一种天然气分输控制系统的制作方法

1.本公开涉及燃气输送技术领域，尤其涉及一种天然气分输控制系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，时代的进步，智能化已经涉及到每个行业，尤其在天然气及石油行业，对天然气分输的精准度要求进一步提高。
3.现有技术中，为保证天然气分输的精度，操作人员需要寸步不离的守护在操作界面前，时刻守护分输的数据，分输系统压力过大时，修改天然气分输控制系统的参数，进而较小阀门的开度，当分输系统压力过小时，修改天然气分输控制系统的参数，进而增大阀门的开度，此外，也无法实现以固定流量进行分输。为避免分输量过量或不足，需要不停的调整阀门，从而达到稳定分输的目的，此方法不仅费时费力，而且还存在因操作失误或操作不及时，影响天然气分输系统的分输效果。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种天然气分输控制系统，保证了天然气分输可靠、高效、经济的运行，提高了天然气分输的精度。
5.本公开实施例提供了一种天然气分输控制系统，包括：主控单元、开关单元、流量采集单元和压力采集单元，所述流量采集单元、所述压力采集单元和所述开关单元分别与所述主控单元通信连接；
6.沿天然气的输送方向，所述流量采集单元、开关单元和压力采集单元依次设置在分输管道上；
7.所述流量采集单元用于采集分输管道在不同时段的流量信息并发送所述流量信息至所述主控单元；
8.所述压力采集单元用于采集分输管道在不同时段的压力信息并发送所述压力信息至所述主控单元；
9.所述主控单元用于根据所述不同时段的流量信息获取累计流量信息，并根据所述累计流量信息与预设流量信息的关系以及所述不同时段的压力信息与预设压力信息的关系控制所述开关单元的开度。
10.可选的，还包括触控显示单元，所述触控显示单元与所述主控单元通信连接，用于设定所述预设流量信息和预设压力信息，并将设定的所述预设流量信息和预设压力信息发送至所述主控单元。
11.可选的，所述触控显示单元还用于显示所述预设流量信息、所述预设压力信息、所述累计流量信息、所述压力信息以及所述开关单元的开度信息。
12.可选的，还包括电源单元，用于为所述主控单元和所述触控显示单元提供电压信号。
13.可选的，还包括预警单元，用于在所述累计流量信息大于所述预设流量信息和\或
所述压力信息大于所述预设压力信息时输出预警信号。
14.可选的，所述流量采集单元包括流量计。
15.可选的，所述开关单元包括电动球阀。
16.可选的，所述压力采集单元包括压力传感器。
17.可选的，所述流量采集单元的信号输出端为二线式modbus rtu协议的rs485串口信号，所述流量采集单元的信号输出端与所述主控单元的io接口通信连接；
18.所述压力采集单元的信号输出端为hart协议信号，所述压力采集单元的信号输出端与所述主控单元的io接口通信连接。
19.可选的，所述开关单元的信号输出端输出二线式4-20ma信号，信号接收端接收二线式4～20ma控制信号，所述开关单元的信号输出端和信号接收端分别与所述主控单元的io接口通信连接。
20.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
21.本实用新型实施例提供的天然气分输控制系统，包括主控单元、开关单元、流量采集单元和压力采集单元，流量采集单元采集分输管道在不同时段的流量信息并发送不同时段的流量信息至主控单元，压力采集单元采集不同时段的压力信息并发送不同时段的压力信息至主控，主控单元根据不同时段流量采集单元采集的流量信息获取累计流量信息并判断累计流量信息与预设流量信息的关系，当累计流量信息大于等于预设流量信息时，主控单元输出控制信号控制开关单元关闭，当累计流量信息小于预设流量信息时，此时主控单元根据累计流量信息与预设流量信息的关系以及不同时段的压力信息与预设压力信息的关系以恒压法、恒流法或不均匀系数法控制分输管道中天然气的流，保证了天然气分输可靠、高效、经济的运行，提高了天然气分输的精度。
附图说明
22.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
23.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型实施例提供的一种天然气分输控制系统的结构示意图；
25.图2是本实用新型实施例提供的另一种天然气分输控制系统的结构示意图。
26.其中：10、主控单元；20、开关单元；30、流量采集单元；40、压力采集单元；50、触控显示单元；60、电源单元；70、预警单元。
具体实施方式
27.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施
例，而不是全部的实施例。
