自控系统冗余设计在天然气关键节点中的逻辑配置原则

王海鹏 （ 国家管网集团北京管道有限公司河北输油气分公司永清作业区 ）

周敬桢 （ 国家管网集团北京管道有限公司河北输油气分公司永清作业区 ）

https://doi.org/10.37155/2717-5316-0709-21

Abstract

随着我国能源结构的持续优化和“双碳”战略目标的深入推进，天然气作为清洁高效的化石能源，在国 家能源体系中的地位日益凸显。其长距离、高压、大管径的输送特性，对管道系统的安全、稳定、连续运行提出了极 高要求。自控系统（SCADA/DCS）作为天然气管网的“神经中枢”，其可靠性直接决定了整个输气网络的安全边界。 本文聚焦于天然气关键节点（如首站、压气站、分输站、末站及阀室等）的自控系统冗余设计，深入剖析了硬件冗余、 软件冗余、通信冗余及供电冗余等多维度冗余架构，并在此基础上，系统性地提出了适用于天然气行业的冗余逻辑配 置核心原则，包括“故障安全优先”、“无缝切换无扰动”、“独立性与隔离性”、“可诊断与可维护性”以及“全生命 周期成本最优”。研究表明，科学、严谨的逻辑配置是实现冗余系统从“形式冗余”到“实质可靠”跃升的关键，对 于保障国家能源动脉安全、提升企业运营效率具有重要的理论与实践价值。

Keywords

天然气；关键节点；自控系统；冗余设计；逻辑配置；功能安全

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