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[摘 要]成品油管道作为现代国家能源建设的重要组成部分，具有距离长、范围广、生产指挥难度大的特点。为保证管道安全平稳运行，必须对管道输油进行适时的操作监督与精准的运行控制。传统的电话指挥、人工记录、逐级汇报的长输管道监控方式因反应过缓、任务过重，已难以满足密闭输送协调运行、供需变化及安全经济运行的要求。因此，必须建立成品油管道数据采集与监控系统SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition，简称SCADA），确保输油管道集中指挥和统一管理，提高生产调度速度，实现生产调度快速化、数字化、信息化战略，从而确保管线安全、平稳、经济的运行。
[关键词]输油控制 SCADA 数字化管理
中图分类号：F524 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0148-01
1 输油自动调控现状
1.1 输油调控难点
长输管道企业单位地理位置分布分散，与管理部门之间距离较远。长输管道所处地理环境，一般来说比较恶劣，常处在野外的山谷阶地、黄土塬、沙漠、海滩、草原、沼泽中，需要跨越河流、山谷、铁道、公路、村庄等，而且有些海拔相对较高。这些特点使管理部门及时准确了解基层生产单位生产状况和迅速下达指令十分困难，而且生产操作人员的生产和生活条件十分艰苦。虽然管道的中间站比首末站需要监测、操作、控制的参数少，方法也简单一些，但也有一些不依靠自动化技术难以解决的问题如密闭输油管道水击保护控制、全线紧急停车、站控系统远程维护、炉泵联锁等，使得油品输送管道的生产越来越需要依靠自动化技术提高生产的效率和效益。
1.2 SCADA系统简介
SCADA系统对输油过程工艺变量进行自动采集、计算、数据处理和对现场主要设备实现自动控制，节省人力并极大地降低了生产人员面临恶劣工作环境的可能性，保证了工作在第一线的人员的安全；各项数据通过网络传达，实现各站到调度中心、调度中心到公司的实时数据采集；系统实时在线监测现场装置和仪表的运行状况，极大地提高了生产和运行管理的及时性和准确性； SCADA系统的应用，为管道运行管理自动化提供了硬件体系和底层运行自动化的基础；实时数据采集监控传输系统的开发将进一步完善输油管道数字化建设，改进输油企业信息管理的模式，真正达到输油企业数据信息资源的共享【1】。
2 输油站自动控制要求
（1） 输油泵机组控制。输油泵机组直接影响到管道安全和经济运行。因此对与输油泵机组安全运行关系重大的变量进行检测并采用报警装置进行预报警；泵机组控制包括启、停控制，联锁保护控制等。
（2） 加热炉（或称热交换系统）控制：靖咸管道原油输送时，通过加热炉加热提高原油温度使油品粘度降低，减少摩阻损失，降低管输压力；使管内最低油温维持在凝点以上，保证安全输送。在加热输送过程中为保证加热炉运行安全可靠，满足输油工艺对原油热温度的要求，提高热效率，降低能耗，需要对加热炉运行过程变量进行检测，对主要过程变量进行控制。自动点火（启动）和停炉控制、报警与停炉联锁保护控制、炉出口温度控制（燃油流量控制）、燃烧控制（烟道气含氧量控制）、炉膛负压控制系统等。
（3） 油罐液位控制
油罐液位超高限、超低限时，发出信号进行流程切换，避免溢罐或抽空；油温低限报警则启动加热系统。
（4） 原油计量及标定
原油计量及标定系统的主要监测及报警量有：流量、流量计后压力、流量计后温度、过滤器前后差压、密度、含水等。
（5） 清管器收、发系统控制
清管器收、发系统控制包括首站清管器发送、末站接收，中间站收、发或通过的顺序控制。操作程序由站控计算机系统控制。操作过程可在站控室或控制中心的CRT上显示。清管器收、发及通过也可以通过手动来完成。