29.图1是本实用新型实施例提供的天然气分输控制系统的结构示意图，如图1所示，分输控制系统包括主控单元10、开关单元20、流量采集单元30和压力采集单元40，流量采集单元30、压力采集单元40和开关单元20分别与主控单元10通信连接，沿天然气的输送方向，流量采集单元30、开关单元20和压力采集单元40依次设置在分输管道上。流量采集单元30用于采集分输管道在不同时段的流量信息并发送流量信息至主控单元10，压力采集单元40用于采集分输管道在不同时段的压力信息并发送压力信息至主控单元10，主控单元10用于根据不同时段的流量信息获取累计流量信息，并根据累计流量信息与预设流量信息的关系以及不同时段的压力信息与预设压力信息的关系控制开关单元20的开度。
30.示例性的，参见图1，天然气分输控制系统包括主控单元10、开关单元20、流量采集单元30和压力采集单元40，当沿分输管道输送天然气时，设置在分输管道上的流量采集单元30采集不同时段分数管道的流量信息，压力采集单元40采集不同时段分输管道的压力信息。具体的，当设置流量采集单元30每间隔一个小时采集分输管道的流量信息并将采集到的流量信息发送至主控单元10，压力采集单元40每间隔一个小时采集分输管道的压力信息并将采集到的压力信息发送至主控单元10，主控单元10根据不同时段流量采集单元30采集的流量信息获取累计流量信息并判断累计流量信息与预设流量信息的关系，当累计流量信息大于等于预设流量信息时，主控单元10输出控制信号控制开关单元关闭，当累计流量信息小于预设流量信息时，此时主控单元10根据累计流量信息与预设流量信息的关系以及不同时段的压力信息与预设压力信息的关系以恒压法、恒流法或不均匀系数法控制分输管道中天然气的流量。
31.具体的，当分输管道以恒压法分输天然气管道中天然气时，设置的流量采集单元30每间隔一个小时将采集的分输管道的流量信息发送至主控单元10，压力采集单元40每间隔一个小时将采集的压力信息发送至主控单元10，主控单元10获取某一天第一个时刻流量采集单元30发送的流量信息，此时主控单元10获取的累计流量信息为第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息，主控单元10判断第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息与预设流量信息的关系，当第一个时刻流量采集单元采集的分输管道的流量信息大于等于预设流量信息时，即分输控制系统已完成当日天然气分输量，此时主控单元10控制开关单元20关闭，当第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息小于预设流量信息时，即分输控制系统尚未完成当日天然气分输量，主控单元10控制开关单元20保持开启状态，此时，主控单元10根据压力采集单元40采集的第一个时刻的压力信息判断第一个时刻压力信息与预设压力信息的关系，当第一个时刻压力信息大于预设压力信息时，主控单元10输出控制信号控制开关单元20的开度减小，进而降低分输管道中的压力。当第一个时刻的压力信息小于预设压力信息时，主控单元10输出控制信号控制开关单元20的开度增大，进而增大分输管道中的压力。当第一个时刻的压力信息等于预设压力信息时，主控单元10输出控制信号控制开关单元20保持当前开度，保证分输管道以恒定压力分输天然气。当第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息小于预设流量信息时，流量采集单元30会继续采集分输管道的流量信息，即流量采集单元30在某一天第二个时刻将采集的分输管道的流量信息发送至主控单元10，此时主控单元10根据第一个时段流量采集单元30采集的流量信息以及第二个时段流量采集单元30采集的流量信息确定累计流量信
息，此时累计流量信息为第一个时段流量采集单元30采集的流量信息与第二个时段流量采集单元30采集的流量信息之和，主控单元10获取累计流量信息之后，根据累计流量信息与预设流量信息的关系控制开关单元20的开启或关闭，当累计流量信息大于等于预设流量信息时，主控单元10控制开关单元20关闭。当累计流量信息小于预设流量信息时，主控单元10控制开关单元20保持开启状态，当开关单元20保持开启状态时，主控单元10会根据第二个时刻压力采集单元40采集的压力信息与预设压力信息的关系控制开关单元20的开度，以此类推，当主控单元10获取的累计流量信息大于等于预设流量信息时，即天然气的每日分输累积流量达到设定值，主控单元10输出控制信号控制开关单元20关闭，停止分输装置分输天然气。
