1.系统简介
        呼和浩特-包头-鄂尔多斯成品油管道共包括1条干线和1条支线。干线线路长286km，支线线路长30.5km。呼市首站-土右分输泵站段设计输量定位为300×104t/awww.cechina.cn，土右分输泵站-鄂尔多斯末站段为200×104t/awww.cechina.cn，包头支线为150×104t/a。干线管径D355.6mm，设计压力10.0MPa；支线管径D273.1，设计压力4.0MPa。本工程采用常温密闭顺序输送工艺，输送93#、97#汽油和5#、0#、－10#、-20#、-35#柴油，采用单管顺序输送。沿线共设站场4座CONTROL ENGINEERING China版权所有，分别为：呼和浩特首站、土右分输泵站、鄂尔多斯末站、包头末站。阀室10座www.cechina.cn，其中监控阀室4座。
        本项目自动控制系统部分是国内第一整包集成项目，同时也引进了北京安控公司的RTU产品控制工程网版权所有，为实现管道自控系统中逐步的国产化目标迈出。
        呼包鄂成品油管道控制系统用于呼和浩特首站，土右分输泵站、鄂尔多斯末站、包头末站，和四个监控阀室以及两个界面检测间，对全线所有的站场数据进行采集和监视控制
        管道沿线有人值守的工艺站场设SCADA站控制系统（SCS——Station Control System）。无人值守的远控线路截断阀室、鄂尔多斯末站和包头末站的界面检测间设SCADA远程终端装置（RTU——Remote Terminal Unit）。
        SCS和RTU作为SCADA系统的远方控制单元，是保证SCADA系统正常运行的基础，为调控中心调度、管理与控制命令的远方执行单元，是SCADA系统中最重要的监控级。SCS和RTU不但能独立完成对所在工艺站场的数据采集和控制，而且将有关信息传送给调度控制中心并接受其下达的命令。
        ，
        呼包鄂成品油管道项目自动系统共分3级，分别如下。
        1） 数据采集层
        数据采集层主要是指通过PLC、RTU对现场数据的采集、控制等，其中站场、阀室、界面间等通过光纤的方式传输到站场控制室和调度中心，通过2级的SCADA系统实现对数据的采集、控制。
        2） 站级控制
        站场控制系统主要完成工艺过程的数据采集及数据处理，监控生产运行参数、主要设备状态及保护，控制阀门的开、关，主要参数的调节及安全联锁保护，ESD保护、水击保护等功能。
        3） 调度中心
        采用主-备调度中心方式，通过通讯方式，对所有站场、阀室进行远程监控和调度安排。
        2调度中心系统的总体结构
        2.1主控中心基本设计
        1) 调度中心建立中心SCADA、批输、仿真、WEB等功能。
        2) 站场部分由站场SCADA及PLC、ESD系统组成。
        3) 实现信息处理的规范化、计算机化，提高开发生产管理与决策的科学化和现代化水平。

        2.2备控控中心基本设计
        1) 备用中心作为主控中心链路出现问题时，担任起全线监控、调度的任务。
        2) 要具有安全行、技术开发性、开发性、经济行原则。
        3) 备用中心软件采用站控PKS软件，开发中心SCADA系统。
        备用中心系统结构图如下：

