古道金 熊建森(西南石油大学，四川 成都 610036)

SCADA—石油天然气管道的全新构架探索

古道金 熊建森(西南石油大学，四川 成都 610036)

随着石油天然气资源的不断开发，石油天然气运输管道技术也在不断改进和创新，将SCADA系统应用在石油天然气管道中不仅可以提高工作人员对石油天然气管道的管控效率和管控质量，还能够在一定程度上提高石油天然气管道运输效率，对石油天然气公司的经济效益也有一定的促进作用。对SCADA系统的组成结构与其功能进行研究分析，并且通过对SCADA系统在国内外应用情况进行对比，对SCADA系统在石油天然气管道运输中对实时数据与远程监控工作的实现进行阐述。有利于促进SCADA系统的推广和发展。

SCADA系统；石油天然气管道；应用系统分析

SCADA系统刚开始是应用在电力系统上的，经过长时间的发展，现阶段的电力系统中SCADA系统已经被广泛应用，所以，相对石油天然气管道中应用SCADA系统，电力系统中的SCA⁃DA系统更加成熟和完善。SCADA系统是电力行业的主要系统之一，能够帮助工作人员对各个运行设备进行监控，提高电力调度工作的效率。而在石油天然气中应用SCADA系统的主要目的就是为了提高对石油天然气管道的管理质量，同时能够保证石油天然气运输管道的安全稳定运行，对石油天然气管道的发展有全面性作用。

1 SCADA系统的基本概述

1.1 SCADA系统的历史概述

SCADA系统是在20世纪六十年代出现的，刚出现的SCA⁃DA系统使用的专用设备完成工作。这一时期的SCADA系统的主要设备组成包括硬布线扫描器、固态逻辑线路、大型模拟显示盘以及打印机等。刚开始应用SCADA系统的主要目的是为了对设备的运行状态进行监控。到七十年代，计算机技术与软件系统技术的开发和完善使SCADA系统出现很大改进和创新，提高了SCADA系统的工作效率，但是因为计算机在当时的价格较贵，因此应用SCADA系统时主要以集中控制为主，限制了SCADA系统的发展。而到八十年代，SCADA系统经过长时间的发展已经趋于成熟，再加上远程控制系统以及可编程程序控制器的应用，使SCADA系统的功能更加多样，促进了SCADA系统的发展。到九十年代，网络信息技术的快速发展，SCADA系统能够利用信息处理技术和数据库技术对设备运行的数据资料进行分析处理，并且还有信息传输的功能。系统的维护和升级工作也趋于简单化，因此，这一时期的SCADA系统得到更广泛的推广和应用。

1.2 SCADA系统现阶段的发展情况

目前，计算机技术和信息处理技术的快速发展更是为SCA⁃DA系统的更新升级提供了巨大的便利，现阶段SCADA系统已经向着标准化和开放性方向持续发展。并且现在已经可以通过虚拟私人网络（VPN）以及网络操作员对SCADA系统进行随时随地访问，极大的提高了SCADA系统的应用效率。与此同时，将地理信息系统（GISCADA）、管理信息系统（MIS）等与SCADA系统进行开发与集合，能够促进SCADA系统进一步发展和创新，使SCADA系统的应用更加广泛。

2 SCADA系统在石油天然气管道中的应用分析

2.1 SCADA系统内容分析

对SCADA系统的主要内容进行分析是保证SCADA系统在石油天然气管道中得到良好应用的最基本要素，历史数据模块、实时数据模块、软件开发平台是该系统最主要的组成部分。其中实时数据模块以及历史数据模块主要安装在调度中心的主机上和SCADA系统的末站上，为了对数据进行系统的分析和研究，调度中心对这3个远程控制内容可以实行实时控制和数据分析，在收集的同时对数据进行统一规划和分析，然后通过计算机的数据再现功能将本地可编程度内容、第三方智能数据设备进行数据内容的展现，对数据的实时运用过程中实现数据的整合和及时更新。以此为前提，将数据实现最大化的运用。

2.2 SCADA系统的功能分析

石油天然气管道中基础的调度系统就是SCADA系统，一般来说，在正常的操作情况下工作人员可以通过调度控制中心的计算机系统对整个石油天然气管道的监控和运行进行管理。SCADA系统在石油天然气管道中的应用功能包括以下几个：采集和处理数据的功能；显示数据的功能；启动和停止石油天然气全线输气系统以及各个站点的功能；对异常事故进行报警的功能与查询事件功能；对SCADA系统进行诊断和维护的功能；对故障通信通道进行自动切换的功能；记录与保存历史数据的功能；对其他管理系统提供平台接口，实现数据交换的功能。

