本發明專利技術公開了長距離管道輸煤DMS管網仿真系統（SimS），該系統由一個模擬管道系統、實際管道系統、仿真模型、監控系統、遠程終端控制系統、可編程邏輯控制系統組成，模擬管道系統與仿真模型連接，仿真模型與監控系統連接，監控系統分別與遠程終端控制系統、可編程邏輯控制系統、另一遠程終端控制系統連接；可編程邏輯控制系統與實際管道系統連接；仿真模型與圖形建模工具連接，圖形建模工具依次分別與界面顯示、綜合布站、在線仿真器、在線預測分析、數據文件、商用數據庫、現場數據、實驗室數據連接；商用數據庫與實時仿真數據庫連接。結構合理，操作簡便，自動化程度高，可操作性強，通過預測模型管理輸煤管道運行，適用于管道運輸。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬管道運輸調度管理領域，具體涉及長距離管道輸煤的調度管理及SimS管網仿真系統。
技術介紹
近年來，我國的輸油、氣等管道領域在管網仿真系統的構建中，多相流仿真軟件得到了一定的應用，但存在與輸煤管道工程中的應用的缺陷。本專利技術在對原有管道多相流仿真軟件優化改進的基礎上，建立了輸煤管道仿真系統的預測模型。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種結構合理，操作簡便，自動化程度高，可操作性強的管網·仿真系統，并通過輸煤管道仿真預測模型，管理輸煤管道運行狀況。本專利技術在對原有管道多相流仿真軟件優化改進的基礎上，建立了輸煤管道仿真系統的預測模型的長距離管道輸煤的調度管理及SimS管網仿真系統。為了克服現有技術的不足，本專利技術的技術方案是這樣解決的長距離管道輸煤的調度管理及SimS管網仿真系統由一個模擬管道系統、一個實際管道系統、一個仿真模型、一個監控系統、遠程終端控制系統、一個可編程邏輯控制系統組成，本專利技術的特殊之處在于所述模擬管道系統與仿真模型連接，所述仿真模型與監控系統連接，所述監控系統分別與一遠程終端控制系統、可編程邏輯控制系統、另一遠程終端控制系統連接；所述可編程邏輯控制系統與實際管道系統連接；所述仿真模型與圖形建模工具連接，所述圖形建模工具依次分別與界面顯示、綜合布站、在線仿真器、在線預測分析、數據文件、商用數據庫、現場數據、實驗室數據連接；所述商用數據庫與實時仿真數據庫連接。所述監控系統與實時數據接口后，接收SCADA系統采集的現場實時數據，并通過SCADA發送到在線仿真器。所述仿真模型以文本形式保存各種工況數據，需要時可直接進入該種工況，對SCADA系統的相關數據進行修正和仿真運算，并提供給監控中心。所述現場仿真系統通過檢查管道中壓力、流量，對管網運行狀況進行監控。本專利技術與現有技術相比，具有結構合理，操作簡便，自動化程度高，可操作性強，通過輸煤管道仿真預測模型管理輸煤管道運行狀況的優點，同時，還具有以下特點I)開放性選擇專業工作站、工業以太網、TCP/IP網絡通訊協議、Windows XP/ 7操作系統、VC2005窗口開發環境、專業數據庫、0PC/API接口，為系統的開放性打下了基礎。2)采用面向對象技術在系統的分析、設計、編程中，采用的面向對象技術提高了系統的穩定性、可靠性、可擴充性和可維護性；采用C++編程語言開發系統軟件，大大減少了編程工作量。3)多相流針對煤漿的物理特性，采用多相流仿真內核算法，使仿真系統具備可組態流體物性功能。4)時步可調模型動態仿真工程中的時步可調功能，使操作者可根據需要確定仿真時間。5)可操作性圖形系統的交互性取決于系統人機界面的設計，在系統的設計中，充分利用了 GUI界面的優點，使操作者只需使用一個鼠標即可完成全部操作。6)實時性在圖形數據結構中采用的一系列加速方法和局部刷新方法可以滿足仿真系統對圖形系統的實時要求，且實現了圖形的平滑無級放大和快速滾動。附圖說明·圖I為本專利技術輸煤管網仿真過程結構示意框圖；圖2為圖I的仿真設計邏輯框圖；圖3為程序界面圖；圖4為仿真參數設置界面圖；圖5為布站基本數據界面圖；圖6為生成管路連接界面圖；圖7為添加線路截斷閥室界面圖；圖8為添加腳本命令界面圖；圖9為控制腳本界面圖；圖10為各點壓力和全線流量曲線圖；圖11為仿真進程的速度界面圖；圖12為位置以及流量的變化情況界面圖；圖13為壓力-流量特性曲線圖；圖14為截止閥特性參數設置曲線圖；圖15為管輸特性參數設置曲線圖；圖16為程序啟動畫面界面圖；圖17為顯示臨界流速表中的所有記錄界面圖；圖18為界面顯示添加記錄區域界面圖；圖19為添加漿體記錄界面圖；圖20為添加水力坡度記錄界面圖；圖21為添加粒度級配記錄界面曲線圖。具體實施例方式附圖為本專利技術的實施例。下面結合附圖及實施例對
技術實現思路
