淺談?wù){(diào)壓計量站無人值守與遠(yuǎn)程控制的實現(xiàn)

劉興華，張宏強

(天津市濱海燃?xì)庥邢薰?天津300461)

淺談?wù){(diào)壓計量站無人值守與遠(yuǎn)程控制的實現(xiàn)

劉興華，張宏強

(天津市濱海燃?xì)庥邢薰?天津300461)

隨著現(xiàn)代計算機和通信技術(shù)的發(fā)展，為了順應(yīng)燃?xì)饧夹g(shù)與時代的要求，調(diào)壓計量站開始采用“無人值守”的運行方式。簡述了遠(yuǎn)程控制無人值守站的運行及使用特點，并從監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通訊、報警管理、人員管理等方面論述了無人值守站在實際應(yīng)用中應(yīng)考慮的問題。

遠(yuǎn)程控制 無人值守站 燃?xì)?/p>

0 引 言

目前國內(nèi)很多調(diào)壓計量站都采用人工管理，調(diào)壓計量站的進、出口壓力，流量及現(xiàn)場溫度等數(shù)據(jù)僅僅依靠就地式儀表進行測量，由人工記錄，這些數(shù)據(jù)信息在時間上和空間上彼此孤立，缺乏完整的技術(shù)手段將這些分離的信息進行整合。調(diào)壓站依靠調(diào)壓器維持一定的出口壓力，其運行狀況靠人工監(jiān)視并加以適當(dāng)校正，這種管理方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代化城市基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用水平。為了順應(yīng)燃?xì)饧夹g(shù)與時代要求，無人值守站點的開發(fā)與投運逐漸普及。這一系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅節(jié)約了資金和能源，而且保證了安全穩(wěn)定供氣，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和管理水平。

1 遠(yuǎn)程控制及無人值守的含義和關(guān)系

1.1 遠(yuǎn)程控制

所謂遠(yuǎn)程控制，就是對調(diào)壓計量站的一切控制(如閥門啟動、停機、運行監(jiān)視及設(shè)備操作等)都在距離調(diào)壓計量站較遠(yuǎn)的調(diào)度指揮中心完成，在調(diào)壓計量站內(nèi)不實施操作。遠(yuǎn)程控制又可分為有線遠(yuǎn)程控制和無線遠(yuǎn)程控制兩種方式。有線遠(yuǎn)程控制是通過同軸電纜或雙絞線等有線介質(zhì)把調(diào)度指揮中心與被控制的調(diào)壓計量站連接起來進行信息交流。這種方式比較適合兩者距離相對較近的情況，如小區(qū)域梯級調(diào)壓計量站的梯級調(diào)度控制。無線遠(yuǎn)程控制是通過無線網(wǎng)絡(luò)、微波、遠(yuǎn)紅外線等無線介質(zhì)，實現(xiàn)調(diào)度指揮中心和被控制調(diào)壓計量站的信息交流。這種方式比較適合對位置比較偏遠(yuǎn)的區(qū)域進行管理。

1.2 無人值守

無人值守是指調(diào)壓計量站內(nèi)無值守人員，調(diào)壓計量站完全封閉，對調(diào)壓計量站的一切控制都是由上級調(diào)度控制中心值班人員或自動裝置實施，并通過站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)自動完成；而其巡檢、清掃、維護均由上級調(diào)度控制中心定期派人員完成。

1.3 遠(yuǎn)程控制與無人值守的關(guān)系

遠(yuǎn)程控制是實現(xiàn)無人值守的基礎(chǔ)，無人值守是遠(yuǎn)程控制管理的目的。

2 遠(yuǎn)程控制及無人值守的實施

調(diào)壓計量站要實現(xiàn)無人值守，需要設(shè)計單位、設(shè)備制造和安裝單位及管理單位共同協(xié)調(diào)組織實施。

2.1 提高工程設(shè)計質(zhì)量、改變設(shè)計思路

提高工程設(shè)計質(zhì)量、改變設(shè)計思路，是調(diào)壓計量站實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及無人值守的先決條件。調(diào)壓計量站在實施遠(yuǎn)程控制及無人值守時，其運行方式與傳統(tǒng)的運行方式存在較大差別。因此，工程設(shè)計單位在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)其運行方式調(diào)整設(shè)計思路，充分考慮各種新的不利因素，并對其進行逐項論證，找出對應(yīng)的解決辦法，最大限度降低無人值守站運行事故的發(fā)生。

2.2 提高設(shè)備制造與安裝質(zhì)量

提高設(shè)備質(zhì)量是實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及無人值守的基礎(chǔ)。提高設(shè)備的制造、安裝、調(diào)試水平，可以避免因設(shè)備質(zhì)量缺陷和設(shè)備安裝、調(diào)試問題而導(dǎo)致的運行故障。因此，設(shè)備制造商應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，對原有的設(shè)備進行技術(shù)改造，使之適應(yīng)無人值守站新的運行方式。