（6） 压力调节与水击控制系统
对密闭输送管道来说，压力调节与水击控制是必须予以重视的问题。它们是保证输油主泵和管道安全运行所必不可少的措施。杨山站压力自动调节控制系统用于控制泵站的进泵压力不低于泵允许的最低吸入压力，出站压力不高于管线的最高允许操作压力。所谓水击，是指在有压管道中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，或其他因素使得液体速度和动量发生急剧变化，从而引起液体压力的骤然变化，这种现象称为水击。水击所产生的增压波和减压波交替进行，对管壁或阀门的冲击作用犹如锤击一样，故又称为水锤。杨山站采用三级保护方案抑制水击：泵入口压力高泄放保护、泵入口压力超高泄放保护和硬线停泵保护，此外，还有供配电系统、火灾报警与消防、污水处理等控制系统【2】。
3 基于调控目标的系统组成
（1）泵机组是输油管道核心设备。泵的安全运行直接关系到生产的平稳安全运行。因此，需要对泵的运行设计控制方案，保证泵在允许限度范围内运行。泵机组的控制包括：泵机组的启、停操作，联锁保护等。泵机组的启、停操作。泵机组上安装有关闭（OFF）手动（HAND）—自动（AUTOMATIC）三个档位的现场选择开关。当现场有人进行维护时，将选择开关置于“OFF”位置，使泵机组处于闭锁状态，不能进行启、停操作，以保护维护人员的安全；在进行现场维护时，需要启停泵时，将选择开关置于“HAND”位置，进行现场人工启停机泵。为了避免远程操作给现场人员带来伤害或损坏机泵，在上述两种位置时，站控系统的远程控制功能将被禁止。只有选择开关在“AUTOMATIC”位置时，才允许在站控或中心控制室远程启、停泵机组。泵机组的远程启、停操作，通过继电器系统以编制好的程序由站控系统或控制中心的人机界面发出控制指令。此外，每台泵机组还安装有紧急停车装置。该装置安装在站控室内，一旦发生意外情况，可以远方手动紧急停车。泵机组的联锁保护系统。当泵吸入压力低低报警、泵排出压力高高报警、泵壳温度高高报警、泵及电机轴承温度高高报警、电机定子温度高高报警、泵壳及电机轴承振动量高高报警、电源故障报警、接地严重故障报警、泵排出流量低低报警中的任何一项报警时立即停泵。并且，在上述参量值恢复正常之前保护系统将禁止泵机组重新启动【3】。
（2）为把原油顺利地从油田输往各地，需要给原油以动能和热能。靖咸输油管线采用采用加热输送的办法。通过加热使原油温度升高，防止输送过程中原油管道中凝结，减少结蜡，降低动能损耗。按油流是否通过加热炉管，加热炉分为直接加热与间接加热两种方。前者在加热炉中直接加热油流，后者是使热媒通过加热炉提高温度后，进入换热器中加热原油。直接加热方式不如间接加热方式安全，适应流量变化的灵活性差，有炉管过热原油结焦的危险；在间接加热系统中，热媒泵要消耗额外动力，原油与热媒在换热器中二次换热将降低系统效率。随着加热炉的自动控制、运行监测、超限报警、自动点火及停炉等系统的完善，直接加热炉的安全性、灵活性更为切实可行，这种加热方式具有加热炉热负荷大，升温速度快、加热温度高，不需中间传热介质，设备简单、耗钢少、投资省等优点。
（3）为保证加热炉安全、可靠、高效的运行，必须对加热炉运行过程变量进行检测，对主要过程变量进行控制。为操作运行方便，每台炉设置一套单独的控制系统，独立对该炉进行监控。杨山站加热炉温度监控参数有：炉入口温度；炉出口温度；炉管壁温度；炉膛温度等。流量参数有：燃气流量；空气流量；原油流量。此外，还有烟道气含氧量监控；炉膛火焰监视；炉膛负压监控。
參考文献
[1]杨峰，杨灏，张琛.基于 SCADA 系统的数字化集成增压装置在插输模式下平稳输油的实现[J].电脑知识与技术：学术交流，2016（1）：256-257.
