论文摘要
首先,本文对长输成品油管道的运行特性进行介绍和分析,并结合水力学的管道压降计算、水击波的传递特性,从而说明了长输成品油管道的操作和控制原理。其次,对应长输成品油管道站点分布广、数量多,站场控制和中心控制相结合且以中心控制统一集中调度为主的操作方式的工艺条件,依次对长输管道监控系统SCADA的功能和配置、人机接口的设计要求、区域网络规划等方面的通用要求的分析,然后介绍了SCADA系统在工业应用中的两种典型数据库结构:集中式数据库和分布式数据库,最后通过对两种数据库的优缺点进行了多角度的分析,通过不同条件下相应的数据库结构在长输管道中的应用场合、选择条件和可靠性配置分析比较,从而为设计和选型人员进行系统选型提供参考。再次,详细分析了长输成品油管道的基本控制策略,对于输油管道水力模型系统是一个时变非线性的复杂系统,根据SCADA系统在长输成品油管道监控中如主输泵、调节阀等关键设备特征方程,建立数学模型非常复杂,且考虑到各站的流量和压力控制以及设备间的相互作用,特别是在设备故障或其他事故时所采取的不同的控制策略。管道的关键设备如主输泵、调节阀。各站的流量和压力控制中的多变量常规PID低选等控制策略在实践中投用困难,指出PID常规控制策略的局限性,并提出了改进的模糊预测智能控制器,并通过API和PLC进行实现,给出实践的思路和方法。针对应用的自动投用的难点,本文考虑到运行参数的扰动沿距离的传播随时间的时延特点,本文选取典型的上游、中间和下游输油泵站为例,利用上下游站场的参数的时间差值,有效的考虑参数随时间变化的因素,从而有利于简单方便的实现模型的建立和程序设计。
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摘要Abstract主要图表清单主要符号表及缩写第1章 绪论1.1 概述1.2 长输管道监控特点1.3 长输成品油管道监控系统国内外研究进展1.4 长输成品油管道监控系统现状及其应用中存在的问题1.5 本文研究的主要工作、方法与意义第2章 长输成品油管道的运行特性2.1 长输成品油管道概念2.2 典型站场的工艺设备介绍2.3 长输成品油管道操作和控制原理2.3.1 管道的压降和能耗计算2.3.2 稳定流下输油泵站的入口压力、出站压力以及管道流量的协调控制2.3.3 站场的工艺设备联锁保护和控制常用方案2.3.4 管道水击分析与控制2.3.5 瞬变流下 PID 控制器调节控制使用限制2.3.6 输油泵的效率和能耗计算2.3.7 成品油的顺序输送与混油问题2.4 本章小结第3章 SCADA 系统配置及数据库结构选型3.1 SCADA 系统功能特点3.2 SCADA 系统软硬件构成3.2.1 系统硬件配置3.2.2 软件结构3.2.3 数据传输方式3.2.4 系统采样周期的设计3.3 SCADA 系统应用界面设计3.3.1 人机接口设计要求3.3.2 区域、网络及安全性规划3.4 常用的数据库系统介绍3.4.1 集中式数据库系统结构3.4.2 分布式数据库系统结构3.4.3 两种典型数据库系统结构之比较3.4.4 不同结构的数据库故障率比较分析3.5 本章小结第4章 长输成品油管道实时监控控制策略分析4.1 典型回路和顺序控制及其实现4.1.1 权限划分及实现4.1.2 过程数据组态的单体启动、组启动、站启动的逻辑设计4.1.3 各个站场数据的相互访问逻辑判断和操作4.1.4 全线启输操作说明4.1.5 全线停输操作说明4.1.6 油品置换、均匀分输和库区计量的信息交互和操作4.2 常规控制算法应用改进4.2.1 压力流量的协调控制4.2.2 压力流量异常变化的预警及控制4.3 智能控制算法的介绍和选取4.3.1 预测控制和模糊逻辑的发展史及现状4.3.2 模糊预测控制的选取条件4.4 控制器的设计优化4.4.1 控制器结构的确定4.4.2 模糊知识的获取和规则表示4.4.3 模糊规则表的建立4.4.4 模糊化和解模糊策略的设计4.4.5 预测控制部分的设计4.5 本章小结第5章 模糊预测控制算法的SCADA 系统设计及实践5.1 SCADA 系统高级控制策略的实现5.1.1 SCADA 系统应用程序接口功能介绍5.1.2 基于SCADA EPKS 系统的模糊预测程序实现5.1.3 SCADA 系统可编程逻辑控制器（PLC）功能实现5.2 预测控制器的设计实现5.3 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间取得的研究成果致谢附件
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