32.具体的，当分输管道以恒流法分输天然气管道中天然气时，设置流量采集单元30每间隔一个小时将采集的分输管道的流量信息发送至主控单元10，压力采集单元40每间隔一个小时将采集的压力信息发送至主控单元10，主控单元10获取某一天第一个时刻流量采集单元30发送的流量信息，此时主控单元10获取的累计流量信息为第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息，主控单元10判断第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息与预设流量信息的关系，当第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息大于等于预设流量信息时，即分输控制系统已完成当日天然气分输量，此时主控单元10控制开关单元20关闭，当第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息小于预设流量信息时，即分输控制系统尚未完成当日天然气分输量，主控单元10控制开关单元20保持开启状态，此时，主控单元10根据预设流量信息与第一个时刻流量采集单元采集的分输管道的流量信息获取预设流量信息与第一个时刻流量信息之间的差值，并通过平均法将预设流量信息与第一个流量信息的差值流量通过平均法均分到不同的时刻，进而根据获取的流量均值数控制开关单元20的开度。其中恒流法的适用场景例如在某一时间段，分输控制系统需要将流量均匀的分输至客户端，实现对用户的稳定供气。示例性的，当流量采集单元30采集的第一个小时分输管道的流量信息对应的是分输控制系统早上8点时分输管道的流量信息时，即流量采集单元30采集的下一个分输管道的流量信息为9点、10点...各个时刻的分输管道的流量信息，若分输控制系统仅仅在8-12点之间对用户进行供气，则将预设流量信息与第一个时刻流量信息之间的差值流量进行平均分配，实现在9-12时间段内对用户进行平稳供气。当分输管道以恒流法分输天然气管道中天然气时，压力采集单元40起到保护天然气分输管道的作用，压力采集单元40通过采集不同时段的压力信息并发送不同时段的压力信息至主控单元10，主控单元10根据不同时段的压力信息与预设压力信息微调开关单元20的开度，避免因某一时段分输管道的压力信息过大造成分输管道破裂的现象。
33.具体的，当分输管道以不均匀系数法分输天然气管道中天然气时，设置的流量采集单元30每间隔一个小时将采集的分输管道的流量信息发送至主控单元10，压力采集单元40每间隔一个小时将采集的压力信息发送至主控单元10，主控单元10获取某一天第一个时刻流量采集单元30发送的流量信息，此时主控单元10获取的累计流量信息为第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息，主控单元10通过判断第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息与预设流量信息的关系，当第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息大于等于预设流量信息时，即分输控制系统已完成当日天然气分输
量，此时主控单元10控制开关单元20关闭。当第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息小于预设流量信息时，即分输控制系统尚未完成当日天然气分输量，主控单元10控制开关单元20保持开启状态，此时，主控单元10根据预设流量信息与第一个时刻流量采集单元30采集的分输管道的流量信息获取预设流量信息与第一个时刻流量信息之间的差值，并将预设流量信息与第一个流量信息的差值通过不均匀系数法进行分配，进而根据分配系数控制开关单元20的开度。其中不均匀系数法的适用场景例如在不同时段，客户对天然气的需求不同，为避免天然气用气高峰时段无法及时供气，通过设置天然气高峰时段的系数较大，即对应的开关单元20的开度较大，实现对用户及时供气。示例性的，当流量采集单元30采集的第一个小时分输管道的流量信息对应的是分输控制系统早上8点时分输管道的流量信息时，即流量采集单元30采集的下一个分输管道的流量信息为9点、10点...各个时刻的分输管道的流量信息，若分输控制系统仅仅在8-12点之间对用户进行供气，则从9-12点用户的用气量会逐渐增大，因此将预设流量信息与第一个时刻流量信息之间的差值流量按照不均匀系数法进行分配，例如，9点分输管道分输的流量信息占差值流量的10％，10点分输管道分输的流量信息占差值流量的20％，11点分输管道分输的流量信息占差值流量的30％，12点分输管道分输的流量信息占差值流量的40％，此时主控单元10根据该分配系统控制开关单元20的开度。当分输管道以不均匀系数法分输天然气管道中天然气时，压力采集单元40起到保护天然气分输管道的作用，压力采集单元40通过采集不同时段的压力信息并发送不同时段的压力信息至主控单元10，主控单元10根据不同时段的压力信息与预设压力信息微调开关单元20的开度，避免因某一时段分输管道的压力信息过大造成分输管道破裂的现象。
34.本实用新型实施例提供的天然气分输控制系统，包括主控单元、开关单元、流量采集单元和压力采集单元，流量采集单元采集分输管道在不同时段的流量信息并发送不同时段的流量信息至主控单元，压力采集单元采集不同时段的压力信息并发送不同时段的压力信息至主控，主控单元根据不同时段流量采集单元采集的流量信息获取累计流量信息并判断累计流量信息与预设流量信息的关系，当累计流量信息大于等于预设流量信息时，主控单元输出控制信号控制开关单元关闭，当累计流量信息小于预设流量信息时，此时主控单元根据累计流量信息与预设流量信息的关系以及不同时段的压力信息与预设压力信息的关系以恒压法、恒流法或不均匀系数法控制分输管道中天然气的流，保证了天然气分输可靠、高效、经济的运行，提高了天然气分输的精度。
