隨著天然氣市場不斷發展，越來越多的燃氣企業要求對燃氣場站的安全運行情況、運行壓力、流量及現場的環境情況等數據實施動態監測、遠程遙控管理。現有的長輸管道及城鎮燃氣場站一般均為有人值守場站，隨著社會的發展，為建設節約型社會，應推廣無人值守天然氣場站。無人值守天然氣場站相對于常規的天然氣場站，具有節省建設用地，節約投資費用，節省管理成本，節省人力資源及運營費用等優勢，并能實現動態監測，遠程遙控，提高調度效率，因此天然氣場站的無人值守化必將是未來主流趨勢，然而天然氣行業為易燃易爆高危行業，具有特殊性，無人值守化將對天然氣企業帶來較大的自動化智能化的應用挑戰和管理難度，積成電子通過20余年的燃氣行業自動化信息化從業經驗，在無人值守場站方面積累了大量的經驗和技術基礎，為燃氣公司設計了一套針對無人值守場站的主輔一體化管控平臺，結合冗余網絡、AI自控、可靠工藝及先進的智能視頻技術、激光探測技術、傳感器技術，使無人值守的天然氣場站建設成為可能。

基本原則

建設基本原則：全面感知，遠程可控

無人值守場站建設采用先進傳感技術對場站設備狀態參量、安消防、環境、動力等進行全面采集，體現“先進實用、方便一線、高效運檢”的原則，建設“ 狀態全面感知、操作一鍵順控、設備自動巡檢、主輔設備智能聯動、設備診斷高度智能、運檢效能大幅提升 ”的智能場站，深入推進場站運維管理智能化、現代化，提升場站安全水平，提高場站運檢質量，大幅增加運維效益。

改造基本原則：盡量少的改動原有工藝設備，以能夠實現功能改變主控系統控制邏輯、保證控制可靠性、穩定性為基本原則。

無人場站改造原則

一、通過必要的工藝改造確保生產安全運行

對工藝流程進行必要改造和升級，根據需要增加檢測點和控制回路另外，還要對整個生產工在出現故障時進行事故流程分析并確定改造措施。

設置合理的超壓放空和緊急泄放等手段，根據操作人員物理位置與無人值守站場的距離情況，合理計算確定PST時間，該實現切斷的流程遠程切斷設置切斷閥，該停止上游設施的通過控制中心實現停止，為無人值守的站場在事故狀態下爭取更多的操作人員到達現場進行人工處理的時間，使工藝過程的設計達到本質安全的目的。

原則：盡量少的改動原有工藝設備，以能夠實現功能改變主控系統控制邏輯、保證控制可靠性、穩定性為基本原則；

二、通過自控升級實現無人值守

根據SIL等級劃分的結果確定檢測儀表及控制系統的配置方案。結合生產的實際需要，對以往設計的儀表回路進行升級，需要冗余設置的儀表冗余設置；需要冗余設計的控制系統更換成冗余的控制系統。通過對整個自控系統的前后端的升級，到達自控系統的高安全性和高可用性，為場站中、小型站場的無人值守操作模式打下堅實的基礎。

三、設置生產輔助系統保障無人值守生產

按照傳統的站場值守模式，操作工人定時都要根據預設的巡檢路線對關鍵的生產節點進行例行的巡檢，采用無人值守模式后，由于站場內不再設置操作人員，例行的巡檢也不可能再按照以往的模式進行。從而使管理者內心深處產生對現場生產的情況不能及時了解的顧慮。為此，在站場內設置工業電視監控系統還是十分必要的，通過在關鍵部位設置攝像機，可以實時監視現場的運行情況，對可能出現風險的部位進行重點監視。并且通過視頻預警可以將事故信息及時反饋到遠程操作人員處，從而解決現場巡檢的問題。通過在站場周邊設置周界入侵報警系統，可以很好地解決無人值守站場非法入侵問題，為站場無人值守提供更深層面的防護。

構建一套智能、完整的場站泄漏監控系統，針對常見的幾種泄露形式，從不同視角獲得現場的天然氣濃度、影像資料，實時監控隱患，綜合評估風險。

保障場站運行的電力、水、鎖控系統的監測與遠程控制，事故后的消防、安防聯動措施等。

主輔一體化建模

系統提供所見即所得的建模能力，在圖形生成過程中實現自動建模填庫，并根據圖形連接關系將工藝設備拓撲關系自動映射到系統模型中，極大地減少圖模維護工作量。同時，主輔設備模型統一設計，從根本上消除了主輔設備自動化系統間的信息壁壘。

