西气东输档案资料-SCADA系统控制原理-1

1、第二章、西气东输 SCADA 系统控制原理控制逻辑在此仅以利辛分输清管站举例说明, 详细的控制要求请参见工艺提供的 西气东输管道 自动化控制要求站场正常自动启动站场内阀门必须达到自动启动状态如下:(1所有电动阀门为关闭状态; (2处于开启状态的手动阀门 2101、 2201、 2301、 2401、 2501、 2601、 3101、 3201、 5101、 5201、进站放空电动旋塞阀 1304和出站放空电动旋塞阀 6201前的球阀。其它手动阀门为关闭状态; (3气液联动球阀 1202、 1302处于关闭状态, 1101处于打开状态; (4流量计前后差压没有高报,调压撬前后差压没有高报; (

2、5两路 过滤分离器回路至少有一路能满足自动投用要求,至少有一路流量计回路满足自动投用条 件,至少有一路调压回路满足自动投用条件; (6 1302和 6101要满足自动投用条件,放空 电动阀要满足没有故障且全关到位。过滤器回路满足投用的条件:其后的电动阀处于全关到位、自动状态、没有故障状态、 没有偏差报警、过滤分离器前后没有差压高报;流量计回路满足投用的条件:其后的电动阀处于全关到位、自动状态、没有故障状态、 没有偏差报警;调压回路满足自动投用条件:回路上的安全截断阀 5*02不在全关到位, 5*05处于全关 到位、无故障状态、无偏差报警、自动状态,电动调节阀 5*04处于无故障状态、全关到位、

3、 软件手动状态、硬件自动状态。站场自动启动:(1 打开电动阀 6101;(2 打开进站阀 1302;(3 打开其中满足条件的一路过滤分离器回路,第一路优先于第二路;(4 打开满足条件的一路流量计回路,按序号优先,同时有标定口的为备用回路, 没有标定口的为工作回路,工作回路优先于备用回路;(5 打开调压回路,均满足投用条件的情况下,按序号优先,程序自动选择,选中 后打开 5*05电动阀,并给定 5*04一个固定开度;(6 完成上述 5步过程后,启站完成,如果在规定的时间内没有完成,则 PLC 会自 动中断自动启站过程并提示操作员。站场停运1. 站场正常停运(1 关闭气液联动阀 1302;(2 1

4、302全关到位后,关闭过滤分离器后的所有电动阀;(3 1302全关到位后延时 60S 后,关闭流量计后的所有电动阀;(4 1302全关到位后延时 120S 后,关闭调压回路后所有电动阀;(5 1302全关到位后延时 180S 后,关闭 6101。2. 站场保护停运非清管时:关闭 1302、出站阀 6101、调压阀前的安全截断阀(5102和 5202 ,在 1302和 5102、 5202关闭后打开进站放空电动旋塞阀 (1304 , 在 6101和 5102、 5202关闭后打开 出站放空电动旋塞阀(6201放空站内天然气。进出站阀门 1302、 6101,和进出站放空电 动旋塞阀应该联动。清管

5、时:关闭 1202、 1302、出站阀 6101、工作调压阀前的安全截断阀(5102或 5202 , 打开 1101。在 1302、 1202和 5102、 5202关闭后打开进站放空电动旋塞阀(1304 ,在 6101和 5102、 5202关闭后打开出站放空电动旋塞阀 (6201 放空站内天然气。 进出站阀门 1202、 1302、 6101,旁通阀 1101,和进出站放空电动旋塞阀应该联动。单体控制逻辑1. 过滤分离器切换利辛分输清管站有 2台过滤分离器, 1用 1备。当过滤分离器前后压差大于 0.06MPa (此设定值可在运行时调整 或过滤分离器后的电 动阀事故关断时, 报警并打开备用

6、设备后的电动阀, 关闭该设备后阀门, 实现工作分离器和 备用分离器的自动切换。2. 旋风分离器切换运行设备切换:根据站内工作流量和旋风分离器的额定流量, 通过启停旋风分离器后电 动阀门, 自动选择工作台数。 该部分适合于分输站和压气站, 由于清管时才投用旋风分离器, 此时杂质较多,所以能投用的就全部投用,不需要自动切换和自动选择运行台数。3. 流量计的切换流量计橇中带有标定口的计量管路为备用,另一路为工作流量计管路。若工作流量计需要切换到备用时, 打开备用流量计后的电动阀门, 关闭工作流量计后的 阀门即可。另外,当流量计后的电动阀事故关断后,自动切换到另一路流量计。4. 调压设备的切换控制方式

