自動(dòng)化技術(shù)在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理中的運(yùn)用

李超

[摘? ? 要]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，自動(dòng)化技術(shù)與各個(gè)領(lǐng)域不斷結(jié)合，廣泛地運(yùn)用到現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)方面。隨著我國城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷興建和完善。政府和相關(guān)行業(yè)也提出智慧化城市建設(shè)發(fā)展思路，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用也就成為了時(shí)代所需。為了保證在實(shí)際應(yīng)用過程中更加具有安全性和實(shí)用性，必須要提高城市燃?xì)夤芫W(wǎng)管理的自動(dòng)化技術(shù)，以此才能更好地保證在進(jìn)行燃?xì)夤芫W(wǎng)的使用過程中其自身的穩(wěn)定性和安全性。文章針對自動(dòng)化技術(shù)在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討，為城鎮(zhèn)化的建設(shè)和發(fā)展提供一種思路。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化技術(shù);城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng);運(yùn)行管理

[中圖分類號]TP29;TU996.62 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Application of Automation Technology in Operation

and Management of Urban gas Pipeline Network

Li Chao

[Abstract]With the development and innovation of science and technology， automation technology is constantly combined with various fields， and gradually widely used in all aspects of modern society. With the development process of China's urbanization and the continuous construction and improvement of public service infrastructure， the government and related industries also put forward the development ideas of smart city construction， The application of urban gas network automation technology has become the need of the times. In order to ensure more security and practicability in the process of practical application， we must improve the automation technology of city gas pipe network management， so as to better ensure its own stability and safety in the use of gas pipe network. This paper discusses the specific application of automation technology in the operation and management of urban gas pipeline network， and provides a way of thinking for the construction and development of urbanization.

[Keywords]automation technology; urban gas network; operation management

在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展背景下，科技的不斷創(chuàng)新和快速發(fā)展推動(dòng)著我國城市化進(jìn)程不斷深化。尤其是在我國大踏步邁向全面信息化的時(shí)代，在信息化、科技化影響下，部分大城市已經(jīng)向著智慧城市的道路發(fā)展。在智慧城市的建設(shè)中，最重要的是涉及民生基本保障的水、電、氣網(wǎng)的高效建設(shè)和管理，水、電、氣網(wǎng)超大的業(yè)務(wù)數(shù)量和維護(hù)管理難度也倒逼其向智慧化的方向前進(jìn)。在當(dāng)前背景下，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)是城鎮(zhèn)運(yùn)行和建設(shè)管理燃?xì)夤芫W(wǎng)時(shí)重要前提條件。

1 城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理自動(dòng)化

1.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)備

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展日新月異，能源的需求變得越來越重要，有鑒于此，國家出臺(tái)了一批關(guān)于能源安全的戰(zhàn)略規(guī)劃，其中比較熟悉的是西氣東輸這個(gè)西部大開發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目，西氣東輸項(xiàng)目帶動(dòng)了國家整個(gè)燃?xì)庑袠I(yè)的飛速發(fā)展。隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市的基礎(chǔ)建設(shè)也越來越完善，借著西氣東輸?shù)臇|風(fēng)，城市中供氣的區(qū)域不斷擴(kuò)大，燃?xì)庑袠I(yè)實(shí)現(xiàn)了爆發(fā)式增長，這也對燃?xì)庑袠I(yè)自動(dòng)化水平有了更高的要求。在一些大城市燃?xì)庑袠I(yè)自動(dòng)化的程度得到了深入的發(fā)展，管線調(diào)壓設(shè)計(jì)和管理都得到了優(yōu)化。自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用使得安全性和穩(wěn)定性更加優(yōu)良，甚至基本實(shí)現(xiàn)了智能化。但是在一些小城市或者城鎮(zhèn)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展沒有跟上，燃?xì)庑袠I(yè)自動(dòng)化技術(shù)使用比較少。就調(diào)壓方式來說，仍然使用的是人工巡視、手工操作的落后方式，常常由于人的疏忽而造成安全事故。

城市燃?xì)飧鶕?jù)使用情況，需要調(diào)壓站來對不同的壓力級別進(jìn)行切換，所以調(diào)壓站可以說是燃?xì)夤芫W(wǎng)中最重要的環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)壓力和穩(wěn)定壓力是其主要功能。將壓力分為3個(gè)等級，即系統(tǒng)中的高壓、中壓和低壓。實(shí)際使用的過程中，高壓燃?xì)獗旧硎遣荒苤苯舆M(jìn)行入戶使用的。調(diào)壓站可以根據(jù)燃?xì)膺\(yùn)行的需要，將上一級的壓力轉(zhuǎn)化為實(shí)際需要的壓力水平，當(dāng)下游的壓力需要發(fā)生改變時(shí)，調(diào)壓站能保持壓力穩(wěn)定在安全范圍內(nèi)，保障用戶使用安全。調(diào)壓站的核心設(shè)備是調(diào)壓器，在燃?xì)庹{(diào)壓中，操作人員需要結(jié)合調(diào)壓站的位置、壓力等級等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直接管控著其他設(shè)備及后續(xù)工作的開展。調(diào)壓站可以分為劃門站、分輸站以及高中低壓的調(diào)壓站。鑒于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營管理中，燃?xì)庹{(diào)壓站具有非常重要的影響和作用，也成為自動(dòng)化技術(shù)在燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理應(yīng)用的核心。另外，涉及到的其他設(shè)備，比如閥門、燃?xì)夤艿赖?，在后期運(yùn)行管理中也將逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的管理，有利于事故的避免。燃?xì)夤?yīng)事關(guān)國計(jì)民生，采用先進(jìn)、科學(xué)、準(zhǔn)確的方式來管理燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓閥對燃?xì)鈮毫Φ淖詣?dòng)調(diào)節(jié)等，讓燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行更安全，而且還可以讓燃?xì)夤芫W(wǎng)管理更加高效，讓人們享受更加便利的燃?xì)夥?wù)，對當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的提升作用。

