石油干线管道关键参数稳定自动控制系统（CAP）研究
石油干线管道关键参数稳定自动控制系统（CAP）研究
摘要
石油干线管道是国家能源输送的重要基础设施，其运行过程中的压力、流量等关键参数的稳定控制直接关系到管道的安全性与经济性。本文针对石油干线管道参数控制的非线性、大滞后、强耦合等特点，设计并实现了一套关键参数稳定自动控制系统（Critical Parameters Automatic Control System，CAP）。系统采用SCADA架构实现全线监控，在站控层基于PLC平台集成了PID控制、变频泵与调节阀联合调节、水击超前保护及泄漏检测等核心控制策略。针对管道水力系统的复杂性，提出了变积分PID参数整定方法和泵阀协调优化调节策略。通过现场实际工况分析与仿真验证，该系统能够将压力调节时间从传统手动模式的780秒缩短至75秒以内，显著提升参数稳定性和事故响应速度，为实现管道智能调控和少人值守奠定了技术基础。
关键词：石油干线管道；参数稳定控制；PID参数整定；泵阀联合调节；SCADA系统
1 引言
1.1 研究背景与意义
石油干线管道作为连接油气生产、加工、分配各环节的重要纽带，在保障国家能源安全中具有不可替代的战略地位。随着我国油气干线管网里程突破10万公里，管道运行压力日益增大，对自动控制系统的可靠性、精准性和智能化水平提出了更高要求。
传统管道运行中，压力、流量等关键参数多依赖调度人员手动调节，这种方式存在以下突出问题：一是调节滞后，当工况发生变化时，人工响应速度无法满足安全要求；二是控制精度不足，手动调节往往导