        3系统的功能
        3.1中心SCADA系统
        SCADA 系统作为成品油管道项目SCADA 系统的调控中心，系统控制水平最终需要达到在调控中心完成对管道各个站场进行监控、调度、管理并完成全线优化运行的任务。
        呼包鄂成品油工程主控调控中心SCADA系统所使用的Telvent公司OASyS 6.3 UNIX系统能够为客户提供开放的结构、十分友好的面向企业的数据管理系统。主要系列产品包括用户图形界面（XOS），与数据平台接口的DSS系统，WEB发布系统等，具备与第三方应用软件集成的开放性，同时具备系统的安全性。
        呼包鄂成品油工程备用中心SCADA系统由原站控系统扩充功能实现，采用Honeywell公司的PKS软件，能够对全线数据进行监控、调度。
        3.2WEB发布系统
        Web服务器使得管理人员及相关人员可以通过网络浏览器来观察管道的运行情况。Web服务器系统是SCADA系统与MIS/ERP系统之间的衔接服务器。SCADA系统将用户可组态的相关数据子集写入(复制到) 基于Windows 的Web服务器上，并对其进行实时更新。
        3.3仿真系统
        模拟仿真服务器仿真管线运行，用于运营优化、成本控制、生产培训等任务。
        T-VariSimTM 是一种管道业用高级水力模拟程序，它能够准确模拟出管道或网络工程中任何液体静态与动态水力的工作情况。T-VariSimTM通过液体工作情况的显式方程以及对操作设备、控制系统或遥测状况的详尽模拟来实现准确的模拟。T-VariSimTM的目的在于确保准确模拟出能够影响管道水力状况的所有操作活动。
        3.4泄露检测系统
        泄漏检测系统采用负压波法并辅以流量平衡法对管道进行泄漏监测及漏点定位。
        本项目采用 Telvent 的LDS系统如果无特别要求则通常是结合使用质量平衡加压力波检测。这两种功能斯可以分别使用的。两者结合使用可以大大提供管线泄漏检测的可靠性。WateTrack II RTU 具有高精度的GPS 时间标签（50纳秒），精确的A/D转换器（满16位并可以升级到24位），同时具备高科技的硬件滤波器能有效地采集管道泄漏时压力波的完整信号。
        3.5批输系统
        批量输送服务器完成批量跟踪、显示批次界面位，混油段长度，以及预测批次到达时间等任务。
        批量跟踪模块跟踪管道系统中批量和清管球/异点的移动，并预测他们的到达时间(ETA)。前提是管道流动为稳态条件下，可以计算管道压力/温度，批量和异点位置，以及预测到达时间。
        批量跟踪应用软件模块可以计算管道内批量头和异点质到达下游各节点的估计到达时间。这个软件模块还可以根据净量值重新计算每个管段内的流速。该流速用来确定批量到达各节点的时间。每一个批量跟踪软件模块计算循环周期都重新计算一次。
        3.6泵振动、流量计分析系统
        泵振动分析系统是根据目前的设备状态管理现状，以提高机泵自动监测、诊断水平而制定的有针对性的项目解决方案，以达到以下功能：
        • 通过计算机进行旋转设备健康状况监测
        • 旋转设备振动报警
        • 监测系统能预诊断出轴承早期故障
        • 图形化显示旋转设备的参数监测画面
        • 中心控制室及现场监控室同时监控设备健康状况
        流量计分析是针对管线项目的特殊性，站间距离比较远，平均上百公里。现场环境严酷、工作环境苛，为了分提高设备现有的可利用率,降低设备维护的成本、减少由于设备故障导致的生产影响,从而优化工厂的运行,增加盈利率越来越受到公司管理层的关注。
        本项目采用艾默生过程控制有限公司的AMS 设备管理组合(AMS Suite)。通过在备控调控中心配置AMS 智能设备管理服务器，仪表维护人员可以在办公室中就能够对现场仪表进行组态，故障分析等仪表维护工作。在末站配备集单元直接装在现场PLC机柜子中CONTROL ENGINEERING China版权所有，流量计信号4-20MA依然进入PLC机柜中，而Hart信号通过信号采集单元将信号转换成数字信号，通过TCP/IP模块连接到交换机，通过光纤连接到备调控中心AMS 智能设备管理服务器，进行智能分析。
        3.7 站控系统
        站场控制系统主要完成工艺过程的数据采集及数据处理，监控生产运行参数、主要设备状态及保护，控制阀门的开、关，主要参数的调节及安全联锁保护，ESD保护、水击保护等功能。站场控制系统作为SCADA系统的远方控制单元，是保证SCADA系统正常运行的基础，为调度控制中心调度、管理与控制命令的远方执行单元，是SCADA系统中最重要的监控级。站场不但能独立完成对所在工艺站场的数据采集和自动控制的功能，还能将有关信息与中心控制系统进行数据交换，并能执行控制中心发送的控制命令。
        典型结构图如下：

        5部分功能展示
                             1）站控系统：                                   2）泄露系统

                               3）批输系统                                        4）仿真系统

 

        作者简介：
        毕振飞，男，1979年生。2002年毕业于燕山大学计算机科学与技术专业。现在北京安控科技股份有限公司油气事业部从事系统集成开发和项目管理工作