1.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行管理

城市化建設(shè)的提升對城市的公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了更高的要求，面對自動(dòng)化、信息化、智能化的發(fā)展趨勢，需要基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)理念和標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)俱進(jìn)。有許多燃?xì)夤镜脑O(shè)備都是用EMS、GIS系統(tǒng)來進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了一定的自動(dòng)化和智能化。在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)中，最重要的準(zhǔn)則是供氣的安全性、可靠性，供氣設(shè)備自身的安全性也就十分重要，這些設(shè)施在后期運(yùn)行時(shí)的安全性管理是一個(gè)重要的課題。伴隨科技的進(jìn)步和發(fā)展，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)安全管理常常采用SCADA管理模式，通過SCADA的數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集系統(tǒng)，為燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營提供參考。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)常是按照不同的壓力等級進(jìn)行劃分和管理，燃?xì)夤芫W(wǎng)SCADA系統(tǒng)應(yīng)用中，除了需要對燃?xì)夤芫W(wǎng)的壓力、流量以及燃?xì)庹{(diào)壓站的安全運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，還需要對燃?xì)獗旧淼臏囟取⒄{(diào)壓器本身的閥位、緊急切斷閥的狀態(tài)、系統(tǒng)中的泄露報(bào)警的狀態(tài)、過濾器的差壓狀態(tài)等來進(jìn)行監(jiān)控。在供氣收費(fèi)計(jì)算和結(jié)算時(shí)也可以借助SCADA系統(tǒng)有效監(jiān)控。燃?xì)庹{(diào)壓站作為燃?xì)夤芫W(wǎng)核心，其運(yùn)行狀態(tài)十分關(guān)鍵，燃?xì)夤芫W(wǎng)的SCADA系統(tǒng)可以對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和控制。借助SCADA系統(tǒng)，綜合燃?xì)夤芫W(wǎng)的壓力、流量、溫度、調(diào)壓器的閥位信息，為燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)、安全運(yùn)行管理提供了自動(dòng)化、智能化的提升空間。

2 城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對策

2.1 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對象和特征

城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)是公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重頭戲，事關(guān)民生保障，歷來受到各界的關(guān)注和重視。在智慧化城市的建設(shè)浪潮前，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)逐漸朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展是大勢所趨，首先必須實(shí)現(xiàn)燃?xì)庹{(diào)壓站的自動(dòng)化建設(shè)和應(yīng)用。 自動(dòng)化燃?xì)庹{(diào)壓站的探索、 設(shè)計(jì)、建設(shè)中，必須將其自身的安全性、高效性價(jià)值融入其中，在以遠(yuǎn)程監(jiān)控、動(dòng)態(tài)管理為重點(diǎn)的自動(dòng)化、智能化管理過程中，重點(diǎn)是要結(jié)合現(xiàn)實(shí)要求。在燃?xì)庹{(diào)壓站的出口處可以有針對性地對壓力進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控;在燃?xì)庹{(diào)壓站中，要實(shí)現(xiàn)對燃?xì)饬髁窟M(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，同時(shí)還要具有數(shù)據(jù)信息采集、數(shù)據(jù)分析功能，可以在出現(xiàn)危險(xiǎn)和隱患時(shí)自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)。這些功能和特征，在燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理中具有重要地位。在燃?xì)庹{(diào)壓站的自動(dòng)化建設(shè)時(shí)，還可以在智能化的應(yīng)用系統(tǒng)搭，建遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)、智能化網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用等。

2.2 燃?xì)膺h(yuǎn)程流量控制系統(tǒng)的應(yīng)用

燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能化、自動(dòng)化建設(shè)和發(fā)展離不開燃?xì)夤芫W(wǎng)遠(yuǎn)程流量控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用，隨著西氣東輸工程竣工，燃?xì)夤?yīng)和使用單元急速增長，尤其是對如何實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾臏?zhǔn)確計(jì)量和遠(yuǎn)程控制在燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理中的實(shí)際應(yīng)用十分重要。燃?xì)饬髁繖z測與控制智能系統(tǒng)的使用是采集站、集輸站不可或缺的建設(shè)內(nèi)容，對燃?xì)饬髁看笮『投嗌俚淖詣?dòng)調(diào)節(jié)具有重要作用。

