S省天然气输配管网监控系统的设计与实现研究

作     者：胡心舟 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王伟;郑寻江

授予年度：2018年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0838[工学-公安技术] 082003[工学-油气储运工程] 

主      题：天然气输配监控系统 实时采集 处理数据 冗余架构 SCADA 流量压力调节 

摘      要：随着信息化和自动化技术在工业领域广泛应用,在天然气输配生产过程中越来越多地使用到了自动化监控系统。与传统的人工抄表手动操作现场设备相比,自动化天然气输配管网监控系统具备许多新的技术特点:如现场设备的数据实时采集和远程控制、设备故障、参数超限的报警显示、数据归档、报表显示、与其他系统通讯等。本论文从现场实际需求出发,梳理了天然气输配管网监控系统的原理、技术和国内外发展现状,通过对比国内外技术的差距。通过结合S省天然气输配管网项目的需求,研究了利用SCADA技术建立天然气输配生产监控系统的解决方案。基于现场天然气输配场站的设备配置,研究控制系统硬件平台的设计,并对控制系统的控制逻辑进行设计和优化研究,通过中心控制级和场站控制级的硬件和软件的结合、实现了冗余架构、实时报警等保障措施,探讨了保障S省天然气输配系统的安全、可靠和稳定运行的方案。论文针对在项目实施过程中遇到的数据采集、串口通讯、控制逻辑实时性、可靠性问题,提出相应的解决方案并取得良好的效果。在利用通常PID调节方式对天然气流量和压力调节的基础上结合被控对象和执行器的实际情况和特点进行了设计和改进研究。通过控制器和串级控制相结合的方式较好地解决了天然气燃气输配系统中对下游调流调压的问题,使其在能够较快地稳定下游流量和压力的同时,延长调压器电动执行机构的寿命。本文目的在于通过结合实际项目需求的方式,研究如何设计并改进一个省级天然气输配监控系统。亦可在一定程度上给以后燃气输配行业监控系统的研究设计和实施提供启发和借鉴。