规划变量报警组别、报警优先级

划分报警组别的作用是为了将不相关的报警信息显示在不同的报警窗口中，将相关的报警信息显示在同一报警窗口中，便于用户查询。为此，将报警信息划分为：集输流程、注水流程、油井监控、注水阀组、站间管网、井组管网、可燃气体七个组别，这样报警界面既直观整洁又便于查询。

将这七个报警组别又按后果严重成都分为3个报警优先级。其中站间管网、井组管网为第1优先级；集输流程、油井监控、可燃气体为第2优先级；注水流程、注水阀组为第3优先级，这样发生多个报警时，优先级高的报警信息优先提示。

2.2 增加变量死区、延时，减少报警滋扰

以笔者所在侯市作业区为例，2015年SCADA系统建立之初，全区622个报警变量每天报警数量可多达3万余条，导致监控人员无法准确地判断现场是否存在异常情况，大大降低了数字化监控系统在生产运行中的管控效果。通过更改死区和延时后报警数量减少到2千余条。

为了减少变量在报警区附近频繁触发的报警滋扰，将报警死区设置为0.3。以原油外输瞬时流量高报为例：当瞬时流量大于5.8m?/h时触发报警，如果瞬时流量在5.8m?/h上下波动，则反复触发报警；将报警死区设置为0.3后，瞬时流量恢复导5.5以下时，报警方可消除，这样就避免了重复报警。

另外，将报警延时设置为60s。这样SCADA系统当前产生的报警信息并不显示和记录，而是进行延时60s，60s后如果报警不存在了，表明该报警是误报警，系统可自行清除。如果60s后，报警依然存在，表明该报警是真是报警，系统进行显示和记录。

2.3 变量报警与输油泵启停联动

如何减少启停泵所触发的无效报警事件？首先为各站建立一个内存离散型变量，如H3ZH_BJPD（候三转报警判断变量），其次给当前站点的集输流程变量（如外输压力、外输排量）低限值设置报警约束，即当H3ZH_BJPD为False时，集输流程变量不报警。不仅当前站点，下游接收站点的进站集输流程变量也可设置报警约束。

给报警判断变量赋值是通过以下方法实现的：在SCADA系统工程设计器定时器脚本中新建一个脚本，通过脚本判断当前站点外输泵的运行状态，给新建的报警判断变量赋值0或者1，部分脚本如下：

if（＼＼KS1＼H3ZH$SYB1_ZT==false && ＼＼KS1＼H3ZH$SYB2_ZT==false && ＼＼KS1＼H3ZH$WSF_ZT==false）

{＼＼KS1＼H3ZH_BJPD=false；}else {＼＼KS1＼H3ZH_BJPD=true；}

3 確定运行参数的方法

运行参数的确定是报警参数设置的前提，这就要求输油尽量平稳，尽量减少启停泵和输油频率的波动。因此，合理确定输油泵启停液位和输油泵PID运行参数尤为关键。

结合安塞油田缓冲罐现场使用经验，确定缓冲时间为25～30min，正常液面控制在罐体直径的2/3处[1]，见下图。考虑到0.85的安全系数：缓冲罐启动液位为液位计量程的1/2；PID设定值为液位计量程的1/2+5cm；缓冲罐停止液位根据泵运行实际制定，一般为20cm；泵运行频率下限设为站点全天液量23.5h输完对应频率；泵运行频率上限设为降库排量应急频率。

以候九转增压橇为例，缓冲罐液位计量程为1m，全天外输液量55m?，23.5h对应排量为2.34m?/h，外输泵型号为CQB6-2.4J，额度排量6m?/h，实际排量5m?/h，对应输油泵频率为23.4HZ。按以上原则设定：启泵液位50cm，停泵液位25cm，液位设定值55cm，下限频率24HZ，上限频率33HZ。实际运行效果平稳、有序。

4 结论

1）利用SCADA系统站间管网输差监控、井组管网压力监控、预警报警可以有效判断管线是否发生泄露。

2）可以通过合理规划变量的报警组别、报警等级，增加变量死区、延时，变量报警与输油泵启停联动等方法对报警变量进行优化，以减少无效报警。

3）合理确定运行参数是确定报警参数的基础，运行参数的确定应使启停泵次数尽量减少，输油尽量平稳。

参考文献：

[1]苗承武，江士昂，程祖亮，等.油气田集输设计手册[M].北京：石油工业出版社.1995.34-36