输油管道SCADA系统国产化效果浅析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

樊梦迪 谢静

国家管网集团山东分公司临沂作业区 山东省临沂市 276000

摘要

输油管道是能源行业重要的基础设施之一,为了确保输油管道的安全、高效运行,采用先进的监控与控制系统至关重要。本文通过对SCADA系统(监控与数据采集系统)和国产化后PCS系统(过程控制系统)在输油管道中的应用效果进行对比分析,以探讨两种系统对输油管道的监控与控制能力以及运行效果的差异,给相关从业者和研究人员在对输油管道监控与控制系统的选型和优化提供参考依据。


关键词

输油管道、SCADA、PCS、效果分析

正文


前言:输油管道作为能源行业重要的基础设施,承担着能源的运输和储存任务。随着技术的发展,监控与控制系统在输油管道中的应用也变得越来越重要。以往长输油气管道SCADA系统关键设备长期由国外厂商垄断,一旦遇到外交矛盾、战争或其他不可抗力因素时,中国油气管道行业就将面临瘫痪的巨大风险。油气管道控制系统作为国家关键信息基础设施,在信息攻防战的阴影下面临着安全风险持续攀升的外部环境,提升天然气管道控制系统安全性迫在眉睫。目前国家石油天然气管网集团有限公司推行PCS系统的使用,对原有SCADA系统进行更新迭代,本文结合双系统并行运行契机,进行两个系统仪表信号参数显示、信号控制的使用效果比较,为系统的优化使用提供参考价值。

1.SCADA系统与PCS系统通用介绍

1.1 SCADA系统与PCS系统名词解释

SCADA(Supervisor Control And Data Acquisition)系统,即监测控制与数据采集系统。它可以实时采集现场数据,对工业现场进行本地或远程的自动控制,对工艺流程进行全面、实时的监视,并为生产、调度和管理提供必要的数据。SCADA系统主要由站控系统(或RTU)、中心网络系统以及通讯系统三部分组成。

BPCS(Basic Process Control System)即基本过程控制系统。

DCS(Distributed Control System)系统,即集散控制系统,也可译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。

PLC(Programmable Logic Controller),即可编程逻辑控制器,也称可编程控制器。

RTU( Remote Terminal Unit,RTU),一种针对通信距离较长和工业现场环境恶劣而设计的具有模块化结构的、特殊的计算机测控单元。

SIS(Safety Instrumentation System),即安全仪表系统。又称为安全联锁系统(Safety Interlocking System)。主要功能是ESD功能、超压保护功能和安全联锁功能

1.2 SCADA系统软件国产化前后对比

长输油气管道SCADA系统关键设备长期由国外厂商垄断,一旦遇到外交矛盾、战争或其他不可抗力因素时,中国油气管道行业就将面临瘫痪的巨大风险。在国产化前,SCADA系统软件主要有OAsys、Viewstar、PKS、Ifix、Citect等欧美厂商的产品,目前国内研发系统主要有中石油自主研发的PCS系统、龙慧研发的Epipeview系统。

2.国产化PCS系统优劣分析

长输油气管道SCADA系统国产化是我国油气管道行业发展的必然趋势,我国计算机技术起步较晚,但发展迅速通过实验室测试,可以看到国产设备与国外成熟产品相比存在一定差距,但全面实现实现国产化对于整个油气管道行业的发展仍有不可替代的巨大优势。

2.1在服务方面优势

国产SCADA系统软件与现场实际应用的结合更能够促进其系统功能完善,比如国家管网中俄东线项目实施过程中,国产化PCS厂家技术人员能够更快速、更高效的全程提供技术保障与支持。

2.2在供货周期方面优势

国产厂商供货周期短,能够快速响应现场需,现场有任何困难都能第一时间得到厂家的配合,开发符合现场实际情况的产品

2.3技术差距

2.3.1历史服务器冗余问题

国产化PCS系统历史服务器的冗余功能在使用开源免费数据库时不能做冗余配置,只有使用品牌的数据库时,历史服务器可配置冗余功能。

2.3.2网络通讯

国产化PCS系统客户端不支持双网通信。

2.3.3报警功能不完善

国产化PCS系统重启服务器后,所有阀门状态出现报警,全屏闪烁,需逐个阀门确认报警,不能全部确认报警信息。实时报警一旦确认后,即便该报警还存在,也无法继续显示出来。报警无一键确认功能。报警无弹出窗口。历史报警导出经常失败。

2.3.4报表功能不完善

   国产化PCS系统报表功能不完善,不能根据调度实际需求进行报表内容的调整。

3. 双系统并行运行操作效果对比

现结合国家管网集团有限公司山东省分公司推行PCS系统与原进口SCADA系统并行运行契机,对双系统运行效果进行对比。

3.1操作界面方面

作为新系统,PCS系统可以根据旧系统界面操作存在的问题进行改进修正,使界面更加简洁美观。调试阶段,PCS系统界面可根据用户体验反馈的问题进行允许范围内的修正,便于用户操作。

3.2通信方面

双系统均能运转流畅,因PCS系统客户端不支持双网通信问题,新系统在冗余效果上存在短板。

3.3报警及历史报警查询方面

PCS系统实现五级报警,比旧SCADA系统多出两级,能够区分报警颜色和报警音响,报警信息更加丰富。在报警信息查询方面,旧SCADA系统能够按时间顺序对所有报警信息排序,PCS系统只能将每级报警按时间排序,在查询多个不同级别报警历史报警信息时会增加查找时间。

3.4模拟信号历史趋势查询方面

PCS系统可以通过鼠标滚轮实现历史趋势放大缩小,较旧SCADA系统提高了查询便捷性。

3.5设备远程操作及限值输入方面

双系统均能快速实现设备远程操作,并提供复核窗口避免误操作。PCS系统对操作界面进行升级达到更加美观效果。限值、报警值输入方面,PCS实现界面点击设置,较旧SCADA系统更方面的实现报警值输入。但未设置操作员分级权限,在不许操作密码情况下操作员即可更改报警值,存在操作员误操作的风险。

4.结语

长输油气管道SCADA系统国产化是必然趋势本文通过对进口SCADA系统和国产化PCS系统在输油管道中的使用效果进行对比分析,旨在从操作员角度反应国产化PCS系统的优势与不足,提高国产化PCS系统的实用性与品质。综上所述,SCADA系统和PCS系统各自具有一定的优点和不足,根据具体需求提高PCS系统功能性和稳定性可以达到更好的运行效果适应能源行业的发展需求。

 

 

 

 

 

 


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