油气管道集中监视系统开发和应用

王柏盛 赵云 陈超声 王淑英

国家管网集团西部管道公司

摘要：在油气管道“区域化”管控模式下，为进一步将作业区运行调度值班人员从监屏工作中解放出来，充实加强运检维队伍，通过开发集中监视系统，增加通讯服务器，直接采集站场和阀室关键生产数据；将上传报警信息分级管理，开发报警语音播报功能，实现区域监控中心和站场及时接受报警和自动语音拨号信息；开发一键预设关键运行参数报警功能，实现关键运行参数预警。应用表明，能够实现区域监控中心快捷、清楚了解各站场及阀室的关键报警信息，提高了管控效率。

关键词：油气管道；区域化管控；集中监视；语音播报；一键预设报警

西部管道公司通过对管道调度运行、巡检、维检修的合理优化，探索推行了以国家管网油气调控中心集中调控，乌鲁木齐分控中心（区域监控中心，以下简称监控中心）集中监视，作业区集中巡检、集中维修的“区域化”管控模式，实现了基层站场“无人操作、无人值班、有人管理”。

1  系统概述

为实现集中监视需求，满足快捷、清楚地了解各站场及阀室关键生产运行情况及设备设施异常报警，西部管道公司开发出一套监控中心集中监视系统。有别于传统SCADA系统功能，集中监视系统仅作为生产数据监视使用而不需具备远程调控功能。通过硬件改造，集中监视系统直接采集站场SCADA系统数据，站场增加声光报警器，通过对采集数据分级管理，关键数据报警驱动站场声光报警器，并通过系统自动向站场拨打报警电话，语音播报报警信息，提示站场应急值班人员及时准确掌握异常信息。同时还开发出一键预设参数报警功能，选取站场关键生产运行参数，对参数值设置一定浮动范围，超出浮动范围后即一键报警，提示监控中心值班人员关注或采取必要的干预措施。

2  系统组成

2.1  系统架构

在监控中心、站场分别增加通讯服务器、路由器、交换机、串口服务器等，建立集中监视系统（图 1）。

2.2  数据采集

为不影响SCADA系统安全平稳运行，保证SCADA系统数据采集与监控质量，站场端新增2台通讯服务器与站场PLC、串口服务器建立通讯，直接从站控PLC采集SCADA数据；站场新增2台串口服务器采集第三方设备数据。所有数据由Modbus TCP/IP协议转换为IEC-104协议，通过已建生产数据网上传至监控中心集中监视服务器。站场2台通讯服务器、2台串口服务器互为冗余，主、备服务器均与监控中心通讯服务器建立通信链路自动切换。

3  报警管理

3.1  声光报警

集中监视实施后，站场不再保留专职运行调度人员，仅设置24小时应急值班人员且无需固定在值班室，可以开展其他巡检、维检修等工作。为此，站场新增报警RTU 、声光报警器等设备，按事件等级设置不同报警声音和灯光颜色，以保证站场发生异常事件分级报警并及时提醒现场应急值班人员处置。

报警RTU 从新增通讯服务器获取报警信号并分类管理，实现相应的报警控制逻辑。触发报警时，通过报警RTU DO 输出信号，驱动声光报警器及警笛，提示站场应急值班人员。如报警管理发生变化，只需在报警RTU 中重新组态调试，无须对站控PLC 做更改，保证了站场运行的可靠性。

3.2  报警分级

根据监控中心集中监视报警分级及响应原则，集中监视系统报警/事件分为四级，详见表 1。

表 1 集中监视系统报警分级

其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级报警信号主要由下位机（PLC/RTU）控制系统直接产生，Ⅳ级报警通过监控中心集中监视系统人机界面HMI系统组态设定实现。所有报警均通过站控声光报警系统响应，提供多种声音和颜色分别对应报警级别。

监控中心集中监视调度人员通过人机界面HMI对报警信息进行确认并解除闪烁的报警画面和声音。报警故障不排除，报警表中的报警信息保留，故障排除后，则报警信息消失。

3.3  报警通知

（1）故障通知。故障通知系统作为集中监视系统的子功能和子模块，与集中监视平台之间采用以太网接口，并通过协议转换模块连接。故障通知系统采用标准工控机，安装语音呼叫控制卡、TTS文语自动播报模块，协议转换模块等，提供告警语音通知。

（2）数据传输。报警通知系统与集中监视系统之间的数据传输方式为restful方式，协议为HTTP协议（图 2）。

（3）自动拨号。发生报警后，集中监视系统将报警信号输出至报警通知系统，报警通知系统可通过识别报警信号，以自动拨号方式呼叫报警发生站场，自动连通监控中心和站场之间的语音链路，通过监控中心值班调度人员将报警内容通知到发生报警站场值班人员，实现语音自动拨号。

（4）语音对话。如果监控中心值班调度人员未摘机，站场值班人员摘机，则将集中监视系统反馈过来的报警文本信息转换为语音信号，并自动播放，当监控中心调度人员摘机后可自动切换为人工对话。

（5）自动记录。被报警站场值班人员听完报警通知后应按键表示清楚接收报警信息，报警通知系统能够自动记录该确认信号并反馈至集中监视系统。集中监视系统通过报警通知系统可在HMI上显示当前拨出的号码和状态，对于报警导致的调度人员与站场人员之间的对话录音可以随时调取。

（6）信息发送。集中监视系统发出的报警信号能够通过短信转发平台发送到相关责任人手机。

4  结束语

西部管道公司集中监视系统通过与语音调度系统的联动，首次实现语音自动拨号。实施集中监视模式后撤销了站场SCADA运行调度人员配置，生产运行监视职能由监控中心承担，实现站场人员职能转型和人员优化，强化了维检修职能，提升了安全运行管控能力。

作者简介：王柏盛， 1987年生，工程师，2009年毕业于电子科技大学工业工程专业，现从事油气调控专业方向的研究工作。联系方式：0991-7561006， wangbs@pipechina.com.cn。