主輔設備一體化監視

同時采集站控、泄露、視頻監控、周界等相關輔助設備信息，與主設備監控信息深度融合，實現場站主輔設備一體化監控，全方位信息開展設備狀態評價與分析，保證場站運行安全可控。

綜合智能告警

根據設備故障研判規則實時研判設備狀態，識別設備異常按照“級別、時間、設備、事件、原因”生成完整告警事件，并按告警等級向運維人員進行告警提示，后將智能化合成的等級信號推送至相應監控畫面，提高監控信號的敏感度。

主輔設備智能聯動

自動接收聯動信號并監視聯動觸發條件，當滿足聯動觸發條件后，立即選擇相應的聯動策略，順序控制相關輔助設備實現智能聯動，支持就地異常處置或提供決策支持。

視頻監控與聯動

實現站內攝像頭遠程控制，滿足遠程監視站內設備和環境狀態的需求，同時實時接收一體化監控平臺聯動控制命令，智能聯動視頻進行輔助分析。

智能巡檢

預先設定的自動巡檢計劃與巡檢點位，控制機器人及視頻攝像頭自動采集現場數據，綜合多源數據分析與圖像識別技術，實現各種業務場景的自動巡檢并生成報告，提高巡檢密度與效率。

現場要求

因天然氣場站的行業特殊性和無人值守的管理模式要求，對現場的網絡及工藝等有較高的要求。

網絡方面

場站與調度中心之間的網絡需采用光纖專線的方式，且需增加無線備用通道，從而達到雙通道冗余網絡通信的能力。

工藝方面

所有工藝設備均需采用可靠穩定的品牌和型號，包括變送器、流量計、調壓器、過濾器、電動執行機構等等。

必要的壓變、溫變需同區域多點位布置，系統可多元研判，從而達到識別個別設備故障導致的異常誤報警的目的。

調壓器需選用帶狀態反饋信號的產品。

電動執行機構一般均為全開全閉型，無法自動控制的執行機構更換為可遠控執行機構。

軟件系統平臺

主輔一體化管控平臺，包括：

AI自控子系統、場站BIM三維子系統、激光泄漏監測子系統、安防周界子系統、門禁管理子系統、動環監測子系統、火氣監控子系統、場站巡檢管理子系統、遠程喊話系統、自控系統建設。

建設冗余的PLC控制系統，其中CPU單元、通訊模塊、電源均為冗余配置，采集、處理現場工藝數據，并按運行規則實現自動邏輯聯鎖控制，亦可遠程控制，通過光纖與調度中心通訊，實現遠程監測與控制。必要的電源、通訊線路上配置防浪涌裝置和安全隔離柵，對系統進行防護。

前端安防設備

根據場站規模，配置相應的安防設備，包括攝像頭、電子圍欄、門禁等。攝像頭與電子圍欄實現聯動，同時高清攝像頭分布合理，可在調度中心通過攝像頭觀察變送器與機械表的顯示數值，進行對比檢查。

激光泄漏探測設備

構建一套智能、完整的場站泄漏監控系統，實現全景云臺自動巡檢監控、雙向校核、漏點確認，針對常見的幾種泄露形式，從不同視角獲得現場的天然氣濃度、影像資料，實時監控隱患，綜合評估風險。

