杨全博

国家管网集团北方管道公司

背景

站场一键启停是天然气管道站场运行的关键技术，也是站场运行实现无人化、智能化的基础。目前国内传统压气站控制系统采用站控系统、辅助控制系统以及压缩机控制系统相互完全独立的配置模式。各个系统之间PIC的数据交流大多使用ModbusRTU通讯协议，通讯带宽不够、稳定性相对不高。

中俄东线黑河压气站整合压缩机组及辅助系统的控制系统，在此基础上将压缩机组PLC（控制系统）与站控PLC进行了整合，按照无人值守标准进行控制逻辑优化，实现了压缩机组一键启停和站场一键启停。

功能

（1）压缩机组一键启停。根据机组情况，预选工作机组和备用机组，调控中心只需发出一个启动命令，压气站各辅助系统按一定顺序和逻辑自动启动，各台压缩机组按顺序依次启动达到最小转速后，进入防喘振和负荷分配控制，根据设定的流量或压力实现负荷自动调节以及机组自动启停。调控中心实时对压缩机组及辅助系统进行监控。

（2）压气站远程一键启停。由状态反馈与报警监测、自动导通站内工艺流程、压缩空气系统自启停、压缩机厂房风机自动分配、压缩机组一键启动、防喘控制与负荷分配自动投用6个部分组成。包括正常停站、多机停止、多机保压停机、多机泄压停机、全站ESD等5种模式（图 1）。

图 1 站场一键启停的系统构成

（3）控制系统配置优化。压缩机辅助系统如润滑油系统、后空冷器等核心设备由压缩机控制系统直接控制；将变频控制系统、压缩机组供电系统、水冷系统3 种设备与启停机组相关的关键参数，通过硬线整合到压缩机控制系统；其他各辅助系统的参数分别由其厂家独立的控制器进行采集，并通讯到每台压缩机控制系统。为保证大数据下的 SCADA 系统数据采集稳定性，采用了高性能服务器—客户端结构，将压缩机控制系统的工艺系统图、润滑油系统图、干气密封图、轴系振动图、启停机组图等画面与站控画面全面显示在 PCS（过程控制）系统上。

将负荷分配PLC整合入站控PLC，整合压缩机控制系统的过程控制及安全仪表部分，全站只设有站控过程控制PLC、站控安全仪表PLC、四套压缩机控制系统PLC，数量降低了50%。同时将控制系统网络分为控制网和设备网，控制网用来传输北京油气调控中心、站控系统HMI与站场过程控制系统PLC通讯数据，设备网用来传输各系统控制器之间的交换数据，保障了数据传输带宽，并采用国产PLC可在设备网使用UCP协议，通讯速率达到108 Mbps。

启示

压缩机组一键启停改造后，压缩机组PLC与站控PLC进行了合并整合，控制逻辑的提升，使通讯带宽和稳定性得到改善，有效提高了控制效率与控制水平，提高了控制系统可用性，改变了人工判断、现场操作、步骤繁琐的传统压缩机组启动模式，显著降低现场运行人员数量和工作强度。建议下一步将压气站压缩机组PLC与站控PLC合并配置，为新建与改造天然气压气站提供示范。

作者简介：杨全博，1984年生，毕业于大连理工大学，高级工程师，现从事长输油气管道工艺及自动控制技术工作。联系方式：18632609938，yangqb@pipechina.com.cn。