余霄鹏（中海福建天然气有限责任公司，福建 福州350000）

随着SCADA 系统在长输天然气管道行业应用的深入，集中调度输送天然气水平得到提升。与此同时SCADA系统的安全稳定运行也成为保障天然气安全输送的重要因素，由此有效组织系统调试工作、科学运用调试方法、合理安排功能验证，将为长输管道平稳运营奠定良好的基础。

1 海西天然气管网SCADA系统简介

海西天然气管网SCADA系统按控制级别分为调控中心控制级（包括主调中心和备调中心）、站控系统控制级和就地控制级三级操作模式。其操作方式：正常情况下，由主调中心对全线进行监控。主调中心独立完成各站设施的自动化监控和安保，沿线各工艺站场控制无须人工干预，各站控系统和RTU 在主调中心统一指挥下完成各自监控工作。当主调中心主、备服务器发生故障或系统检修时，切换到备调中心监控。全系统控制权限由主调中心确定，经主调中心授权，操作员方可通过站控系统或RTU对该站进行授权范围内的操作。当主、备通信系统均发生故障或系统检修时，由站控系统对各站监控。当站场系统进行设备检修或紧急切断时，采用就地控制方式。其系统结构如下：

图1 海西天然气管网二期工程SCADA系统结构

2 长输天然气管道SCADA系统调试特点

2.1 站点偏散、交通不便

根据市场情况，一般分输站、阀室分布在长输天然气管道沿线市县区内，相对比较分散。且因天然气行业特殊性，各站场选址亦多处于城市周边农村等偏僻处。由此长输天然气管道SCADA系统调试直接面临着交通不便的难点。

2.2 专业多、周期长

长输管道SCADA系统监控站点多，各站点监控数据量大且杂，且调试过程需多专业单位配合，如电力、通讯、施工单位、输气运行部、设备厂家、调度部等各专业技术人员等。因此，使得调试周期较长。

2.3 边调试、边验收

对于整套SCADA系统验收而言，需在所有站控系统均调试完成后进行。但鉴于长输管道沿线站场的施工条件和环境影响，各站场施工进度、站控系统调试进度并不能保证一致。因此边调试边验收，在完成单个站控系统调试的情况下，便组织对该站控系统的验收是长输管道调试的又一特点。

3 长输天然气管道SCADA系统的调试方法

3.1 调试前准备工作

3.1.1 调试方案的编制

通过制定合理的调试方案，可有效组织人、物力资源，以便能按计划完成整体SCADA 系统调试任务。方案的制定需综合考虑项目进展、各工程的节点、以及各站场设备情况（如计量橇、调压橇、自用气橇、收发球装置等厂家服务工期等）。

3.1.2 调试点表的制定

结合各站场仪表专业监控数据表、各成橇设备厂家（计量橇、调压橇、自用气橇等）所提供的设备资料和接线图，逐个梳理各监控点，查漏补缺，制定各站控系统调试点表。

3.2 调试流程

总流程为优先对已具备条件的站控系统进行调试，并组织单站控系统验收。在完成各站控系统调试后，最后对主调中心和备调中心SCADA系统进行调试。因主、备调中心服务器是直接从站控系统PLC处理器和远控阀室RTU处理器读取数据，因此对主、备调中心调试，仅需将各站控系统已调试好的组态画面、逻辑程序等文件重新载入主、备调中心工程师站和操作员站内，并对监控优先级予以设置即可。对长输天然气管道SCADA 系统调试而言，重点在各站控系统的调试。以下将对单个站控系统调试过程操作予以介绍：

3.2.1 站控系统连接检查

在站控系统所涉及到的各节点（包括PCS 机柜、ESD 机柜、火灾盘、操作员站、工程师站、调压机柜、计量机柜、以及现场电动阀、撬装设备等）安装完成后，开始对系统内各个节点进行布线连接，主要可分为以下四个部分：

A 电源

根据电气专业设计要求，完成各配电柜至各节点之间的电气线路安装。该部分应留意勿错接、勿混淆电气线路的主回路和副回路。

B 信号

Section 7: Line-cut analysis for nano-dots in Fig. 3

根据仪表专业设计要求，完成现场、站控室内全部信号电缆的布线和安装。在保障接线正确的情况下，同时应注意信号线路与电气线路走向和间距（＞50mm），避免产生干扰。

C 接地

保护接地和工作接地应避免混接，屏蔽接地需连接到工作接地上，形成单端接地，保护接地勿采用串联接地方式。

D 通讯

根据通讯专业设计图完成通讯电缆的敷设，应注意尽量与其他电缆分开单独敷设，避免信号干扰。

3.2.2 上电检查

为避免不必要的设备损坏，上电前应对相关设备线缆连接、模块卡件等进行检查，确认所有设备电源开关处于关断状态。确认无误后方可逐级逐个对各节点设备上电，上电过程应注意观察设备状态，直到确认各节点设备均稳定运行。

在站控系统工程师站和操作员站上分别安装系统运行环境、系统软件、用户软件、数据库软件等。该部分工作一般由SCADA系统厂家在工作站出厂FAT前完成，并提前做好各站控系统的预组态。

3.2.4 系统调试

由SCADA系统厂家根据设计图纸和生产需要，按调试点表逐个对站控系统下全部I/O点和通讯点位进行读取、控制、设置联锁、编写逻辑、并对全部监控点予以组态和绘制组态画面等工作。

3.3 SCADA系统调试验收

为确保已调试完成的站控系统功能能适应运营实际需求，需组织各专业人员对系统进行验收，验收内容主要包括以下几点：

A HMI界面验收

通过观察和测试HMI界面，对界面美感、工艺流程准确度、参数完整性、动态显示是否符合实际的需要等作出判断。

B 冗余功能验收

主要包括对站控系统硬件冗余的测试，通过断电、断通讯、热拔插等方式测试站控系统中控制器、I/O卡件、通讯等模块的热备冗余性能。当发生“故障”时，以上设备能否自动进行故障切换，自动对系统的数据进行备份，为运行管理提供可靠的保障。

C 监控信号验收

对监控数据点表中全部点位进行逐个测试，确定现场信号能够准确被站控系统采集到。通过站控系统给出信号的方式，确定现场受控设备（如电动阀门等）能够准确接收并正确动作。

D 联锁验收

模拟触发设备动作的联锁条件，观察设备能否按设计要求动作。如：出站压力超高3 选2；断电引发火灾报警器报警联锁等。

E 逻辑验收

经过对站控系统与各设备间的联调，站内设备应能满足天然气站场实际运营的逻辑需求，验收项包括：正常自动启输、正常自动停输、紧急停输（一级关断、二级关断）、过滤分离器设备切换、流程的自动切换、自动收、发清管器等逻辑动作，当系统接收到以上逻辑触发指令后，将能按设定的逻辑顺序对站内电动阀门等设备进行动作，以达到逻辑目的。

4 结语

随着天然气管道输送运营智能化的飞速发展，长输天然气管道SCADA 系统的功能和规模亦将日益强大，由此对SCADA系统调试施工提出了更高的要求。对此需不断完善长输天然气管道SCADA系统的调试方法和验收体系，从而实现系统性能的最优化。