CN106369283A - 管路流量控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管路流量控制系统及方法，其中管路流量控制系统包括两第一支管，所述第一支管的第一端连接一总管的输出端；还包括多个第二支管和一控制器，所述第二支管的第一端连接两所述第一支管的输出端，所述第二支管的第二端连接所述总管的输入端；每一第二支管上分别设置有一切断阀和一流量计，所述切断阀和所述流量计连接所述控制器。本发明的一种管路流量控制系统及方法，可根据实际流量自动调整第二支管的导通数，并可手动干预根据需要进行调整，并提高了各第二支管的计量精度，各支路按实际流量适时选择支路运行，减少了设备的损耗，具有计量精度高、设备使用寿命长，维护成本低的优点。

Description

管路流量控制系统及方法

技术领域

本发明涉及数据采集装置领域，尤其涉及一种管路流量控制系统及方法。

背景技术

目前，天然气公司的客户中，工业大用户的用气量占比很大。也是天然气公司的销售收入的主要来源。大用户用气量的计量是否准确，对天然气公司的收入产生很大影响。

燃气公司为工业用户供气，均使用调压计量撬装备，该装备的主要目的是过滤杂质、压力调节和流量计量；工业用户的用气规律却不很稳定，有时候会很大，但有时候又很小，这主要是与工业用户的生产计划有关系，对燃气公司来讲，一般都会按照最大流量为燃气公司设计调压计量撬，含管道和计量设备等；对计量设备而言，就经常存在“大马拉小车”的问题，即工业用户未正常生产时，使用设计量程大的计量设备来为小流量计量，从而导致计量变少，燃气公司蒙受损失。

请参阅图1，目前燃气公司针对工业大用户的用气需求。常规方法是从城市主管1网上开一条专线直接铺设管道到达大用户所在地。在大用户所在地建设工业调压站。其一般结构为包括两支路2，两支路2的第一端连接城市主管1的输出端，两支路2的第二端连接城市主管1的输入端，且各支路2包含调压，切断，计量功能，常态供气情况下两支路一用一备。

在压力等级低，设计供气量较大的情况下，造成供气管径较大。当满负荷供气时大口径的流量计，计量满足计量精度。但当低负荷供气时，单位截面积上通过的天然气较少，对涡轮产生的压力较小。造成计量设备计量不准确。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种管路流量控制系统及方法，可根据实际流量自动调整第二支管的导通数，并可手动干预根据需要进行调整，并提高了各第二支管的计量精度，各支路按实际流量适时选择支路运行，减少了设备的损耗，具有计量精度高、设备使用寿命长，维护成本低的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种管路流量控制系统，包括两第一支管，所述第一支管的第一端连接一总管的输出端；还包括多个第二支管和一控制器，所述第二支管的第一端连接两所述第一支管的输出端，所述第二支管的第二端连接所述总管的输入端；每一第二支管上分别设置有一切断阀和一流量计，所述切断阀和所述流量计连接所述控制器。

本发明的进一步改进在于，所述第一支管分别连接有一压差传感器，所述压差传感器连接所述控制器。

本发明的进一步改进在于，所述总管连接有至少一压力变送器和至少一温度变送器，所述压力变送器和所述温度变送器连接所述控制器。

本发明的进一步改进在于，所述控制器包括一供电单元、一控制单元和一通讯单元，所述供电单元和所述通讯单元连接所述控制单元。

本发明的进一步改进在于，还包括一触摸屏，所述触摸屏连接所述控制器。

本发明的一种管路流量控制方法，包括步骤：

S1：构建一支管结构，所述支管结构包括两第一支管、多个第二支管和一控制器；所述第一支管的第一端连接一总管的输出端，所述第二支管的第一端连接两所述第一支管的输出端，所述第二支管的第二端连接所述总管的输入端；每一第二支管上分别设置有一切断阀和一流量计，所述切断阀和所述流量计连接所述控制器；

S2：所述控制器实时获取各所述流量计的测量值并求和获得一当前总流量值；

S3：所述控制器将所述当前总流量值与多个预设阈值范围进行比较，当所述当前总流量值持续一固定时间在一所述预设阈值范围内时，根据所述当前总流量值所在的一所述预设阈值范围确定所述第二支管的应导通数量；

