成品油长输管道运行自动化控制系统研究

徐佳楠(中国石油北京油气调控中心，北京 100007)

0 引言

成品油长输管道跨度相对较广，在偏远区域难以对管道进行有效的管理，这使得成品油长输管道运行过程中面临众多的风险问题，在另一方面，与原油长输管道相比，由于成品油管道内部的介质较为复杂，因此，提高其输送效率的难度相对较大，由此可见，如何保障成品油管道的运行安全以及提高管道的运行效率是其面临的重大问题[1]。目前，国内外学者对原油长输管道的研究相对较广，对成品油长输管道的研究相对较少，这给成品油管道管理企业带来了一定的困扰。针对此问题，本次研究首先对成品油管道运行中存在的问题进行深入分析，对自动化控制系统的组成及功能实现进行深入研究。我国成品油长输管道运行过程中存在众多问题，因此，成品油长输管道管理单位需要从站控系统、截断阀室、调度中心、监测仪表以及通讯网络五个角度出发，构建自动化控制系统，并从信号采集、信号传输、信号处理以及信号反馈四个角度出发，做好管道管理工作。

1 成品油长输管道运行中存在的问题

对于成品油长输管道而言，尽管多年的发展，相关技术已经逐渐成熟，成品油管道网络也逐渐完善，成品油管道网络的建议对于社会的发展十分关键[2]。但是受到外界环境以及管道内部介质复杂性的影响，在管道运行过程中仍然存在众多的问题，由于这些问题的存在引发了构建自动化控制系统的迫切需求。成品油长输管道运行中存在的主要问题如下表1所示。

表1 成品油长输管道运行中存在的问题

2 成品油长输管道运行自动化控制系统应用关键

2.1 硬件的完善

为了确保成品油长输管道自动控制系统可以顺利应用，首先需要对管道沿线的硬件进行完善。通过深入了解成品油长输管道输送所需要的硬件条件，对管道现场存在的问题进行挖掘，为后续应用自动控制系统奠定基础[3]。只有保障现场的技术支持，才能有效的提高管道的输送效率，同时才能保障管道的输送安全。在另一方面，也需要对成品油长输管道自动控制系统构建所投入的成本进行合理的计算，进而做到资金投入与功能开发两不误的目的。

2.2 软件的优化

在对成品油长输管道沿线的硬件进行完善以后，需要对自动控制系统中的软件进行一定的优化，这主要是因为硬件功能的实现需要软件的支持。一般情况下，成品油长输管道软件系统的建立需要根据各个区域对生产的要求进行区域性的构建，以此可以降低总控软件的载荷。通过在总控软件下构建多个子系统，可以对管道沿线的相关数据进行捕捉和收集，将收集的相关信息传输到总控中心中进行有效的分析[4]。

3 成品油长输管道运行自动化控制系统的组成

3.1 站控系统

对于成品油长输管道的自动化控制系统而言，站控系统是其执行单元，也是自动化控制系统的重要组成部分，该系统的主要作用是对设备的运行情况进行监控，了解不同站点位置的操作情况，通过通讯网络，将相关数据传输到调度中心。

3.2 截断阀室

在截断阀室内安装有大量的截断阀，常见的截断阀如下图1所示，其作用是在成品油长输管道出现意外事故后可以及时的关闭管道，在意外事故被排除以后可以及时的起输。

3.3 调度中心

调度中心属于整个自动化控制系统的中枢神经，是保障自控化控制系统正常运行的核心，其主要作用是通过各种类型的软硬件设备对管道及其附属设备的运行情况进行严格的监控，同时，还具有数据储存及处理的功能，在管道及其附属设备出现意外问题以后，调度中心可以下达紧急命令，以便实现管道的紧急停输功能。

3.4 监测仪表

管道沿线必须安装大量了解管道运行情况的智能化仪表，智能化仪表包括流量计、温度计、压力计等，通过这些监测仪表可以及时的获取管道的运行信息，并通过通讯网络将相关信息传输到调度中心[5]。

4 成品油长输管道运行自动化控制系统功能实现

4.1 信号采集

信号采集系统主要由各种类型的监测仪表构成，监测仪表主要安装在管道沿线以及各个站场内，可以将相关的数据信息采集、简单处理以及上传调度中心，由此可见，信号采集系统具有分析管道运行状态、实现成品油调度以及实现风险问题报警的功能。

4.2 信号传输

常见的数据传输方式主要可以分为两种类型，分别是无线传输和有线传输，对于管道分布较广，且管道沿线基础设施相对较差时，则需要构建无线传输网络，该种传输方式构建成本相对较高，信号的传播速度相对较慢，但是可以收集信号的范围相对较广；对于管道沿线存在完善网络线路的区域，可以采用有线传输的方式对数据资料进行传输，该种传输方式的构建成本相对较低，能有效保障数据资料的完整性，该种传输方式对于管道沿线基础设施的要求相对较高。

4.3 信号处理

信号处理也是自动控制系统的核心功能，这主要是因为管道沿线以及站场传输到调度中心的信号主要以电信号为主，只有对信号进行转化和识别，才能及时了解管道运行信息，在进行信号处理的过程中，可以根据各种类型信号的特点设定阈值，以便实现管道运行风险报警功能。

4.4 信号反馈

在对信号进行处理以后，就需要对相关数据做出反馈，一般情况下，信号的反馈都是根据工作人员的经验进行，存在人为因素的干扰，这对于保障管道的安全十分不利，在调度中心内也需要设置智能化的信号反馈软件，通过智能软件对数据资料进行分析，了解管道沿线存在的风险问题，并及时做出报警。

5 结语

通过本次研究可以发现，尽管成品油长输管道已经经过了多年的发展，但是在运行的过程中仍然存在众多的风险问题，因此，构建成品油长输管道自动控制系统十分重要。自动控制系统基于硬件的完善和软件的优化，其主要有站控系统、截断阀室、调度中心、监测仪表以及通讯网络五部分组成，通过构建自动控制系统，主要可以实现信号采集、信号传输、信号处理以及信号反馈四种功能，全面保障成品油长输管道的运行安全和提高管道运行效率。