3 無人值守站的配置及工作原理

3.1 原理

無人值守站是利用電子技術(shù)和傳感技術(shù)，對傳統(tǒng)調(diào)壓站進行改造后產(chǎn)生的，可以依據(jù)需要進行編程，并將程序存放于存儲器中，既能直觀顯示相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，又能輸出數(shù)據(jù)或信號，具備可遙控、自動調(diào)節(jié)、自動報警、打印輸出等功能。無人值守站架構(gòu)見圖1。

圖1 無人值守站架構(gòu)Fig.1 System architect of an unattended station

3.2 配置及功能

3.2.1 調(diào)度指揮中心

由人機界面軟件和視頻終端顯示組成。上位機系統(tǒng)可顯示工藝界面及上傳的視頻信息，并在一定范圍內(nèi)處理上傳信息。系統(tǒng)設(shè)置不同管理員的權(quán)限，有效防止誤操作，具備條件查詢、數(shù)據(jù)匯總、生成報表等功能。

3.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

安裝在無人值守站內(nèi)的采集系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場的 RTU(Remote Terminal Unit，遠(yuǎn)程測控單元)定時從現(xiàn)場儀器儀表通過線纜獲取數(shù)據(jù)，并按照內(nèi)置程序采集數(shù)據(jù)后執(zhí)行操作指令。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下主要功能：①現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、控制輸出；②報警監(jiān)視、報警處理；③數(shù)據(jù)上傳，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過上傳通道上傳至上位機和調(diào)度指揮中心；④接受調(diào)度指揮中心發(fā)來的參數(shù)設(shè)定和控制命令；⑤遠(yuǎn)程或現(xiàn)場設(shè)定、修改參數(shù)。

3.2.3 遠(yuǎn)程控制

系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開啟閥門、改變運行參數(shù)、設(shè)定報警上下值、解除或開啟布防等功能，還可以自動檢測流量計運行狀況。當(dāng)檢測到實際流量與設(shè)定流量不同時，控制器發(fā)出對流量計設(shè)備進行切換的指令，流量計所在的管道上的電動閥門自動關(guān)閉或開啟，使流量計設(shè)備自動切換到另外一路進行計量，實現(xiàn)大、小流量自動切換。以上功能的完善既保證了無人值守站的節(jié)能運行，又使燃?xì)赓Y源得到科學(xué)調(diào)配，確保了公正、公平、準(zhǔn)確計量。

3.2.4 侵入監(jiān)視管理

通過紅外感應(yīng)可偵測是否有人員侵入，用攝像機監(jiān)視是否有人員侵入系統(tǒng)所在的監(jiān)控范圍，并將監(jiān)視到的信號、圖像信息通過通信系統(tǒng)上傳到調(diào)度指揮中心，同時采用自動或人工控制現(xiàn)場聲光報警器報警。

4 無人值守站在實際使用中應(yīng)考慮的問題

無人值守站可以應(yīng)用在偏遠(yuǎn)的場站監(jiān)視燃?xì)膺\行情況，既降低了工人的勞動強度，也極大地提高了生產(chǎn)管理的自動化水平，具有一定的推廣價值。但任何產(chǎn)品都存在不足之處，無人值守站在實際使用中會遇到如下問題：

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)問題

在實際使用過程中出現(xiàn)過某月視頻流量過大，網(wǎng)路欠費現(xiàn)象。在之后的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該月流量過大是由于在視頻監(jiān)視器所處的位置上，有其他干擾(如擺動的樹枝或流動的車輛)因素。相對靜止畫面與運動畫面使用視頻流量迥然不同，運動畫面比靜止畫面消耗的流量更多。

4.2 遠(yuǎn)程通訊問題

通訊網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著無人值守站與調(diào)度指揮中心的數(shù)據(jù)傳輸與交換工作，是整個項目的橋梁，是保證系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。在通訊方式上可以分為市話網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、專用網(wǎng)和 GPRS網(wǎng)等幾種方式。這幾種方式各自有不同的優(yōu)缺點。無人值守站多使用 GPRS網(wǎng)和寬帶網(wǎng)兩種網(wǎng)路。網(wǎng)路斷線造成信號中斷時，需安排巡線人員至現(xiàn)場重新啟動網(wǎng)絡(luò)連接器(MORDOM)，造成工作不便。因此，在選擇通訊模式上應(yīng)考慮周全。為了保證無人值守站數(shù)據(jù)傳輸，可在部分站點采用傳輸系統(tǒng)一開一備(即有線、無線的組合使用)并存的方式。