作進一步詳細說明參照圖I、圖2所示，長距離管道輸煤的調度管理及SimS管網仿真系統，該仿真系統由一個模擬管道系統、一個實際管道系統、一個仿真模型、一個監控系統、一個RTU遠程終端控制系統、一個PLC可編程邏輯控制系統組成，所述模擬管道系統I與仿真模型3連接，所述仿真模型3與監控系統4連接，所述監控系統4分別與RTU遠程終端控制系統5、PLC可編程邏輯控制系統6、另一 RTU遠程終端控制系統7連接；所述PLC可編程邏輯控制系統6與實際管道系統2連接；所述仿真模型3與圖形建模工具12連接，所述圖形建模工具12依次分別與界面顯示11、綜合布站8、在線仿真器9、在線預測分析10、數據文件13、商用數據庫16、現場數據15、實驗室數據14連接；所述商用數據庫16與實時仿真數據庫17連接。所述監控系統與實時數據接口后，接收SCADA系統采集的現場實時數據，并通過SCADA發送到在線仿真器。所述仿真模型以文本形式保存各種工況數據，需要時可直接進入該種工況，對SCADA系統的相關數據進行修正和仿真運算，并提供給監控中心。 所述現場數據通過檢查管道中壓力、流量，對管網運行狀況進行監控。下面分別介紹 I.系統功能I)、建立仿真環境，以啟動針對本項目工程各項參數的仿真模型。①、接收調度中心SCADA系統采集的現場實時數據；②、將在線仿真器/漏堵探測器的輸出數據發送給SCADA系統；③、將仿真預測數據發送給SCADA系統。2)、保存工況數據管道仿真系統以文本形式保存各種工況數據，以便在所需時直接進入該種工況。3)、監測管網的運行狀態通過自動調整和校正來自于SCADA系統的數據，檢查管道中的壓力、流量等，實現對管網運行狀態的監控，并可設定報警的數據極限值。4)、對SCADA系統的擴展在線仿真器通過對來自于SCADA系統的相關數據的修正和仿真運算，持續提供管道沿線不同部位的壓力、流量等參數，從而起到擴展SCADA系統功能的作用。 管道仿真過程如圖2所示。5)、在線預測分析在線預測的工作機制是以在線仿真器的當前運算結果為管網的起始狀態及預測計算起點，設定一系列的壓力、流量變化值，仿真要在真實情況發生前對管網的運行狀態做出預測。①、自動預測根據設定的壓力、流量等參數的變化結果，預測分析器仿真計算出管網運行狀態隨這些參數變化的結果。根據預設的報警條件，可在真實事件發生之前采取應對措施。②、規劃預測依據不同設定，分析管網在未來不同控制策略下的運行狀態，從而優選出最佳控制方案。6)、參數報警可以根據要求設置參數自動報警。當仿真參數超過報警值時，就會自動報警。7)、控制邏輯可以實現聯鎖保護、聯鎖控制、PID控制，以及順序控制功能。實施例I管道輸煤模擬建立管道輸煤模型，顯示各站點相關設備參數及實時運行狀態；完成各參數的聯動顯示及煤漿運行狀態參數的顯示；完成輸煤的相關計算和統計；對異常工況進行報警和記錄。(一)仿真環境的建立I、新建一個仿真工程圖3所示，點擊快捷欄中的“新建”按鈕口或“文件”菜單中的“新建”選項，即可新建一個仿真工程程序界面。圖4所示，點擊快捷欄中的“仿真參數設置”按鈕或“仿真”菜單中的“仿真參數設置”選項，進入參數設置界面。(I)導入布站文件點擊“導入布站文件”項，即可讀取所選擇的布站文件，該文件有布站輔助設計程序生成，成功導入后，布站基本數據如圖5。( 2 )選擇泵站內工作泵數量和備用泵數量后，即可生成管路連接圖，如圖6。(3)根本文檔來自技高網...
【技術保護點】
長距離管道輸煤的調度管理及SimS管網仿真系統，該仿真系統由一個模擬管道系統、一個實際管道系統、一個仿真模型、一個監控系統、遠程終端控制系統、一個可編程邏輯控制系統組成，其特征在于所述模擬管道系統（1）與仿真模型（3）連接，所述仿真模型（3）與監控系統（4）連接，所述監控系統（4）分別與一遠程終端控制系統（5）、可編程邏輯控制系統（6）、另一遠程終端控制系統（7）連接；所述可編程邏輯控制系統（6）與實際管道系統（2）連接；所述仿真模型（3）與圖形建模工具（12）連接，所述圖形建模工具（12）依次分別與界面顯示（11）、綜合布站（8）、在線仿真器（9）、在線預測分析（10）、數據文件（13）、商用數據庫（16）、現場數據（15）、實驗室數據（14）連接；所述商用數據庫（16）與實時仿真數據庫（17）連接。
【技術特征摘要】
1.長距離管道輸煤的調度管理及SimS管網仿真系統，該仿真系統由一個模擬管道系統、一個實際管道系統、一個仿真模型、一個監控系統、遠程終端控制系統、一個可編程邏輯控制系統組成，其特征在于所述模擬管道系統(I)與仿真模型(3)連接，所述仿真模型(3)與監控系統(4)連接，所述監控系統(4)分別與一遠程終端控制系統(5)、可編程邏輯控制系統(6)、另一遠程終端控制系統(7)連接；所述可編程邏輯控制系統(6)與實際管道系統(2)連接；所述仿真模型(3)與圖形建模工具(12)連接，所述圖形建模工具(12)依次分別與界面顯示(11)、綜合布站(8)、在線仿真器(9)、在線預測分析(10)、數據文件(13)、商用數據庫(16)、現場數...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳嘉林，胡家運，張建民，涂昌德，劉睿，
申請(專利權)人：中煤科工集團武漢設計研究院，
類型：發明
國別省市：
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