35.可选的，在上述实施例的基础上，图2是本实用新型实施例提供的另一种天然气分输控制系统的结构示意图，如图2所示，还包括触控显示单元50，触控显示单元50与主控单元10通信连接，用于设定预设流量信息和预设压力信息，并将设定的预设流量信息和预设压力信息发送至主控单元10。
36.通过设置分输控制系统还包括触控显示单元50，在天然气分输过程中，主控单元10获取触控显示单元50设定的预设流量信息和预设压力信息，并将获取的触控显示单元50上设定的预设流量信息与累计流量信息的关系控制开关单元20的开启或关闭，此外，主控单元10还根据预设压力信息与压力采集单元40采集的各个时段的压力信息与预设压力信息进行比对进而控制开关单元的开度。
37.可选的，继续参见图2，触控显示单元50还用于显示预设流量信息、预设压力信息、
累计流量信息以及开关单元的开度信息。
38.主控单元10通过控制开关单元20的开度实现每日自动计量分输功能，具体的，触控显示单元50通过显示预设流量信息、累计流量信息以及开关单元20的状态信息，使得管理人员能够通过触控显示单元50获取当前分输控制系统的工作状态，为分输控制系统的安全运行提供了有利保障。
39.可选的，继续参见图2，分输控制系统还包括电源单元60，用于为主控单元10和触控显示单元50提供电压信号。
40.具体的，分输控制系统还包括电源单元60，电源单元60用于为主控单元10和触控显示单元50提供电压信号。具体的，电源单元60提供220v交流电，并通过将220v交流电转化为24v直流电，将转换后的直流电为主控单元10和触控显示单元50提供电压信号。
41.可选的，继续参见图2，分输控制系统还包括预警单元70，预警单元70与主控单元10通信连接，用于在累计流量信息大于预设流量信息和\或压力信息大于预设压力信息时输出预警信号。
42.通过设置预警单元70实现在累计流量信息大于预设流量信息和\或压力信息大于预设压力信息时输出预警信号，进而保证操作人员及时获取分输控制系统工作异常等提示信息，保证分输控制系统安全、可靠运行。
43.可选的，流量采集单元30包括流量计。
44.示例性的，可以设置流量采集单元30包括流量计，具体的，流量计可选择液体流量计或压差流量计，本实用新型实施例不对流量计的具体类型进行限定。当采用液体流量计采集分输管道的流量信息时，液体流量计由于无可动部件、运行可靠、性能较好、使用寿命长，测量被测流体时不直接接触传感器、性能稳定、压力损失较少，故比差压流量计具有节能特点。
45.可选的，开关单元20包括电动球阀。
46.示例性的，可以设置开关单元20包括电动球阀，具体的，电动球阀包括电动执行机构和阀门，通过使用电能作为动力来接通电动执行机构，电动执行机构驱动球阀阀杆旋转0-90度实现阀门的开关、调节动作，从而达到对管道介质的开关或是调节目的。电动球阀的驱动一般是用电机，电动阀的开度可以控制，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的流量。
47.可选的，压力采集单元40包括压力传感器。
48.设置压力采集单元40包括压力传感器，通过压力传感器采集分输管道的压力信息。
49.可选的，流量采集单元30的信号输出端为二线式modbus rtu协议的rs485串口信号，流量采集单元30的信号输出端与主控单元10的io接口通信连接。
50.通过设置流量采集单元30的信号输出端为二线式modbus rtu协议的rs485串口信号，保证流量采集单元30采集的不同时段的流量信息可以稳定的传输至主控单元10。
51.可选的，压力采集单元40的信号输出端为hart协议信号，压力采集单元的信号输出端与主控单元的io接口通信连接。
52.通过设置压力采集单元40的信号输出端为hart协议信号，保证压力采集单元40采集的不同时段的压力信息可以稳定的传输至主控单元10。
53.可选的，开关单元20的信号输出端输出二线式4-20ma信号，信号接收端接收二线式4～20ma控制信号，开关单元20的信号输出端和信号接收端分别与主控单元10的io接口通信连接。
54.由于主控单元10输出控制信号控制开关单元20的开度，因此，开关单元20的信号接收端接收主控单元10输出的二线式4～20ma控制信号，根据控制信号执行开关命令，而开关单元20的输出端输出二线式4-20ma信号，主控单元10接收该二线式4-20ma信号后执行逻辑运算，转换为0～100的百分度发送至触控显示单元50，通过触控显示单元50显示开关单元20的开度信息。
55.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。