顺南天然气输配站计算机监测控制系统研究与开发

论文摘要

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。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 顺南天然气输配站现状分析和开发
• 1.4 主要研究的内容的结构安排
• 第二章 顺南天然气输配站计算机监控硬件总体结构
• 2.1 顺南天然气输配管网结构
• 2.2 天然气计量监控硬件系统的结构
• 2.3 计算机计量监控工作站的设计
• 2.4 信号传送中的抗干扰措施
• 2.5 远程通讯设计
• 2.6 小结
• 第三章 顺南天然气输配站计算机监控软件总体结构
• 3.1 监控计量软件系统的总体设计
• 3.2 天然气输配站的计量补偿
• 3.2.1 天然气体积流量计算模块
• 3.2.2 A／D采集流量程序
• 3.2.3 双机热备份检测过程软件
• 3.3 监控计量系统数据库
• 3.4 监控系统的实现
• 3.4.1 流量计量参数设置
• 3.4.2 运行界面
• 3.5 小结
• 第四章 顺南天然气输配管网仿真监控
• 4.1 天然气输配管网仿真监控
• 4.2 天然气输配管网的稳态仿真数值计算
• 4.3 天然气输配管网的动态仿真数值计算
• 4.3.1 动态计算的数学模型
• 4.3.2 特征线法的数学原理
• 4.3.3 基于特征线法的动态仿真计算
• 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
• 4.4.1 仿真模拟监控总体结构
• 4.4.2 稳态仿真监控应用
• 4.2.3 动态仿真监控应用
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果