2.3 SCADA系统的其他功能分析

SCADA系统应用在石油天然气管道中除了上述功能外，还有其他功能。SCADA系统开发商根据实际情况设计的PLC组态编程软件、模拟仿真软件集以及办公软件等运行软件都会在一定程度上促进SCADA系统的发展和更新。例如SCADA系统中的数据实体运行模式可以将相关的数据信息进行直观展示，能够对数据库中的所有数据信息和变量数据进行统一规划和管理，方便工作人员对数据信息进行对比分析，有利于对对象数据进行设计，减轻工作人员的工作量。另外，这种数据模式还可以对SCADA系统页面上的一些微小细节进行规整，实现计算机内存与相关磁盘信息之间的数据交换和应用[3]。这样，同一个数据处理模式就能够进行多个功能操作，简化了SCADA系统的操作步骤，提高对数据库的处理效率，有利于促进SCADA系统功能更加趋于完善。

3 SCADA系统在石油天然气管道中的维护分析

3.1 对站场进行维护

（1）对下位机PLC系统维护。在对下位机PLC系统进行维护时，主要的维护内容包括以下几点：第一，对PLC系统中的各通讯模板、冗余模块以及CPU模板、PLC电源模板的状态指示灯进行检查，确保指示灯处于正常工作状态；第二，严格检查PLC机柜的接地性能以及CPU模板的电池指示灯，当指示灯出现红色警报时，说明PLC设备的电池电量过低，要进行及时更换；第三，为了保证SCADA系统的通讯状况良好，要对以太网交换机和路由器的工作状态进行检查，确保网络连接稳定可靠；最后，要根据实际情况对PLC系统中的一些问题进行改进，制定完善的应急处理机制，提高PLC系统的稳定性。

（2）对上位机MMI系统的维护。维护方面主要包括：其一，对画面中的显示信息进行检查，确保数据信息的正确性和完整性；其二，要进行必要的测试，例如对声光报警系统的测试、对各个数据点和页面刷新时间的测试等；其三，要确保MMI系统能够连续稳定运行，才能保证记录的数据资料的连续性和有效性；其四，要对上位机系统中的数据库进行及时检测，确保数据库的稳定性，防治突发情况丢失数据；最后，要对数据库中的资料进行及时备份，提高数据信息保存的安全性。

（3）对实际I∕O信号接入的维护。主要维护内容包括：第一，检查各种压力、温度等实际模拟量的输入点、电动阀以及调节阀等设备的状态反馈点与命令点；第二，确保实际信号的正常运行状态，严格控制状态反馈、控制输出等工作，确保其准确性；第三，检查各个设备的状态指示灯是否处于正常状态，尤其是24 V电源的状态指示灯；最后，对声音报警装置进行检测，确保其正常运行，保证SCADA系统的运行稳定和安全。

3.2 对阀室进行维护

对阀室进行维护时，主要是对下位机RTU系统、实际I∕O信号接入以及第三方通讯设备的维护。对上位机系统以及实际I∕O信号接入进行维护时与站场维护方式相同。而对第三方通讯设备进行维护时，主要是对第三方设备采集的信息进行检查，同时对第三方设备和SCADA系统至今的通讯状态进行检测，确保通讯的稳定性。除此之外，还要对实际操作运行过程中出现的各种问题进行解决。

4 结语

综上所述，石油天然气的不断发展促使与其相关的技术也在不断创新和改进，尤其是石油天然气运输管道的相关技术对石油天然气的运输效益和经济效益有至关重要的影响。因此，需要相关的工作人员根据不断发展的新技术对石油天然气运输管道的管理工作进行创新，确保运输管道的良好安全运行状态。在石油天然气管道中应用SCADA系统，在一定程度上能够推动石油天然气管道管理的全面性发展，这就要求相关的工作人员必须根据实际情况对SCADA系统的应用进行规划，根据不断积累的经验使SCADA系统在石油天然气管道中的应用更好完善。

[1]蓝维波.SCADA系统在石油天然气管道上的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(10).

[2]李昌锋.SCADA系统在石油天然气管道上的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(14).