[2]龚学恒.长输管道电气系统与输油站自动化[J].油气储运，1994，13（2）： 23-29.
[3]赵名师，赵铭超，杨海鹏，等.自动化控制在临邑输油站原油精密配输中的应用[J].石油工程建設，2010，36（2）：47-50+ 68.
[关键词]输油控制 SCADA 数字化管理
中图分类号：F524 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0148-01
1 输油自动调控现状
1.1 输油调控难点
长输管道企业单位地理位置分布分散，与管理部门之间距离较远。长输管道所处地理环境，一般来说比较恶劣，常处在野外的山谷阶地、黄土塬、沙漠、海滩、草原、沼泽中，需要跨越河流、山谷、铁道、公路、村庄等，而且有些海拔相对较高。这些特点使管理部门及时准确了解基层生产单位生产状况和迅速下达指令十分困难，而且生产操作人员的生产和生活条件十分艰苦。虽然管道的中间站比首末站需要监测、操作、控制的参数少，方法也简单一些，但也有一些不依靠自动化技术难以解决的问题如密闭输油管道水击保护控制、全线紧急停车、站控系统远程维护、炉泵联锁等，使得油品输送管道的生产越来越需要依靠自动化技术提高生产的效率和效益。
1.2 SCADA系统简介
SCADA系统对输油过程工艺变量进行自动采集、计算、数据处理和对现场主要设备实现自动控制，节省人力并极大地降低了生产人员面临恶劣工作环境的可能性，保证了工作在第一线的人员的安全；各项数据通过网络传达，实现各站到调度中心、调度中心到公司的实时数据采集；系统实时在线监测现场装置和仪表的运行状况，极大地提高了生产和运行管理的及时性和准确性； SCADA系统的应用，为管道运行管理自动化提供了硬件体系和底层运行自动化的基础；实时数据采集监控传输系统的开发将进一步完善输油管道数字化建设，改进输油企业信息管理的模式，真正达到输油企业数据信息资源的共享【1】。
2 输油站自动控制要求
（1） 输油泵机组控制。输油泵机组直接影响到管道安全和经济运行。因此对与输油泵机组安全运行关系重大的变量进行检测并采用报警装置进行预报警；泵机组控制包括启、停控制，联锁保护控制等。
（2） 加热炉（或称热交换系统）控制：靖咸管道原油输送时，通过加热炉加热提高原油温度使油品粘度降低，减少摩阻损失，降低管输压力；使管内最低油温维持在凝点以上，保证安全输送。在加热输送过程中为保证加热炉运行安全可靠，满足输油工艺对原油热温度的要求，提高热效率，降低能耗，需要对加热炉运行过程变量进行检测，对主要过程变量进行控制。自动点火（启动）和停炉控制、报警与停炉联锁保护控制、炉出口温度控制（燃油流量控制）、燃烧控制（烟道气含氧量控制）、炉膛负压控制系统等。
（3） 油罐液位控制
油罐液位超高限、超低限时，发出信号进行流程切换，避免溢罐或抽空；油温低限报警则启动加热系统。
（4） 原油计量及标定
原油计量及标定系统的主要监测及报警量有：流量、流量计后压力、流量计后温度、过滤器前后差压、密度、含水等。
（5） 清管器收、发系统控制
清管器收、发系统控制包括首站清管器发送、末站接收，中间站收、发或通过的顺序控制。操作程序由站控计算机系统控制。操作过程可在站控室或控制中心的CRT上显示。清管器收、发及通过也可以通过手动来完成。
（6） 压力调节与水击控制系统
