不可再生的能源資源，例如石油、天然氣及其精制產(chǎn)品對(duì)于世界經(jīng)濟(jì)是極其重要的。這些未加工的資源的有效生產(chǎn)和運(yùn)輸不僅對(duì)效率十分重要，而且對(duì)于保護(hù)環(huán)境也十分重要。因此，在管道上出現(xiàn)漏洞是不可低估的問(wèn)題。這可能由于腐蝕或非法在管道上鉆孔偷盜石油或精制產(chǎn)品造成的。為了避免土壤污染和防止偷盜未加工資源，這些泄漏必須盡可能快地確定位置。
修理管道漏洞是價(jià)格昂貴的工作，但是又無(wú)法忽略它們。PAS過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司于1977年開(kāi)發(fā)了一個(gè)管道漏洞監(jiān)視系統(tǒng)（測(cè)漏系統(tǒng)--LDS）來(lái)滿(mǎn)足捷克瑟浦羅公司的需求。這家公司經(jīng)營(yíng)石油、天然氣和柴油管線(xiàn)以及大型儲(chǔ)罐設(shè)備。系統(tǒng)的主要需求是在5分鐘內(nèi)能將探測(cè)到的泄漏報(bào)告給調(diào)度員，并且以盡可能高的精度確定泄漏的位置。
如果管道的工作壓力>4巴，系統(tǒng)就可以探測(cè)到石油、燃料、水或天然氣很小量的泄漏（幾升）。直徑為幾毫米的孔（與管道內(nèi)徑之比為1:100）可以被檢測(cè)出來(lái)。在100km長(zhǎng)的管線(xiàn)范圍內(nèi)，泄漏位置可以定位在20米范圍內(nèi)。LDS現(xiàn)在正由瑟浦羅、PDMN和噶茲普魯姆等公司在捷克共和國(guó)、俄羅斯和烏克蘭長(zhǎng)達(dá)一千公里以上的管線(xiàn)上運(yùn)行著。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
解決方案是在貝加萊自動(dòng)化設(shè)備的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的--即所謂Sherlog安全管線(xiàn)。在中央站和沿管線(xiàn)的單個(gè)測(cè)量站配備了貝加萊 2010和2005系列控制器。貝加萊過(guò)程控制系統(tǒng)APROL也是Sherlog系統(tǒng)的一部分。APROL的報(bào)表、報(bào)警、趨勢(shì)和顯示畫(huà)面等選項(xiàng)是控制分散的測(cè)量站，或者從控制室作遠(yuǎn)方訪(fǎng)問(wèn)（通過(guò)WAN、因特網(wǎng)等）的最佳工具。由16位模擬量輸入模塊、實(shí)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算提供的精度，使得Sherlog具有高靈敏度和精確性。
除了LDS之外，每條管線(xiàn)上幾乎都需要對(duì)諸如天然氣/石油站、壓縮機(jī)站、流量計(jì)算和控制器的監(jiān)控應(yīng)用。這樣大范圍的功能在Sherlog中可以由APROL的許多功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。
方法
Sherlog安全管線(xiàn)依賴(lài)于對(duì)管線(xiàn)上幾個(gè)位置壓力變化的精確測(cè)量和壓力趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程分析。因此，只需要測(cè)量壓力。其它物理測(cè)量，如溫度、流量和密度測(cè)量都不需要。統(tǒng)計(jì)過(guò)程考慮以下因素：介質(zhì)的種類(lèi)和狀態(tài)（液態(tài)/氣態(tài)）、非自然壓力擾動(dòng)，管道內(nèi)較高的液力噪聲。所有這些參數(shù)降低了測(cè)量方法的靈敏度和精度。系統(tǒng)的靈敏度表示為管道內(nèi)徑與探測(cè)到的泄漏孔徑之比。目前能達(dá)到的比率為1:100。這意味著在常規(guī)壓力和沒(méi)有壓力擾動(dòng)的情況下，系統(tǒng)可以在5分鐘內(nèi)在內(nèi)徑為800mm的管道上發(fā)現(xiàn)直徑為8mm的孔。
適應(yīng)性