S4：所述控制器根据所述应导通数量控制所述切断阀调整所述第二支管的导通数量。

本发明的进一步改进在于，所述第二支管个数为三，所述预设阈值范围包括一第一阈值范围、一第二阈值范围和一第三阈值范围；

当所述当前总流量值持续所述固定时间在所述第一阈值范围内时，将所述第二支管导通数量修改为一；

当所述当前总流量值持续所述固定时间在所述第二阈值范围内时，将所述第二支管导通数量修改为二；

当所述当前总流量值持续所述固定时间在所述第三阈值范围内时，将所述第二支管导通数量修改为三。

本发明的进一步改进在于，所述第一阈值范围为小于等于40％的所述第二支管的一最大导通量；

所述第二阈值范围为大于等于80％且小于等于120％的所述最大导通量；

所述第三阈值范围为大于等于160％的所述最大导通量。

本发明的进一步改进在于，所述固定时间为50秒。

本发明的进一步改进在于，所述S4步骤进一步包括：

判断所述应导通数量与当前所述第二支管的一实际导通数量的大小；

当所述应导通数量小于所述实际导通数量时，按照一预设顺序遍历并导通处于一空闲状态且未导通的所述第二支管，当所述应导通数量等于所述实际导通数量时结束遍历；

当所述应导通数量大于所述实际导通数量时，按照所述预设顺序遍历并关闭已导通的所述第二支管，当所述应导通数量等于所述实际导通数量时结束遍历。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

设置多路第二支管，并在每一第二支管上设置切断阀和流量计，切断阀和流量计连接控制器，实现了可通过控制器根据实际流量对第二支管导通数量的自动调整。可通过在每个第二支管上设置小口径精确计量设备提高多路第二支管总流量计量的精度。且通过控制器实现的自动控制，避免了人工操作造成的延误和失误。使用简便。另外该调整第二支管供气的方法，也减少了设备的损耗，降低了设备的维护成本。

附图说明

图1为现有管路系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的管路流量控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的控制器的结构示意图；

图4为本发明实施例的一种管路流量控制方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图2～4，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图2、图3，本发明实施例的一种管路流量控制系统，包括连接于总管1的支管结构2和一控制器3，支管结构2包括两第一支管21和三个第二支管22，第一支管21的第一端连接一总管1的输出端，第二支管22的第一端连接两第一支管21的输出端，第二支管22的第二端连接总管1的输入端；每一第二支管22上分别设置有一切断阀221和一流量计222，切断阀221和流量计222连接控制器3。

两第一支管21分别连接有一压差传感器211，压差传感器211连接控制器3。

总管1连接有多个压力变送器11和多个温度变送器12，压力变送器11和温度变送器12连接控制器3。

请参阅图3，控制器3包括一供电单元31、一控制单元32、一通讯单元33和一存储器(图中未示)，供电单元31和通讯单元33连接控制单元32。控制器3可完成数据采集、顺序控制、联锁保护、计量、向调度控制中心场站控制系统发送数据等任务，可以独立完成自动控制工作。

存储器可记录存储所需数据，存储器应备有相当余量。在外电源失效时存储器中的数据不会丢失。控制器3还包括一自诊断模块，自诊断模块用于控制器3故障的自诊断并在产生故障时发出警报。

通讯单元33包括复数组输入模块和输出模块，输入模块和输出模块彼此独立，不同组的输入模块和输出模块相互隔离，可在恶劣环境下连续工作。维护简单，输入模块和输出模块可带电插拔。

还包括一触摸屏(图中未示)，触摸屏连接控制器3，可用于显示管路系统的模型、查看站点各设备运行及工艺参数的实时数据与历史数据，以及报警数据，并作为控制器的人机交互端进行各种人机交互控制操作。

请参阅图2、图3和图4，本发明的一种管路流量控制方法，包括步骤：

S1：构建一支管结构2，支管结构2包括两第一支管21、三个第二支管22和一控制器3；第一支管21的第一端连接一总管1的输出端，第二支管22的第一端连接两第一支管21的输出端，第二支管22的第二端连接总管1的输入端；每一第二支管22上分别设置有一切断阀221和一流量计222，切断阀221和流量计222连接控制器3；

S2：控制器3实时获取各流量计222的测量值并求和获得一当前总流量值；

S3：控制器3将当前总流量值与多个预设阈值范围进行比较，当当前总流量值持续一固定时间在一预设阈值范围内时，根据当前总流量值所在的一预设阈值范围确定第二支管22的应导通数量。

其中，预设阈值范围包括一第一阈值范围、一第二阈值范围和一第三阈值范围；当当前总流量值持续固定时间在第一阈值范围内时，将第二支管22导通数量修改为一；当当前总流量值持续固定时间在第二阈值范围内时，将第二支管22导通数量修改为二；当当前总流量值持续固定时间在第三阈值范围内时，将第二支管22导通数量修改为三。本实施例中，第一阈值范围为小于等于40％的第二支管22的一最大导通量；第二阈值范围为大于等于80％且小于等于120％的最大导通量；第三阈值范围为大于等于160％的最大导通量。在其他实施例中，预设阈值范围数值可根据实际需要进行调制。