对密闭输送管道来说，压力调节与水击控制是必须予以重视的问题。它们是保证输油主泵和管道安全运行所必不可少的措施。杨山站压力自动调节控制系统用于控制泵站的进泵压力不低于泵允许的最低吸入压力，出站压力不高于管线的最高允许操作压力。所谓水击，是指在有压管道中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，或其他因素使得液体速度和动量发生急剧变化，从而引起液体压力的骤然变化，这种现象称为水击。水击所产生的增压波和减压波交替进行，对管壁或阀门的冲击作用犹如锤击一样，故又称为水锤。杨山站采用三级保护方案抑制水击：泵入口压力高泄放保护、泵入口压力超高泄放保护和硬线停泵保护，此外，还有供配电系统、火灾报警与消防、污水处理等控制系统【2】。
3 基于调控目标的系统组成
（1）泵机组是输油管道核心设备。泵的安全运行直接关系到生产的平稳安全运行。因此，需要对泵的运行设计控制方案，保证泵在允许限度范围内运行。泵机组的控制包括：泵机组的启、停操作，联锁保护等。泵机组的启、停操作。泵机组上安装有关闭（OFF）手动（HAND）—自动（AUTOMATIC）三个档位的现场选择开关。当现场有人进行维护时，将选择开关置于“OFF”位置，使泵机组处于闭锁状态，不能进行启、停操作，以保护维护人员的安全；在进行现场维护时，需要启停泵时，将选择开关置于“HAND”位置，进行现场人工启停机泵。为了避免远程操作给现场人员带来伤害或损坏机泵，在上述两种位置时，站控系统的远程控制功能将被禁止。只有选择开关在“AUTOMATIC”位置时，才允许在站控或中心控制室远程启、停泵机组。泵机组的远程启、停操作，通过继电器系统以编制好的程序由站控系统或控制中心的人机界面发出控制指令。此外，每台泵机组还安装有紧急停车装置。该装置安装在站控室内，一旦发生意外情况，可以远方手动紧急停车。泵机组的联锁保护系统。当泵吸入压力低低报警、泵排出压力高高报警、泵壳温度高高报警、泵及电机轴承温度高高报警、电机定子温度高高报警、泵壳及电机轴承振动量高高报警、电源故障报警、接地严重故障报警、泵排出流量低低报警中的任何一项报警时立即停泵。并且，在上述参量值恢复正常之前保护系统将禁止泵机组重新启动【3】。
（2）为把原油顺利地从油田输往各地，需要给原油以动能和热能。靖咸输油管线采用采用加热输送的办法。通过加热使原油温度升高，防止输送过程中原油管道中凝结，减少结蜡，降低动能损耗。按油流是否通过加热炉管，加热炉分为直接加热与间接加热两种方。前者在加热炉中直接加热油流，后者是使热媒通过加热炉提高温度后，进入换热器中加热原油。直接加热方式不如间接加热方式安全，适应流量变化的灵活性差，有炉管过热原油结焦的危险；在间接加热系统中，热媒泵要消耗额外动力，原油与热媒在换热器中二次换热将降低系统效率。随着加热炉的自动控制、运行监测、超限报警、自动点火及停炉等系统的完善，直接加热炉的安全性、灵活性更为切实可行，这种加热方式具有加热炉热负荷大，升温速度快、加热温度高，不需中间传热介质，设备简单、耗钢少、投资省等优点。
（3）为保证加热炉安全、可靠、高效的运行，必须对加热炉运行过程变量进行检测，对主要过程变量进行控制。为操作运行方便，每台炉设置一套单独的控制系统，独立对该炉进行监控。杨山站加热炉温度监控参数有：炉入口温度；炉出口温度；炉管壁温度；炉膛温度等。流量参数有：燃气流量；空气流量；原油流量。此外，还有烟道气含氧量监控；炉膛火焰监视；炉膛负压监控。
參考文献
[1]杨峰，杨灏，张琛.基于 SCADA 系统的数字化集成增压装置在插输模式下平稳输油的实现[J].电脑知识与技术：学术交流，2016（1）：256-257.
[2]龚学恒.长输管道电气系统与输油站自动化[J].油气储运，1994，13（2）： 23-29.
[3]赵名师，赵铭超，杨海鹏，等.自动化控制在临邑输油站原油精密配输中的应用[J].石油工程建設，2010，36（2）：47-50+ 68.