[發(fā)明專利]天然氣管道分輸電動調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611208511.8
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106764446B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王樹祺;戚麟;孫艷國
• 申請（專利權(quán)）人: 王樹祺
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01;F17D1/02
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 任媛

1.一種天然氣管道分輸電動調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

傳感器冗余設(shè)計模塊，與天然氣管道水力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和濾波容錯模塊分別連接，傳感器冗余設(shè)計模塊包括多個壓力變送器，用于將天然氣管道水力系統(tǒng)中天然氣的流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)傳感到數(shù)據(jù)采集和濾波容錯模塊；

數(shù)據(jù)采集和濾波容錯模塊，還與壓力和流量控制模塊連接，數(shù)據(jù)采集和濾波容錯模塊用于采集流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)，對流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波容錯，獲取壓力測量值和流量測量值并發(fā)送到壓力和流量控制模塊；

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，與壓力和流量控制模塊連接，用于接收用戶輸入的流量設(shè)定值、高壓保護(hù)設(shè)定值、低壓保護(hù)設(shè)定值并發(fā)送到壓力和流量控制模塊；

壓力和流量控制模塊，還與輸出濾波模塊連接，壓力和流量控制模塊用于根據(jù)壓力測量值、流量測量值、流量設(shè)定值、高壓保護(hù)設(shè)定值、低壓保護(hù)設(shè)定值，獲取電動調(diào)節(jié)閥控制信號并發(fā)送到輸出濾波模塊；

輸出濾波模塊，還與電動調(diào)節(jié)閥連接，輸出濾波模塊用于對電動調(diào)節(jié)閥控制信號進(jìn)行濾波，并將濾波后的電動調(diào)節(jié)閥控制信號發(fā)送到電動調(diào)節(jié)閥；

電動調(diào)節(jié)閥，還與天然氣管道水力系統(tǒng)連接，電動調(diào)節(jié)閥用于根據(jù)濾波后的電動調(diào)節(jié)閥控制信號，控制天然氣管道水力系統(tǒng)中的流量和壓力；

壓力和流量控制模塊包括第一數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器、第二數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器、第三數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器、流量控制PID單元、高壓保護(hù)控制PID單元、低壓保護(hù)控制PID單元、高選器、低選器、抗積分飽和模塊，其中：

第一數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器、流量控制PID單元、高選器順序連接，形成流量控制回路；

第二數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器、高壓保護(hù)控制PID單元、高選器順序連接，形成高壓保護(hù)控制回路；

第三數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器、低壓保護(hù)控制PID單元、低選器順序連接，形成低壓保護(hù)控制回路；

高選器還與低選器、抗積分飽和模塊分別連接；

低選器還與抗積分飽和模塊連接；

抗積分飽和模塊還與流量控制PID單元、高壓保護(hù)控制PID單元、低壓保護(hù)控制PID單元分別連接；

第一數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)流量測量值、流量設(shè)定值獲取流量控制PID輸入信號并發(fā)送到流量控制PID單元；流量控制PID單元用于根據(jù)流量控制PID輸入信號獲取流量控制PID輸出信號并發(fā)送到高選器；

第二數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)壓力測量值、高壓保護(hù)設(shè)定值獲取高壓保護(hù)控制PID輸入信號并發(fā)送到高壓保護(hù)控制PID單元；高壓保護(hù)控制PID單元用于根據(jù)高壓保護(hù)控制PID輸入信號獲取高壓保護(hù)控制PID輸出信號并發(fā)送到高選器；

第三數(shù)據(jù)歸一化轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)壓力測量值、低壓保護(hù)設(shè)定值獲取低壓保護(hù)控制PID輸入信號并發(fā)送到低壓保護(hù)控制PID單元；低壓保護(hù)控制PID單元用于根據(jù)低壓保護(hù)控制PID輸入信號獲取低壓保護(hù)控制PID輸出信號并發(fā)送到低選器；

高選器用于輸入流量控制PID輸出信號和高壓保護(hù)控制PID輸出信號，取兩者中的較大值作為高選器輸出信號輸出；

低選器用于輸入高選器輸出信號和低壓保護(hù)控制PID輸出信號，取兩者中的較小值作為電動調(diào)節(jié)閥控制信號發(fā)送到輸出濾波模塊，同時激活低選器輸出信號所對應(yīng)的控制回路；

抗積分飽和模塊利用電動調(diào)節(jié)閥控制信號替換未被激活的2個控制回路的積分項的值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣管道分輸電動調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)，其特征在于，傳感器冗余設(shè)計模塊包括用于傳感壓力數(shù)據(jù)的3個壓力變送器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然氣管道分輸電動調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集和濾波容錯模塊用于對3個壓力變送器傳感的壓力數(shù)據(jù)兩兩做差，并選取其中差值最小的一對壓力數(shù)據(jù)中的較大值作為壓力測量值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天然氣管道分輸電動調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)，其特征在于，輸出濾波模塊采用限幅限流硬件裝置對電動調(diào)節(jié)閥控制信號進(jìn)行濾波。

5.一種利用了權(quán)利要求1-4任一項所述控制系統(tǒng)的天然氣管道分輸電動調(diào)節(jié)閥控制方法，其特征在于，包括：

對天然氣管道水力系統(tǒng)中天然氣的流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行傳感；

采集流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)，對流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波容錯，獲取壓力測量值和流量測量值；

接收用戶輸入的流量設(shè)定值、高壓保護(hù)設(shè)定值、低壓保護(hù)設(shè)定值；

根據(jù)壓力測量值、流量測量值、流量設(shè)定值、高壓保護(hù)設(shè)定值、低壓保護(hù)設(shè)定值，獲取電動調(diào)節(jié)閥控制信號；

對電動調(diào)節(jié)閥控制信號進(jìn)行濾波；

根據(jù)濾波后的電動調(diào)節(jié)閥控制信號，控制天然氣管道水力系統(tǒng)中的流量和壓力。