4.3 報警管理問題

無人值守站多使用紅外線對射報警器，通過紅外感應(yīng)監(jiān)控外物的侵入。在實際使用中出現(xiàn)過由于對射器位置不正(接受端與發(fā)射端未對正)造成的誤報現(xiàn)象。因此在報警器的安裝上，應(yīng)將報警器安裝牢靠，從根本上杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生。另外，由于無人值守站一般都架設(shè)在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，外物侵入往往不屬于人為因素，如飄飛的塑料袋、飛鳥或其他動物等也會引起報警器報警。因此，在調(diào)度指揮中心可采用人工手動方式進行報警，當(dāng)檢測到安全防護區(qū)域存在危險源時，將報警信號、圖像傳輸至調(diào)度指揮中心，由調(diào)度中心根據(jù)現(xiàn)場傳輸來的圖像信號進行辨別、記錄，并確認(rèn)報警。同時，在此基礎(chǔ)上加強與社會治安力量(如110或119等)的聯(lián)動，在調(diào)度指揮中心報警的同時，可以聯(lián)動社會治安力量，迅速出動，將安全隱患、災(zāi)害消滅在萌芽之中。

4.4 人員管理問題

任何先進的技術(shù)和設(shè)備，都要有相應(yīng)技術(shù)水平的人員進行操作。因此，必須使系統(tǒng)操作人員了解計算機及其系統(tǒng)的應(yīng)用知識。具體實施時，可采用引進人才和舉辦培訓(xùn)班等方式，重要崗位的操作員要取得國家認(rèn)可的操作員證和相關(guān)崗位證書，達到全能值守員的全部要求。主管技術(shù)人員應(yīng)對系統(tǒng)主設(shè)備狀態(tài)有診斷、分析、處理的能力及相關(guān)管理能力。

同時，應(yīng)制定和推行適合無人值守站的相關(guān)安全考核、可靠性評價、指標(biāo)考核和運行規(guī)程等方面的一系列新的制度和規(guī)程規(guī)范。根據(jù)無人值守站的運行方式，重新設(shè)定新的工作崗位，明確各崗位操作人員必須具備的基本條件，實行全員競爭上崗。

5 結(jié) 語

調(diào)壓計量站采用“無人值守”運行方式，具有減少管理難度、提高運行管理水平等優(yōu)點，既滿足了用戶需求，又節(jié)約了大量的人力、物力資源，減少了不必要的浪費。同時，管理人員可以更清楚地了解各站的運行數(shù)據(jù)，使管理更加有的放矢，有效提高管理水平。在完善的無人值守燃?xì)飧?中壓調(diào)壓站系統(tǒng)設(shè)施安全保障的前提下，系統(tǒng)在計量工藝中應(yīng)打破原有計量模式，采用按用戶實際用氣量需求自動識別并調(diào)控計量設(shè)備，按設(shè)定工況量范圍與用戶流量需求范圍，自動檢測流量計輸出的計量數(shù)據(jù)，必要時對計量設(shè)備自動切換，使用戶與燃?xì)馄髽I(yè)在貿(mào)易計量、供需平衡上達到按需供應(yīng)、安全監(jiān)管、節(jié)能運行。通過對運行工況數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)控管理，對遠(yuǎn)程站內(nèi)計量等關(guān)鍵設(shè)備運行模式采取自動或遠(yuǎn)程遙控操作，做到以現(xiàn)場實際采集數(shù)據(jù)為依據(jù)，對遠(yuǎn)程無人值守站運行實現(xiàn)科學(xué)的動態(tài)管理，既保證在宏觀指導(dǎo)下燃?xì)赓Y源科學(xué)調(diào)配，又保證了獨立的遠(yuǎn)程無人值守高-中壓調(diào)壓站經(jīng)濟節(jié)能運行。依據(jù)此模式設(shè)定的程序控制方式，不僅符合節(jié)約型社會要求，而且使企業(yè)對遠(yuǎn)程無人值守調(diào)壓站的監(jiān)管從人力、物力、財力等方面做到了用最少的投入獲取最大的回報，可為企業(yè)創(chuàng)造較大的經(jīng)濟效益。

［1］ 王增霈，李勇慧. GPRS技術(shù)在燃?xì)獗O(jiān)測系統(tǒng)改造的應(yīng)用[J]. 煤氣與熱力，2007(5)：46-47.

［2］ 劉晨，王大全. 無人值守調(diào)壓站遠(yuǎn)程監(jiān)控與安全防護系統(tǒng)[J]. 煤氣與熱力，2007(8)：1-3.

［3］ 張鐵軍. 城市燃?xì)夤芫W(wǎng) SCADA 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2012，48(2)：49-51.

On Remote Controlled and Unattended Pressure Regulating and Metering Stations

LIU Xinghua，ZHANG Hongqiang
(Tianjin Binhai Gas Company Limited，Tianjin 300461，China)

Along with the development of modern computer and communication technologies，pressure regulating and metering stations are adopting the mode of “unattended operation” to catch up with the development of gas technologies. The operational and applied features of remote controlled and unattended pressure regulating and metering stations were introduced to analyze practical problems of the stations from the perspectives of monitoring system，remote communications，alarming managment and staff management.

remote control；unattended station；gas

TP89

A

1006-8945(2014)11-0010-03

2014-10-10