石油管线监控系统
石油毋庸质疑是当今世界主要能源， 石油的运输方式主要为管线运输为主， 但是由于长输管线规格较粗， 运输距离远，内部压力大， 不同材质管线使用年限超标，运输管线环境恶劣， 及各种自然或人为破坏因素等。
燃气管线很容易破损泄漏或爆管， 且不能及时发现， 造成严重的环境污染、 损失和重大安全事故。输油管线的日常检修工作是石油管道运输领域的难点。 需要大量人力物力定期进行巡线工作， 对自然环境的变化对管线造成的损坏， 人为的对管道的破坏， 设备老化情况， 附属设备运行情况等进行巡查。 定期巡线周期长， 不能及时发现管线破损处， 即发现漏点， 由于距离远大型维修设备不能及时赶到事故现场处理。 事故的大小实际是和时间在赛跑。
二、 具体需求
以东北原油管网为例， 建成于 20 世纪 70 年代初， 至今已约 40 年，主要包括林源—铁岭线、 林源—铁岭复线、 铁岭—大连线和铁岭—秦皇岛线等原油管道， 管径 720mm。 为锦州石化、 锦西石化、 大连石化、辽阳石化、 抚顺石化等各大炼油厂提供大庆油田原油和吉林油田原油。 目前原油管网已进入老龄化阶段， 不但配套设施的自动化水平较低， 并且管道本身腐蚀严重， 经常有跑、 冒、 滴、 漏情况的发生， 每年都需投入大量的资金进行维修。 与此同时还经常会被不法分子窥视， 管道沿途经常有破坏管道窃取石油的情况发生， 造成严重的经济损失和安全隐患。 另外， 石油管线智能化区域有一定的局限性， 几十至几百公里才有一个管理站的数据监测只能安装于站里。 管线一旦出现意外， 只能控制管站内的设备， 意外造成的损失具大， 同时环境污染造成的危害是不可挽回的。
三、石油管网监控系统方案
一、 需求中解决的主要问题：
● 石油管线内部介质数据实时监测；
● 石油管线不同区域流量控制和调节；
● 减少石油管线巡线人员和相关设备的投入；
● 石油管线发生跑、 冒、 滴、 漏自动报警功能；
● 石油管线远距离无线数据通信；
● 石油管线监测和控制设备的供电电源；
● 石油管网数据查询、 统计、 分析和管理等；
● 石油管网管理系统操作的可追溯性；
● 不同石油管线区域数据对比；
● 石油管线流量和压力数据异常报警功能；
二、 管网监控系统的工作原理
管网监控系统监控方法， 是以流量传感器实时采集的流量数据信息和压力变送器实时采集的管内压力数据信息与设定好的报警值做比较， 当管网流量增大， 压力变小， 且超出系统软件所设定的预警值时，软件会自动提示并报警， 报警方式有警灯报警、 软件提示报警和短信报警。 同时系统具备流量陡增报警、 压差超限报警、 电压欠电报警、夜间流量分析异常报警。 人为判断报警后， 可对事故节点位置进行远程关阀操作。 此关阀操作也可设置为报警后自动关阀。 压力变送器接
收远程无线控制阀上， 由远程无线控制阀供电， 且将压力数据以4-20mA 的信号传给远程无线控制阀， 远程无线控制阀与流量计将数据信息以 M-BUS 数据通信方式传给采集器， 采集器再以 GPRS 无线方式传给管理平台软件。
整个通信过程可最短 30 秒一个通信周期， 实时性较高， 对于现场突发情况更容易监测得到。 采集器与远程无线控制阀使用 DC24V 外接电源， 电源统一。 且远程无线控制阀由于低功耗设计， DC24V可控阀门规格高于 DN1200。 远程无线控制阀门可进行远程调节操作，有利于现场水力平衡。 便于现场安装布置， 可采用太阳能供电系统供电， 更回提高了系统的灵活性。
四、 管网监控系统的组成
管网监控系统由硬件和软件两大部分组成。 硬件设备包括流量采集设备、 压力采集设备、 管道阀门控制设备、 太阳能电源设备、 数据采集设备， 软件由服务器软件、 数据库、 客户端软件组成。
五、 管网监控系统的功能
管网监控系统兼监测、 控制、 管理为一体的新型技术。 不仅可以利用硬件设备监测管线实时动态， 还可以通过监测到的管线实时动态判断异常情况， 包括管线爆管、 管线泄露、 阀门开关异常等， 并对异常情况及时反馈， 以软件警示、 警灯提醒、 短信提示等方式告知管理人，管理或操作人对异常情况及时处理， 把安全及损失及时控制在可控范围，通过软件平台对数据进行统计分析合理调配管线流量， 使管网安全可靠的运行。 同时可对管网流量压力进行远程无线调节操作。
六、 管网监控系统的特点
1
、 实时操控
目前对地下管线的监测方法有光纤检漏法、 负压波法、 次声波法， 只有监测方法， 没有控制手段， 且容易受到干扰错报， 对事故现场不能及时管控。 即使检测到了情况， 管线维修人员由于路途等因素未能第一时间到达现场， 错失了抢修时间。
管网监控系统平台采用集中管理、 分散控制、 资源共享的集成性系统平台， 可实现现场管、 控、 仪、 机电设备管控一体化， 利用 GPRS无线网络与调度中心通信， 当出现泄漏及爆管时， 在 10 秒钟内出现预警， 30 秒钟内能够实施远程无线控制关闭事故端阀门操作， 杜绝重大事故发生。 损失大小其实是在和时间赛跑。
2
、 DC24V
远程无线控制阀
远程无线控制阀采用伺服式驱动技术（四两拨千斤） ， 借力打力技术（流体力学） ， 能够用直流 24V 对直径DN1400 的阀门以 6 分钟的时间完成远程开启或关闭操作， 而普通 DN1400 的阀门需要 6 位壮年工人约 1 小时 30 分完成开关阀门（市场上 DN200 以上阀门驱动方式多以 AC220V/AC380V 电源供电） ， 严重错失了抢修时间。
3
、 安装方便灵活
系统中不同规格（DN50-DN1400
） 远程无线控制阀与 GPRS
采集器均为低功耗设备， DC24V
电源供电， 在不方便取市电的地方， 使用太阳能、 风能、 电池等便携式电源进行供电， 完全可保证现场设备操作的可靠性， 而且系统电量可监测， 有电量低报警功能， 保障系统的稳定性， 方便灵活， 不受地域影响。
4
、 软件管理平台
系统软件以 C/S 架构完成对管网的监测、 管理、 控制和分析的软件平台。 可以将现场管道设备的流量、 压力、 开关状态、 电源状态、 通信状态实时采集并存储。 并能够查询不同时期设备节点的历史数据，以图表形式显示， 直观清晰。
5
、 权限管理
系统为了保证管网操控的安全性、 可靠性， 管理软件可以设定不同用户的不同资源权限和操作权限， 对不同权限人员的操作记录和管理记录可查询、 可追溯、 可分析， 使管网监控系统更具可控性。
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