燃?xì)饬髁勘O(jiān)測系統(tǒng)是基于監(jiān)控的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使用器件、控制設(shè)備、 智能計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備采集信息，實(shí)時(shí)讀取測點(diǎn)壓力、氣溫?cái)?shù)據(jù)，通過比對相關(guān)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對瞬時(shí)流量的計(jì)算，通過電纜或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞到系統(tǒng)中心，還可以進(jìn)行自動(dòng)報(bào)告和實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。結(jié)合計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和傳統(tǒng)測量方法，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)饬髁康淖詣?dòng)檢測和控制。

燃?xì)獾倪h(yuǎn)程控制可以應(yīng)用于分輸站、門站、鋼廠、化工廠中，實(shí)現(xiàn)對燃?xì)庥嗅槍π缘恼{(diào)節(jié)控制。在構(gòu)建系統(tǒng)和應(yīng)用中，可以有效連接多種通信接口。一般選用Modbus通訊協(xié)議，Modbus通訊協(xié)議目前廣泛運(yùn)用于燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)管理，能夠科學(xué)合理地體現(xiàn)現(xiàn)場流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。結(jié)合目前的燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)狀，要對燃?xì)夤芫W(wǎng)工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)行跟蹤，一般沒必要對所有用戶控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。實(shí)踐中進(jìn)行試驗(yàn)性的調(diào)控，保證調(diào)節(jié)過程的可靠性、穩(wěn)定性，最大化發(fā)揮遠(yuǎn)程流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的應(yīng)用作用。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)在燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理應(yīng)用

在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理方面，對于空間的數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的連接是非常有必要的，而且進(jìn)行地理信息的數(shù)據(jù)管理的核心操作就是信息的調(diào)配和使用。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，能夠提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行生產(chǎn)相應(yīng)的決策。在采集物體數(shù)據(jù)的過程中，可以將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集技術(shù)大力加以運(yùn)用，采用新型的信息傳輸方式，以及對采集物體模型的自行優(yōu)化，可以對圖紙進(jìn)行相應(yīng)的修改，并且完成圖紙的繪制功能。運(yùn)用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集技術(shù)，采集單位對于采集中的重點(diǎn)地方和關(guān)鍵部分可以很清晰地看到，并且可以縮短工程設(shè)計(jì)耗費(fèi)的時(shí)間，不斷對工程進(jìn)行優(yōu)化。

2.4 無人機(jī)技術(shù)在燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的人工巡檢已經(jīng)逐漸被自動(dòng)化巡檢方式所替代，自動(dòng)化的巡檢不僅可以實(shí)現(xiàn)有效對各項(xiàng)工作的運(yùn)作，也是未來的發(fā)展趨勢。燃?xì)夤芫W(wǎng)智能巡檢可以成為無人機(jī)技術(shù)現(xiàn)實(shí)自動(dòng)巡檢的優(yōu)秀運(yùn)用場景，以燃?xì)夤芫W(wǎng)的巡檢為核心，將采集的燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)、坐標(biāo)導(dǎo)入無人機(jī)系統(tǒng)，在燃?xì)夤艿乐車?0m區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和回傳分析，控制中心可以授權(quán)地面人員在飛控平臺(tái)向無人機(jī)發(fā)出指令，也可以提前在飛控設(shè)備、軟件系統(tǒng)中輸入管線坐標(biāo)和飛行軌跡。因傳統(tǒng)巡檢模式中需要頻繁地更換巡檢工作人員，所以在交接時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)不清晰和遺漏。而采用無人機(jī)進(jìn)行巡檢后，能從根本上解決這一問題，避免由于人員更換造成的麻煩和問題，能夠長時(shí)間保持高水平的巡檢作業(yè);采用無人機(jī)巡檢后省出的人力和物力，能用于巡檢問題的分析和處理，解決以往在巡檢過程中由于資金不足難以及時(shí)解決和處理的問題，進(jìn)而有效提高了巡檢和突發(fā)事件處理的專業(yè)水平，控制中心的管理人員可以通過無人機(jī)的視角進(jìn)行實(shí)況監(jiān)控觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，第一時(shí)間啟動(dòng)預(yù)案，有針對性地進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)要與新時(shí)期背景下的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效融合。在保障燃?xì)夤芫W(wǎng)安全性、穩(wěn)定性的前提下，燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行管理要大膽開展自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)和研究。在如今城市規(guī)劃和建設(shè)中，自動(dòng)化技術(shù)在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的應(yīng)用具有必然性，有利于提高燃?xì)夤芫W(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性，同時(shí)在管理的過程中也可以更多地去使用環(huán)保、清潔的能源，進(jìn)一步地提高城市中所有居民的整體生活品質(zhì)。對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全建設(shè)和管理具有實(shí)質(zhì)性意義。

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