傳感器儀表

根據場站的實際需求，配置溫濕度傳感器、煙霧傳感器等監測設備，為運行狀況的實時監測、異常報警及聯鎖控制提供基礎條件。

自控（改造+擴容）

① 數據采集、處理及控制功能、流量計報警、電氣系統信號、電動閥的綜合信號；以及設備故障診斷代碼功能。

②支路聯鎖功能，包括過濾、計量支路的備用切換功能，包括一用多備、多用一備、多用多備模式；

③綜合報警功能，分為三級報警體系，綜合設備本體、參數越限、功能計算、系統分析五個層面，建立完整的邏輯報警樹，并將一級報警單獨綜合成報警光字牌；

④供氣狀態輔助分析功能，包括回路狀態監測、進站壓力工況分析、出站壓力＆流量綜合工況分析、線路壓降分析等；

⑤多支路聯動功能：主要實現了多條支路的協調控制、負載自動分配、故障熱備切換功能，可選手動控制、自動控制兩種操作方式超精準和高穩定性控制；

⑥信號的冗余反饋功能，增加壓力信號多取中和流量二取二功能，提高的設備容錯率；

改造建議：

原有PLC系統不做改動，保證原有系統的正常運行，修改原有自控程序邏輯和通訊，增加網關實現與調度中心的通訊與控制；

增加擴展PLC系統與增加的工藝點及輔助系統的聯動功能，并實現與調度中心及當地站控的通訊。

進出口壓力儀表增加冗余儀表，保證無人值守下的設備安全保障。

場站BIM<三維子系統（選建）

場站BIM三維平臺以場站三維模型為基礎，與各類油氣場站生產流程相結合，形成一套功能覆蓋資源管理、工藝流程、檢維修預警、隱患管理、生產安全培訓、可視化預案、模擬演練的二三維一體化平臺。

激光泄漏監測監控子系統（新增）

通過激光泄漏監測，構建一套智能、完整的場站泄漏監控系統，針對常見的幾種泄露形式，從不同視角獲得現場的天然氣濃度、影像資料，實時監控隱患，綜合評估風險。

視頻監控子系統

視頻監控子系統是無人值守場站輔助系統綜合監控平臺的基礎，主要負責對全站重要設備、安裝地點及周界環境進行全天候的監視，并可以與安防子系統、門禁子系統等進行無縫集成，當上述子系統發生警情時，均與視頻監控子系統聯動，可以聯動云臺攝像機預置位瞬間定位到報警現場、聯動攝像機抓拍報警畫面，聯動攝像機對報警現場進行實時錄像，方便進行事后查詢取證。

改造建議：增加工藝區及周界聯動球機4臺。保證工藝區四方位無死角覆蓋和事故、周界報警的聯動功能。

智能AI視頻分析子系統（選配）

AI視頻分析系統軟件，結合攝像頭對視頻監控圖像進行分析

-人員統計

-人員著裝、行為規范檢測

-人臉識別

-異常行為報警

-物體識別

-明火檢測

火氣子系統（新增）

火氣系統是針對火災和氣體探測的安全管理系統，通過現場的消防按鈕、煙、火、可燃氣體、有毒氣體的檢測信號的采集，經過軟件邏輯輸出來控制報警器、閥門以及風機等。

動環監測子系統（選配）

動環監測子系統可根據場站的實際需求，配置溫濕度傳感器、煙霧傳感器、水浸探頭等環境監測設備，這些環境信息通過信號處理單元實現數據集中上傳。并可以以電子地圖、表盤等多種方式實時顯示并記錄每個環境傳感器及UPS等動力單元所檢測到的數值，顯示短時間段內的變化情況曲線圖。

安全防范子系統（選配）

電子圍欄對場站站的周界進行報警防范。可追加與視頻的聯動；電子圍欄不但可以檢測闖入情況，還可以起到一定的阻擋防范和威懾作用。當發生防盜報警時，聯動視頻進行進一步的監視。

門禁管理子系統（選配）

門禁管理子系統，主要負責記錄人員出入情況，通過授權，持卡人可以通過刷卡，進出不同的場站，電子門禁系統與傳統機械鎖共同使用，確保前端場站進出安全。在監控中心，集中管理軟件集成了門禁管理功能，可以瀏覽門禁記錄，查詢門禁事件，通過設置實現門禁聯動集中布撤防功能表，軟件遠程開門。

智能燈光子系統（選建）

智能燈光控制子系統與視頻子系統的視頻服務器相連，通過云臺控制協議實現與對應攝像機的燈光聯動控制。

巡檢管理子系統（選配）

巡檢管理服務端、APP結合，支持對場站巡檢人員的管理，固化站內巡檢流程，輔助基層場站開展設備檢維修，將日常巡檢變為周期巡檢，對場站內的正常運行及隱患狀態進行監管，并自動統計生成相關報表，提升基層工作效率及巡檢的可靠性。

應急聯動子系統（選配）

安全評估、考核，通過站內巡檢數據、隱患數據、設備狀態等相關數據形成安全評估報告，緊急情況可與周邊搶維修隊伍聯動，共同保障場站安全。