S4：控制器3根据应导通数量控制切断阀221调整第二支管22的导通数量。

其中，S4步骤进一步包括：

判断应导通数量与当前第二支管22的一实际导通数量的大小；

当应导通数量小于实际导通数量时，按照一预设顺序遍历并导通处于一空闲状态且未导通的第二支管22，当应导通数量等于实际导通数量时结束遍历；

当应导通数量大于实际导通数量时，按照预设顺序遍历并关闭已导通的第二支管22，当应导通数量等于实际导通数量时结束遍历。

例如:三个第二支管22的导通控制如下：

三个第二支管22的当前导通数量为一时，控制器3获取三个第二支管22的流量计222的实时数据，求和获得当前流经三个第二支管22的当前总流量。当当前总流量在50秒内持续大于等于80％的最大导通量时，判断按照预设顺序排列的下一第二支管22是否被调用，如未被调用即表明该第二支管22处于空闲状态，对其进行导通；如已被调用，按照预设顺序判断下一第二支管22，直至第二支管22的当前导通数量变为二或按照预设顺序完成一次第二支管22的遍历。当当前总流量在50秒内持续大于等于160％的最大导通量时，通过类同的操作，将当前导通数量变为三或按照预设顺序完成一次第二支管22的遍历。

第二支管22的切出控制过程如下：

三个第二支管22的当前导通数量为三时，控制器3获取三个第二支管22的流量计222的实时数据，求和获得当前流经三个第二支管22的当前总流量。当当前总流量在50秒内持续小于等于120％的最大导通量时，判断按照预设顺序排列的下一第二支管22是否导通，如导通则将其关断；如未导通，按照预设顺序判断下一第二支管22，直至第二支管22的当前导通数量变为二。当当前总流量在50秒内持续小于等于40％的最大导通量时，通过类同的操作，将当前导通数量变为一。

另外，本发明也可通过控制器3手动干预，根据实际需要对第二支管22的导通情况进行调整。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管路流量控制系统，包括两第一支管，所述第一支管的第一端连接一总管的输出端；其特征在于，还包括多个第二支管和一控制器，所述第二支管的第一端连接两所述第一支管的输出端，所述第二支管的第二端连接所述总管的输入端；每一第二支管上分别设置有一切断阀和一流量计，所述切断阀和所述流量计连接所述控制器。

2.根据权利要求1所述的管路流量控制系统，其特征在于，所述第一支管分别连接有一压差传感器，所述压差传感器连接所述控制器。

3.根据权利要求2所述的管路流量控制系统，其特征在于，所述总管连接有至少一压力变送器和至少一温度变送器，所述压力变送器和所述温度变送器连接所述控制器。

4.根据权利要求1～3所述的管路流量控制系统，其特征在于，所述控制器包括一供电单元、一控制单元和一通讯单元，所述供电单元和所述通讯单元连接所述控制单元。

5.根据权利要求4所述的管路流量控制系统，其特征在于，还包括一触摸屏，所述触摸屏连接所述控制器。

6.一种管路流量控制方法，包括步骤：

S1：构建一支管结构，所述支管结构包括两第一支管、多个第二支管和一控制器；所述第一支管的第一端连接一总管的输出端，所述第二支管的第一端连接两所述第一支管的输出端，所述第二支管的第二端连接所述总管的输入端；每一第二支管上分别设置有一切断阀和一流量计，所述切断阀和所述流量计连接所述控制器；

S2：所述控制器实时获取各所述流量计的测量值并求和获得一当前总流量值；

S3：所述控制器将所述当前总流量值与多个预设阈值范围进行比较，当所述当前总流量值持续一固定时间在一所述预设阈值范围内时，根据所述当前总流量值所在的一所述预设阈值范围确定所述第二支管的应导通数量；

S4：所述控制器根据所述应导通数量控制所述切断阀调整所述第二支管的导通数量。

7.根据权利要求6所述的管路流量控制方法，其特征在于，所述第二支管个数为三，所述预设阈值范围包括一第一阈值范围、一第二阈值范围和一第三阈值范围；

当所述当前总流量值持续所述固定时间在所述第一阈值范围内时，将所述第二支管导通数量修改为一；

当所述当前总流量值持续所述固定时间在所述第二阈值范围内时，将所述第二支管导通数量修改为二；

当所述当前总流量值持续所述固定时间在所述第三阈值范围内时，将所述第二支管导通数量修改为三。

8.根据权利要求7所述的管路流量控制方法，其特征在于，所述第一阈值范围为小于等于40％的所述第二支管的一最大导通量；

所述第二阈值范围为大于等于80％且小于等于120％的所述最大导通量；

所述第三阈值范围为大于等于160％的所述最大导通量。

9.根据权利要求8所述的管路流量控制方法，其特征在于，所述固定时间为50秒。

10.根据权利要求9所述的管路流量控制方法，其特征在于，所述S4步骤进一步包括：

判断所述应导通数量与当前所述第二支管的一实际导通数量的大小；

当所述应导通数量小于所述实际导通数量时，按照一预设顺序遍历并导通处于一空闲状态且未导通的所述第二支管，当所述应导通数量等于所述实际导通数量时结束遍历；

当所述应导通数量大于所述实际导通数量时，按照所述预设顺序遍历并关闭已导通的所述第二支管，当所述应导通数量等于所述实际导通数量时结束遍历。