泰青威天然气管道自动控制通用站控逻辑优化应用

1 站场操作控制简介

(1) 以调控中心远程控制为主, 调控中心操作员在授权范围内, 可以对站场下达控制命令。

(2) 正常情况下, 站场处于自动逻辑控制状态, 允许操作员下达站场控制操作命令。

(3) 所有ESD执行程序的复位, 均通过硬复位ESD按钮实现, 不允许自动复位。

(4) 在站控HMI上设定的报警, 报警后执行报警复位操作, 报警消除。

(5) 在SIS系统的PLC内设定的程序报警, 在HMI上设置程序报警画面, 可逐条执行软复位操作。在HMI上设置1个软复位按钮, 可对程序中产生的报警和程序进行集中复位。

(6) 在SIS系统的PLC中设定的各项设定值、报警限值、远程下达设定值等参数不能因系统死机、断电、重启而发生数值变化。

(7) 控制系统联锁逻辑分级

建立控制逻辑优先级概念, 将所有的联锁逻辑根据重要性和紧急程度划分等级, 根据优先级, 将控制逻辑分为3个等级, 当控制逻辑执行出现冲突时, 高级别程序优先执行。

2 通用控制逻辑优化

站场中不同区域内并联运行设备的正常自动切换顺序, 依据回路优先级进行, 包括:过滤分离、加热、计量、调压。回路优先级设定要求采用任意设定方法, 由站场或中心操作员通过HMI界面对不同分区的并联回路进行任意优先级设定, 用阿拉伯数字代表优先级顺序, 数字“1”优先级最高, 依次递减。回路优先级不允许重复设置, 每一回路的优先级数字是唯一的, 优先级最低的数字等于总回路数量。

在HMI上设置优先级设定画面, 优先级允许在编辑状态下进行设定, 运行状态时仅显示优先级。回路控制按优先级顺序、参数变化后延时切换。当在用回路出现回路不可用报警时, 报警回路优先级自动设为不可用状态“0”, 其它回路优先级保持不变, 回路增、减时程序自动跳过不可用回路。回路开启原则按优先级从高至低排序, 回路关闭原则按优先级从低至高排序。故障路修好后, 不可用报警在上位机画面取消, 并弹出上位机上修改优先级从“0”改为原有优先级, 自动切换程序投用, 并自动切换优先级。

可用回路, 站场联锁控制功能中的可用回路, 包括可以正常使用 (无故障或未处于维护状态) 的过滤器、计量、调压回路。

可用过滤分离器回路要求同时满足过滤分离器无堵塞报警、无液位高报警、无差压高报警。可用计量回路要求同时满足流量计算机无故障报警 (硬接线报警) , 计量压力、温度无超限报警 (报警值在流量计算机上设定) 。

可用调压回路要求同时满足SSV阀处于开启状态, 调压阀、阀门控制器 (采用阀门控制器控制时) 无报警。回路控制用电动球阀无故障报警、未处于“维护”和“手动”的回路, 常开回路关断阀 (电动) 处于开启状态。无扰切换控制, 站场控制模式切换应确保站场控制参数设定值维持不变。任何切换应确保优先级选择设定值维持不变或微小的变化不足以引起扰动。任何切换均确保所有数据维护状态维持先前状态不变。

5.大口径阀组控制, 在有人值守的情况下, 为保护大口径球阀由于多次处于不平衡力状态开启的影响, 导致密封不严的情况出现, 可用以下逻辑限制大口径球阀的开启方式。

在无人值守, 且大口径球阀旁通阀不能远控的情况下, 以下程序不投用, 或只做报警。站内开启过程中存在较大压差的大口径球阀 (大于等于16″) , 在开启前先进行阀门两侧压力平衡, 待压差≤1MPa时, 允许开启大口径球阀。 (由于目前本站所有阀门均无可远控旁通, 平压工作只能通过人工手动完成)

程序启动开启大口径球阀步骤:判断球阀二侧测量差压ΔP;先开启小口径旁通阀进行充压;ΔP≤0.2MPa, 可以打开大口径球阀;阀门开到位后, 关闭旁通阀。大口径球阀两侧压差通过阀门上、下游安装的压力变送器测量值差值进行判断。

命令触发及复位, 人工下达的命令均采用二次确认的方式, 包括:控制命令、远程操作、设定值写入等。

在PLC程序中对本次改造的所有触发命令自动启动1个对应的计时器, 在程序中预先设置时间范围, 达到预定时间而设备运行未达到预定的状态时, 提供超时报警, 中断该命令并自动复位。调控中心下达的所有命令均为事件并自动记录在站HMI系统中, 记录收到命令的时间 (月、日、时、分、秒) 。调控中心下达的所有命令均由站控系统负责复位, 站控系统收到中心命令后, 自动锁定该命令并执行, 维持2秒钟后自动复位该命令。站控系统下达的所有命令均由站控系统负责复位, 执行命令后, 维持2秒钟后自动复位该命令。所有自动切换逻辑均可以在站控设定延时。

3 结语

通过对泰青威天然气管道自动化站场通用控制逻辑优化的应用提高了天然气站场自动化水平, 有效提升了大部分通用逻辑的可用性, 对以往使用频率较低或者不用的逻辑进行删改, 对使用频率较高的逻辑进行优化, 为现代高自动化天然气管线建设、天然气站场面向无人化提供了借鉴。

摘要：泰青威 (泰安-青岛-威海) 管道做为山东地区主干天然气管网, 其站场自动化控制程度较高, 全线自动化系统设计理念先进。本文着重概述泰青威天然气管道自动化控制通用站控逻辑优化应用进行解读。

关键词：自动化控制,天然气管道,逻辑优化

参考文献

[1] 朱磊;郭明月SCADA系统在天然气输气管线中的应用[J].自动化博览2010.3.

[2] 吴爱国;何信油气长输管道SCADA系统技术综述[J].油气储运2000.3.

[3] 马可心PLC在天然气自动化管道运输中的应用分析[J].硅谷2012.12.

[4] 万里油管道设计中的重要环节-逻辑图[J].化工管理2013.9.