管道監控

運輸管道線路長，站庫多，全線密切相連，因此，其運行工藝既需要站庫和線路的就地監控，也需要全線的遙測和遙控。管道監控的主要任務是：收集、處理、顯示和記錄管道系統的運行狀態和工藝參數；按輸送計劃、動態工況分析結果，選擇最優運行方案；協助調度人員迅速準確地開關閥門和啟停設備，以實現選定的輸送工藝流程；調節流量、壓力和溫度等運行參數；預測、分析和處理事故；進行起點站、終點站和分輸站的油、氣交接以及帳務結算等。

管道輸送工藝的發展和自控技術的進步，促進了管道輸送自動化的發展。20世紀40年代的成品油管道用繼電器控制全站設備的啟停，實現了站內集中顯示（指示燈）和按鈕控制，這是單站自控階段。50年代到60年代中期，調度中心普遍採用硬線邏輯控制台、通信介面裝置和大型模擬板。調度中心和就地控制設備經歷了從電子管到晶體管，進而到固態邏輯電路的發展過程；通信方式則由明線載波、通信電纜等有線通信發展到微波通信和衛星通信實現了全線遙測和遙控。60年代前期電子數字計算機在管道上主要用於財務、工程施工、設計、生產計劃、水力模擬、最優運行條件和生產調度等計算工作。從60年代中期到70年代中期，則普遍採用以電子計算機為中心的全線監控系統。站內就地控制也大量地使用小型計算機，形成智能化的監控終端。70年代中期開始，由於可編程序控制器和微型計算機的普遍應用，管道監控由高度集中發展到多級分散監控。與此同時監控系統的可靠性大為提高。

管道監控系統一般由調度中心、遠傳通道和監控終端三大部分組成。其控制方式根據管道輸送工藝確定，如長輸管道開始廣泛地採用多級分散控制方式。其結構方式取決於遠傳通道聯繫調度中心和監控終端的方式，主要有一對一、一對多和混合式三種。

現代調度中心通常設置兩台電子數字計算機，一台在線工作，收集、處理和監視管道運行數據，提供控制指令或在必要情況下直接控制泵站設備和線路上的遙控截斷閥；另一台計算機作為備用。備用機除能迅速地切換到在線狀態外，還可進行軟體開發、制訂計劃、管理器材，並可完成其他計算或管理工作。計算機外部設備主要包括屏幕顯示終端 (CRT)、印表機、磁碟存儲器和通信介面等。帶控制鍵盤或光筆的屏幕顯示終端是最有效的人─機介面。調度員可以通過鍵盤或光筆輸入數據，選擇控制功能。CRT能分頁顯示全部遙測量，如流量、壓力、溫度、液位和設備狀態及報警等信息。它既可以顯示水力坡降、水擊波、界面跟蹤、系統平衡檢漏、系統報警等全局量，又可以顯示單站流程圖、站內單體運行狀態、界面比重變化等局部量。根據調度員的需要， CRT可按一定時間間隔順序顯示這些彩色畫面，或穩定於某一畫面。如果出現報警,CRT游標會自動閃爍或以醒目的顏色表示，必要時伴以音響。為了能夠同時顯示幾個畫面，可設置多台CRT顯示終端。調度員不但可以從這些CRT直觀地監視整個管道運行工況，而且可以通過 CRT鍵盤或專用控制盤及時準確地向監控終端發出控制指令，進行流量、壓力、溫度控制和機組啟停、閥門開關、流量計算定等作業。為確保遙控指令正確執行，一般採用遙控指令返回校核，並由調度員決定是否發出“執行”指令的開環控制方式。根據屏幕顯示的實時遙測數據，如設備狀態和參數發生變化，調度員即可確知指令執行情況。調度中心一般設置兩台印表機：一台印表機記錄實時報警和調度員的控制指令；另一台印製各種報表或業務票據。磁碟存儲器，如流量存儲磁碟系統用於常駐計算的計算機管理程序以及各種應用程序，並用磁帶保存管道歷年的運行數據。

其功能是將監測和控制信息迅速、準確地從發送端傳送到接收端。在管道監控上已經應用的通道有：明線載波、地面微波、同軸電纜、超短波無線電通信以及通信衛星等。目前，通信幹線以微波和同軸電纜為主；衛星通信用於地理、氣候條件惡劣的地區，作為管道備用通道；超短波無線電通信常作為輔助的通信手段。數據傳輸速率一般為200、600、1200、2400比特。為提高信息傳輸的可靠性，可採用不同的通信手段作為備用，而且信息結構可納入數據全鏈路控制規程，也可以在監控系統內自行約定。不論何種方式大都採用冗餘碼進行差錯控制。一般要求遠傳通道誤碼率低於10。

包括站、庫監控終端和管道線路監控終端。輸油管道與輸氣管道的監控對象不同，但兩者的結構和監控的基本內容是一樣的。站、庫監控終端由站控中心、就地控制裝置和儀錶系統組成。站、庫監控終端除實施遙測遙控功能外，還必須具有站內集中控制功能和現場手動控制功能。①站控中心：設置有利用硬線邏輯或可編程序的遠程控制終端和儀錶盤、小型或微型計算機等。其功能是周期性地收集站內設備狀態和參數；自動地或根據調度中心的要求向調度中心報送有關數據；接收調度中心的控制指令，併發送返回校核信息。接到“執行”指令后，站控的就地控制裝置執行經過校核的控制指令。採用計算機的站控中心，作為智能終端，還可將搜集的數據作預處理，壓縮遠傳信息量，完成緊急順序停機、給定值調節和設備故障自檢等多種功能。這使站、庫更具獨立性，只須用極少數的遙控指令就能監控整個站、庫正常運行，微型計算機的普及使這種站控中心日漸增加。②就地控制裝置：包括各種控制器、閥門執行機構和調節閥等。控制器過去多用繼電器邏輯電路或固態邏輯電路，近年來趨向用可編程序控制器。可編程序控制器既具有繼電器那種適應工業環境、實用、控制邏輯簡單和維護方便的優點，而且又具有計算機那種結構緊湊、功能多、靈活方便的優點。可編程序控制器作為一次控制部件按場區設置，可使控制功能分散化，就地完成數據收集，越限檢查和狀態報警，向站控中心傳送數據或按要求報送有關數據。此外，還可完成就地計算、給定值控制、清管球收發控制和機組啟停等順序控制功能。它的廣泛應用使得監控終端設備標準化。③儀錶系統：監控的基礎部分，包括一次敏感元件、信號變送器和二次顯示儀錶。儀錶可分為氣動和電動兩類。氣動儀錶適用於易燃、易爆、潮濕的場合；電動儀錶便於數據處理，適用於高度集中管理的場合。為了提高儀錶系統可靠性並便於維護，就地顯示的控制儀錶仍是不可缺少的。