在壓力擾動(dòng)時(shí)測(cè)量靈敏度能動(dòng)態(tài)地適應(yīng)當(dāng)前的管道狀態(tài)，從而避免誤報(bào)警。在壓力大擾動(dòng)的情況下，靈敏度將下降。當(dāng)條件回到正常狀態(tài)時(shí)，靈敏度再增加。
深度開(kāi)發(fā)的算法能分清管道內(nèi)自然的變化，例如外部溫度降低、柴油-汽油界面或者管道布局結(jié)構(gòu)的變化。為此目的，系統(tǒng)采用費(fèi)歇爾·羅絲蒙特3081 SMART壓力變送器、HART通信器、B&R 2010或2005控制器，其輸入模塊（AI730，AI780）具有很高的分辨率（16位）。
精確的泄漏定位
操作員被通告的泄漏位置為離管線(xiàn)起點(diǎn)的距離±絕對(duì)允差。對(duì)于100km長(zhǎng)的管線(xiàn)，泄漏位置可以被確定在20m范圍之內(nèi)。允差考慮到系統(tǒng)評(píng)估的所有擾動(dòng)。泄漏辯識(shí)要求兩個(gè)不同的參考點(diǎn)。第一個(gè)數(shù)值來(lái)自沿管線(xiàn)架設(shè)的許多測(cè)量站之一。第二個(gè)數(shù)值來(lái)自中央站。根據(jù)泄漏離測(cè)量站多遠(yuǎn)，測(cè)量站可以在幾秒鐘探測(cè)出泄漏。中央站評(píng)估沿著整條管線(xiàn)的情況，并在5分鐘內(nèi)顯示結(jié)果。這個(gè)時(shí)間是為讀出和評(píng)估從站來(lái)的信息所必需的。萬(wàn)一在一個(gè)測(cè)量站壓力測(cè)量不正確或有錯(cuò)誤，系統(tǒng)探測(cè)泄漏的能力保持不變。泄漏定位的精度會(huì)降低，對(duì)于泄漏的計(jì)算定位，系統(tǒng)報(bào)告的允差較寬。
避免假報(bào)警
壓力測(cè)量用幾種方法處理，彼此互不相關(guān)。這消除了操作方式、內(nèi)部溫度和測(cè)量誤差的影響。
由操作控制閥、關(guān)閉閥門(mén)或支路觸發(fā)的報(bào)警可以通過(guò)組態(tài)或位置狀態(tài)掃描加以抑制。
在捷克共和國(guó)、俄羅斯和烏克蘭，PAS管道監(jiān)視系統(tǒng)目前監(jiān)視著一千公里以上的原油、燃料油和天然氣管線(xiàn)。在不久的將來(lái)，哈薩克斯坦、埃及、羅馬尼亞、沙特·阿拉伯、巴西和印度，傳輸管線(xiàn)將由PAS系統(tǒng)監(jiān)控，目前PAS正在與這些國(guó)家的公司進(jìn)行洽談。
過(guò)程自動(dòng)化有限公司(PAS)
成立于1991年的這家捷克公司基本上有三個(gè)主要的頂梁柱：工業(yè)自動(dòng)化、管道探漏監(jiān)視系統(tǒng)（泄漏探測(cè)系統(tǒng)--LDS）以及樓宇控制系統(tǒng)。公司總共有20名員工，年?duì)I業(yè)額有100萬(wàn)美元。在它的客戶(hù)中有捷克最大的切斯卡·勒芬內(nèi)斯卡煉油廠(chǎng)，捷克石油化工市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者契莫皮特羅爾·李特維諾夫，捷克最大的礦業(yè)公司阿皮安集團(tuán)和布拉格機(jī)場(chǎng)（航線(xiàn)燃料供應(yīng)系統(tǒng)），以及污水處理方面的客戶(hù) 。
1997年開(kāi)發(fā)的LDS目前主要用于捷克共和國(guó)和俄羅斯聯(lián)邦的公司（切普羅、特蘭斯瓦斯 和噶茲普羅姆等公司）。然而，印度、巴西和波斯灣的公司現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)出了信號(hào)，對(duì)這個(gè)獨(dú)特的系統(tǒng)很感興趣。
從PAS啟動(dòng)階段起，它一直與貝加萊一起工作，兩家公司共享長(zhǎng)期的合作歷史。客戶(hù)應(yīng)用軟件建立在貝加萊硬件的基礎(chǔ)上，并且LDS也配置了貝加萊的硬件和標(biāo)準(zhǔn)軟件。
過(guò)程自動(dòng)化有限公司(PAS) 董事長(zhǎng) DI Zdenek skrovny
