顺南天然气输配站计算机监测控制系统研究与开发

【摘要】：随着天然气开发和使用规模的不断扩大,天然气输配系统也日趋庞大和复杂。使得人们掌握输配管网的运行规律和分析处理、输配管网的事故工况,准确、实时地对天然气进行计量监控都变得十分困难。因此迫切需要一种新型的、先进的天然气输配站的计算机监控系统。本文根据顺南天然气输配站存在的问题,开发了对计量点分散计量,集中查询与管理的监控系统,实现了对现场输配情况的自动检测和远程监控,完成了对天然气输配管网稳态/动态仿真,达到天然气输配管网调度优化运行,提高了天然气的利用率。 本文根据顺南天然气输配管网的结构,对其进行计算机硬件总体结构,对现场各计量点的信号采用ADS125芯片进行数据采集,设计测量信号传送中的抗干扰措施,通过组态软件MCGS进行接口参数设置和远程通讯设计,按照计量标准(SY/T6143—1996)中的规定,实现对天然气的实时计量,流量累计和历史参数的存储与管理。 本文给出了顺南天然气输配站计算机监控软件的总体结构,据国际标准天然因子,体积流量算法和补偿技术用MCGS组态软件对天然气计量进行脚本程序设计,对双机热备份检测过程进行软件编制,对计量监控系统进行数据库管理,便于快速把握天然气产、供、销的运行情况和分析决策。 最后,本文针对在输配管网线中的气体力学计算问题,利用数值分析法中的雅可比矩阵和特征线法,建立了天然气输配管网中稳态/动态仿真模型,采用MCGS组态软件对输配管网稳态/动态进行仿真,实现了天然气输配管网调度优化运行,使监控系统的运行更加精确、可靠、功能更强。 该监控系统已投入运行,经局技术监督处鉴定,天然气计量精度高于国家规定的天然气一级计量标准,可靠性高,达到工程设计要求。 【关键词】：监控 流量补偿 数据采集 稳态/动态仿真
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 第一章 绪论9-14
• 1．1 背景9
• 1．2 国内外研究现状9-10
• 1．3 顺南天然气输配站现状分析和开发10-12
• 1．4 主要研究的内容的结构安排12-14
• 第二章 顺南天然气输配站计算机监控硬件总体结构14-24
• 2．1 顺南天然气输配管网结构14-15
• 2．2 天然气计量监控硬件系统的结构15-16
• 2．3 计算机计量监控工作站的设计16-20
• 2．4 信号传送中的抗干扰措施20-21
• 2．5 远程通讯设计21-23
• 2．6 小结23-24
• 第三章 顺南天然气输配站计算机监控软件总体结构24-39
• 3．1 监控计量软件系统的总体设计24-26
• 3．2 天然气输配站的计量补偿26-33
• 3．2．1 天然气体积流量计算模块29
• 3．2．2 A／D采集流量程序29-32
• 3．2．3 双机热备份检测过程软件32-33
• 3．3 监控计量系统数据库33-34
• 3．4 监控系统的实现34-38
• 3．4．1 流量计量参数设置34-36
• 3．4．2 运行界面36-38
• 3．5 小结38-39
• 第四章 顺南天然气输配管网仿真监控39-59
• 4．1 天然气输配管网仿真监控39-40
• 4．2 天然气输配管网的稳态仿真数值计算40-46
• 4．3 天然气输配管网的动态仿真数值计算46-54
• 4．3．1 动态计算的数学模型47-49
• 4．3．2 特征线法的数学原理49-51
• 4．3．3 基于特征线法的动态仿真计算51-54
• 4．4 工控软件MCGS在顺南天然气输配管稳／动态仿真监控的应用54-58
• 4．4．1 仿真模拟监控总体结构54-55
• 4．4．2 稳态仿真监控应用55-57
• 4．2．3 动态仿真监控应用57-58
• 4．5 小结58-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间主要研究成果65

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