[發明專利]一種天然氣管道分輸電動調節閥的控制設備及其方法

有效

• 申請號: 201310047093.9
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103115243A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 彭太翀;李立剛;高順華;周書仲;梁建青;王海峰;王多才;王磊;趙廉斌;田家興;梁懌;韓娜;戴永壽;孫偉峰;宋華軍;昂揚
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01;F17D1/02
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

1.一種天然氣管道分輸電動調節閥的控制設備，其特征在于，包括數據采集裝置、數據處理器、控制裝置和輸出器；

其中，所述數據采集裝置用于通過PLC控制站采集的現場數據；

所述數據處理器用于對所述現場數據進行數據濾波，得到實時數據；

所述控制裝置用于根據所述實時數據和控制參數，得到電動調節閥的控制量；

所述輸出器根據所述電動調節閥的控制量對所述電動調節閥的控制量限幅或限流后，通過所述PLC控制站控制所述電動調節閥的閥位開度。

2.根據權利要求1所述的控制設備，其特征在于，所述控制裝置包括計算調節閥出口壓力值單元、計算辨識參數單元、計算階躍響應系數和系數矩陣單元、計算期望壓力軌跡單元、計算開環預測輸出單元和計算調節閥閥位開度增量單元；

所述計算調節閥出口壓力值單元根據當前時刻內多個所述現場數據的電動調節閥的出口壓力采樣值，計算得到當前時刻的調節閥出口壓力值、上一時刻的調節閥出口壓力值和上兩時刻的調節閥出口壓力值；

所述計算辨識參數單元根據所述上一時刻的調節閥出口壓力、所述上兩時刻的調節閥出口壓力、上一時刻的調節閥閥位開度增量、上兩時刻的調節閥閥位開度增量、上三時刻的調節閥閥位開度增量和所述遺忘因子，計算得到當前時刻的辨識參數；

所述計算階躍響應系數和系數矩陣單元根據所述當前時刻的辨識參數和所述預測步長，計算得到階躍響應系數和系數矩陣；

所述計算期望壓力軌跡單元根據所述當前時刻的調節閥出口壓力值、所述調節閥出口參考壓力和所述柔化因子，計算得到期望壓力軌跡；

所述計算開環預測輸出單元根據所述當前時刻調節閥出口壓力值、所述上一時刻的調節閥閥位開度增量、所述上兩時刻的調節閥閥位開度增量、所述上三時刻的調節閥閥位開度增量、所述預測步長和所述階躍響應系數，計算得到開環預測輸出；

所述計算調節閥閥位開度增量單元根據所述系數矩陣、所述期望壓力軌跡和所述開環預測輸出，計算得到當前時刻的調節閥閥位開度增量，根據上一時刻電動調節閥的控制量和所述當前時刻的調節閥閥位開度增量，計算得到當前時刻的電動調節閥的控制量。

3.根據權利要求1所述的控制設備，其特征在于，所述控制裝置包括計算調節閥出口壓力值單元、計算偏差值單元、計算偏差變化率單元、計算積分系數單元、計算比例增益值單元、計算調節閥閥位開度增量單元和計算電動調節閥的控制量單元；

所述計算調節閥出口壓力值單元根據一個時刻內多個所述電動調節閥的出口壓力采樣值，分別計算得到當前時刻的調節閥出口壓力值、上一時刻的調節閥出口壓力值、上兩時刻的調節閥出口壓力值和當前時刻的調節閥入口壓力值；

所述計算偏差值單元根據所述當前時刻的調節閥出口壓力值、所述上一時刻的調節閥出口壓力值、所述上兩時刻的調節閥出口壓力值、所述調節閥出口參考壓力，分別計算得到當前時刻的偏差值、上一時刻的偏差值和上兩時刻的偏差值；

所述計算偏差變化率單元根據所述當前時刻的偏差值、所述上一時刻的偏差值和所述上兩時刻的偏差值，分別得到當前時刻偏差變化率和上一時刻偏差變化率；

所述計算積分系數單元根據所述當前時刻的偏差值、所述動態積分作用上限閾值和所述動態積分作用下限閾值、計算積分系數；

所述計算比例增益值單元根據調節閥入口參考壓力、所述當前時刻的調節閥入口壓力值和所述初始比例增益值、計算得到調整后的比例增益值；

所述計算調節閥閥位開度增量單元根據所述調整后的比例增益值、所述當前時刻的偏差值、所述上一時刻的偏差值、所述積分時間、所述積分系數、所述微分時間、所述當前時刻偏差變化率和所述上一時刻偏差變化率，計算得到當前時刻的調節閥閥位開度增量，根據所述衰減因子、所述當前時刻的調節閥閥位開度增量和上一時刻的調節閥閥位開度增量，計算得到調整后的當前時刻的調節閥閥位開度增量；

所述計算電動調節閥的控制量單元根據上一時刻電動調節閥的控制量和所述調整后的當前時刻的調節閥閥位開度增量，計算得到所述當前時刻的電動調節閥的控制量。