7、采用压力、流量双重控制,正常时采用压力控制,当流量超过允许最大值时, 采用流量信号进行限流控制; 起输或小流量时采用自立式调节阀 (如果有自力式调压回路 , 只控制压力。在启站的过程中, 程序自动投用自力式调节阀, 如果没有自力式调压回路, 程序将自动 投用满足条件的其中一路调压回路, 并给定电动调节阀的开度, 运行人员在压力基本平稳后 可切换到自动调节。某一调压回路满足自动投用条件需要如下几点:其后的电动阀 5X05要在全关到位,没有故障, 处于自动状态, 没有偏差报警, 电动调节阀 5X04要处于远控状态, 硬件自动状态, 全关到位,软件手动状态,安全截断阀要不在全关到位。在正常投用后,有

8、几路工作调压回路,那么这几路工作回路后的电动阀 5X05都要处于 全开到位的位置, 而且要处于自动和远控状态, 电动调节阀处于远控, 硬件自动, 软件自动 状态, 即处于自动调节的状态, 压力设定值应该依次减小, 最优先的调压回路的压力设定值 最大, 这样, 当一路调压回路就能够满足下游管线压力时, 其他回路的电动调节阀肯定是关 闭的, 因为此时下游的压力为最优先的调压回路的压力设定值, 大于其他回路的压力设定值, 所以其他回路肯定是关闭的, 如果最优先路不能满足条件, 压力会慢慢低于优先路的压力设 定值,而最先低于次优先回路的压力设定值,那么次优先回路的电动调节阀将会慢慢打开, 该回路打开后

9、会对最优先路造成影响, 冲击会使最优先路的压力突然提高, 导致最优先路的 电动调节阀开始关, 这个过程会慢慢得到平衡, 那么这时两个调压阀的开度就基本保持一致。 当电动调节阀处于就地状态时, PID 自动切换到软件手动状态, 手动输出值为电动调节 阀的反馈开度, 这样, 保证阀门切换到远控后为无扰动切换, 如果阀门切换到远控, 而且要 求自动调节时,在切换 PID 的软件手 /自动时程序自动判断电动调节阀前后差压是否低于 0.2Mpa ,如果高于 0.2Mpa ,程序将不执行切换命令,电动调节阀仍保持软件手动状态;如 果电动调节阀处于软件自动调节状态, (注意一点,如果电动调节阀处于硬件手动状

10、态,那 么它是不可能处于软件自动状态的,程序锁住为软件手动 ,手动输出值也为电动调节阀的 反馈开度, 是为了丛自动切换到手动的无扰动切换; 由于气体的压力变化比较慢, 所以建议 在管径在 150左右的每次调节范围不要超过 0.05Mpa ,如果为 300的,最好不要超过 0.03Mpa ;另外,为了更充分更长期的使用电动调节阀,我们设置调节死区,以防止电动 调节阀不停的开关,对其寿命产生很大的影响,设置的死区范围为 0.005Mpa ,同样对于流 量调节时,我们也设置死区,范围一般为 200NM3,设置为 200,是因为流量的瞬时流量变 化速度很快, 正常情况下, 不会采用流量调节, 而且设置

11、的流量的设定值, 如果程序判断发 现是两路流量在运行, 那么程序自动将两路的瞬时流量累加在一起作为测量值, 而设定值也 自动扩大到原来的两倍。如果某一路调压回路出现故障, 或后面的电动阀事故关断, 那么它会自动切换到另外一 路具备条件的调压回路,并将存在故障的调压回路的所有参数(除 PID 外全部不变的拷 贝到刚投用的这一路,从而实现自动的判断和排除问题。5. 清管器接收当收到上游站(或阀室清管器通过信号后启动该站清管器接收程序。根据清管时站内满足投用条件的旋风分离器, 自动选择旋风分离器的台数, 并打开其后 的电动阀(2102、 2202、 2302、 2402 ,待上述阀门全部开启后,打开

12、 1202, 1202全开到位 后关闭 1101进入清管流程。打开清管器接收筒出气阀 1203,当 1201前后压力接近时,打开 1201,进入收球流程。当收到清管器接收筒上清管指示器 YS1201清管器通过信号后,开启进站阀 1202,待 1202全开后,关闭 1201和 1203,恢复清管流程。6. 清管器发送在切换到清管流程后, 打开清管器发送筒进气阀 1303, 压力平衡后, 打开出气阀 1301, 当 1301全开后,关闭出站阀 1302。当接收到出站清管指示器 YS1301的信号后,开启出站 阀 1302,待 1302全开时,关闭 1301和 1303,恢复清管流程。打开 1101,待 1101全开后, 关闭 1202, 1202全关后关闭旋风分离器后的阀门(2102、 2202、 2302、 2402 ,恢复正常生 产流程。7. 电源自动切换当站内外电失效时,自动切换到备用燃气发电机组。外电恢复时,自动切回使用外