《自动化与仪器仪表》2016年第8期（总第202期）
RTU系统在榆济管道阀室中的应用
林媛媛"，池艳江？
（1.中国石化天然气分公司北京，100029）（2.廊坊开发区中油龙慧自动化公司廊坊，06500）
摘要：介绍了RTU(RemoteTeminalUnit）系统在中石化榆济天然气管道中的应用，选程控制天然气长输管道阀室干线截断阀门。并详细介绍了RTU系统及其系统结构。RTU系统以远程控制气液联动阀为控制对象，可通过下位机可将阀门前后压力和阀位状态通过以太网传输到上位机，并实现调控中心和站场远程监控和操作。
关键词：RTU系统；长输管道；远程控制；通讯协议
中图分类号：TP273
文献标识码：B
D0I编码：10.14016/j.cnki.10019227.2016.08.015
Abstract: This paper introduces the application of RTU system in the Sinopec YulingJinan natural gas pipeline,and remote control the trunk cut off valve, It describes the RTU system and system architecture, RTU system with remote control valve to control the gas liquid interaction object,can through the next bit machine can pressure before and after the valve and valve position state transmitted to the PC via Ethemet,and to achieve control center and station remote monitoring and operation.
Key words:the RTU system;longdistance pipeline;the remote control;communication protocol
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引言
近年来随着中石化榆济管道、济青二线管道建设投产及
新粤浙、鄂安沧等管道规划建设，天然气长输管道建设进人了高峰期。长输管道沿线地形、地貌条件恶劣，社会依托条件交叉，管道安全管理工作要求较高，随着管道运行时间及间题的发现，管道沿线阀室管理工作，越来越重要，与此同时各大管道公司及业主开始增加RTU阀室的建设及应用改造，以满足管道安全运行要求。RTU系统一种利用PLC远程监控阀室的方案应运而生的远程控制系统，主要用于监测管线压力、及时截断上下游天然气和防止事故的扩大。
榆济输气管道工程共设有13座工艺站场，8座远控线路截断阀室和3个输气管理处，全线13座工艺站场均设置站控系统（SCS），10座远控线路截断阀室设置远程终端装置（RTU），SCADA系统主要由调度控制中心计算机系统、站控系统SCS、远程终端装置RTU、通信系统构成。
榆济管道于2012年7月在佳县附近爆发山洪导致管道裸露漂移，当时天然气管道压力为8MPa，在这种情况下管道随时有可能破裂和爆炸；而在危险区域内有一个自然村，斜上方为太佳高速公路，情况十分危险：调控中心和站场发现这情况立即远程截断上下游阀室阀门并排空了管道内的天然气，避免了事故进一步扩大。本文主要以黄河西RTU阀室为例介绍远程控制功能和附属系统。
1系统整体设计 1.1系统硬件组成
RTU单元采用美国Bristolbabcock(下文简称BB)公司生产的ControlWaveMicro系列，此系列的产品被广泛应用有石油化工行业，本工程用到的设备有8槽主机、CPU有2个 RS232接口、2个RS485接口和两个网口类型，模块、电源模块为24V供电、DI/DO混合模块、AI模块。
通讯服务器为研华公司UNO2170工控机，此工控机参数为9-36V供电、可以再-10~50℃温度之内工作，相对湿度为 95%，最大功率为35W，含有2个RS232接口和2个扩展型 RS485接口。通讯服务器通过TCP/IP与RTU直接进行通讯，太阳能参数通过通讯服务器RS485接口进行通讯。
阀室采用cisco路由器1841，路由器自带两个千兆网口，收稿日期：2015-12-15
作者简介：林媛媛（1981-），女，硕士，工程师，主要从事长输天然气管理工作。
万方数据
额外配置了一块百兆4口交换卡，用于以后扩建接口或者备用端口，网络拓扑结构图如图1所示。
中心
路由器
RTL
中可
RS489
用室
数据传输网络拓扑图
图
1.2数据点表与通讯协议
站
RTU采集数据和太阳能参数参见表1，该数据通过通讯服务器将modbusRTU协议转换成IEC60870-5-104协议，所有数据通过路由器上传到中心和站场，中心和站场上位机就可以远程监控到阀室数据。
IEC60870-5协议系列分为5类，此协议由应用层直接映射到链路层。IEC60870-5-104将IEC60870-5-101用在 TCP/IP网络协议之上，IEC60870-5-101规约运行是基于轮询(POLLING)的顺序处理机制，一般采用顺序巡测同时穿插请求数据传送的通信方式，即通信双方一问一答的通信方式。由于调度中心会连接很多站场，如果中心实时采集站场和阀室数据，那这样会有庞大的数据被中心访问，可能引起网络通信堵塞影响正常通讯。采用轮训模式和一间一答模式简称逢变着报，有效降低了网络通信堵塞。
表1
数据点汇总
RTU单元
状态点开到位关到位就地/远控烟感浓度高报警烟感浓度高高报警阀室门禁报警
命令点开阀命令关闵命令 ESD命令
太阳能参数总发电量负荷电流电池电压电池温度
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