远程液位连锁系统 实时监控和控制液位 (远程液位连锁怎么用)

宣布于：2004-07-1610:18:009楼王伟林，您好！咱们是专门做输油管道监测的，上方的文章假设对你有用，咱们可以详细探讨1.HKH系列管道走漏监测软件系统运行原理1．概述管道走漏报警从微观角度看并不艰巨。很早以前，人们曾经用电接点压力表、压力开关、记载仪等工具，有效的发现了管道的走漏，然而这种方法最大的无余是不能定位，而且关于小规模走漏这样报警也是不正当的。这是由于管道运转中由于各种要素会发生少量的噪声（压力、流量动摇），不同的管道保送环境中，这些噪声幅值也不同，普通从0.01Mpa到0.2Mpa不等，而且它在时域散布上没有准确的法令。从统计学角度看，在肯定时期内每条管线的这种散布还是有肯定的法令，人们还是能够意识、辨别这种变化法令的，把这种意识运用到管道走漏监测技术中，就使该项技术始终提高，适用价值越来越大。目前国际外运行的管道走漏监测方法有许多种，然而占主导位置的还是负压力波法和统计法，从国际详细管道上的经常使用效果来看，由于这些方法各有它的适用范畴，都不能够齐全顺应中国油气管道走漏继续时期短、突发性强、走漏状况复杂的特点。针对这一状况，我公司在国际外先进管道走漏监测技术的基础上研制开发了适宜我国管道实践状况的《HKH系列管道走漏监测报警定位系统》这一智能型监测装置，它是综合了负压力波法和统计法二者的好处而研制出的、基于含糊神经网络的人工智能型管道走漏监测系统。该技术克制了负压力波法只能对突然出现的大规模走漏准确检测的局限性和统计法较灵敏但相对滞后和定位误差大的缺点，能够在多种复杂状况下对各种大小走漏启动及时报警和准确定位，这种技术宽泛的顺应性和它的优同性能在实践运行中获取了很好的验证。国度知识产权局专利局曾经宣布我公司的流体保送管道走漏监测定位方法为国度发明专利。1.2.负压力波法的局限性负压力波法和传统方法相比是一个庞大的提高，它岂但处置了定位疑问而且也比传统方法误报少得多，从实质上说它是一种声学方法，即应用在管输介质中流传的声波启动检测的方法。咱们知道，当管道出现走漏时，由于管道内外的压差，走漏点的流体迅速散失，使该点管道内压力降低，流体分子间隙变疏，走漏点两边密度高的液体就向密度小的走漏点补充，从而发生了一个新的波源，该波以肯定速度依次向管道的两端流传，这就是所谓的负压力波。依据负压力波抵达上下游监测点的时期差和管道内压力波的流传速度就可以计算出奔漏点的位置。该法罕用的定位公式如下：X=(L+aΔt)/2————————①式中：X——走漏点的位置L——被监测的管道的长度α——波在管道中流传的速度Δt——首末两站点收到波的时期差α=————————②式中：ρ——流体密度；K——液体的体积弹性系数；E——管材弹性系数；D——管道的平均直径δ——管壁厚度；Ψ——系数，关于埋地管道，Ψ＝1－μ²；μ——泊松系数，钢管的μ=0.3；从上述公式可以看出，ρ和K除了与流体的个性无关外还和流体的温度和压力关系，普通这两项误差可以用数学模型来近似处置，当然这种状况下的定位公式就不是上式了，所以说①式只不过是一个近似的公式。然而真正的疑问并不在这里，它在于负压力波法自身并没有脱离原始的报警方法。上方咱们联合图一和图二来看一下这种识别方法的局限性是怎样发生的：abcd图一图二普通以为图一中上方的曲线是负压力波，上方的直线是人工设置的报警阈值线，当压力降低曲线与阈值线相交时，就会收回报警，虽然事情出当初时辰a而不是报警的时辰b，然而由于压力降低比拟快，a与b之间的时期差不大，所以对定位的影响不大，这就是为什么负压力波法在信号强时智能报警定位误差也不大的要素。图二中上方的曲线普通不以为是负压力波，其真实实质上它们都是由走漏惹起的管道压力降低波，图二与图一最大的差异是信号相对比拟小，事情出当初时辰c而报警出当初时辰d，这种状况下得出的智能报警定位消息显然是不正确的。在消费环节中，管道压力普通都是经常调整的，而人为设定的阈值肯定也要跟着调整，这不只难以操作还参与了人为要素的不利影响。当管道压力缓慢向一个方向变化时，人们也无法追随着调整阈值，结果往往是使报警系统失去经常使用价值。为了处置这个疑问，人们在管道走漏监测报警技术中驳回了阈值智能跟踪法，如下图所示：压力曲线压力曲线阈值线阈值跟踪线ab图三：报警阈值不同曲线形态为了便于了解咱们联合图三启动探讨。图三a中固定阈值线是电接点压力表和报警记载仪之类仪表所设置的一个数值在时期上的延伸，它在图上是一条有限延伸的直线，当管道压力波波及该线时，就会收回报警。但管道操作是经常出现的，该值也肯定随操作而从新设定。图三b中阈值智能跟踪曲线是由以后压力平均值加上所设定的阈值分解的，因此它有相对的颠簸性和滞后性。从长时期来看它是跟踪的，从短时期来看它是滞后的。从图上可以看出，当压力突降时会打破阈值，而反常的压力变化却达不到阈值，因此能够照应较快和相对较小的压力变化信号，从全体性能上看智能阈值跟踪技术并没有使负压力波法的基本色能有所提高。这两种阈值设定法所设定的阈值都应当远离压力动摇噪声区才干有效上班。而前一种无法设定的太小，后一种则可稍小些，但都无法防止压力动摇引发的误报。即使驳回了压力、流量关系识别技术来尽量缩小误报，使得负压波法在相对走漏量较大的管线上运行有较好的效果，但对缓慢开阀门的盗油、相对较慢的盗油、大输油量管线上的盗油、管道侵蚀穿孔形成的走漏、或长距离信号的衰减等惹起的走漏报警就无能为力了。1.3.统计法的特点1993年，XueJunZhang首先提出了统计法检漏的基本思维和算法，1995年，壳牌公司开收回了这种检漏方法，到目前为止，该法仍被环球公以为是最先进的管道走漏检测方法。该法的最大打破是不用复杂的模型就能发现较小的走漏，当走漏确定之后，就用测量的流量和压力统计平均值预算走漏状况，用最小二乘法来定位。————————③式中：k是由摩擦因数、流体密度和管径而选择的常数，m是流态系数。这两个系数的选用间接影响到定位精度，更为重大的是一旦出现走漏以后压力的降低是一个很长的环节，而只要稳固以后的数据对上式才无心义，报警系统假设期待那么长的时期就失去了价值，这就使得统计法虽然能够发现较小的走漏但却不能及时的报警和准确的定位。1.4.基于含糊神经网络的人工智能型管道走漏监测系统。含糊识别是大脑意识事物的形式，而这种意识是由大脑的神经细胞来成功的。人们早就宿愿把大脑的这种意识事物的才干运用到计算机技术中，虽然到当天为止还没有人能够制造出真正的人类智能型计算机，但在向这一目的行进的环节中毕竟曾经取得了少量令人注目的成绩。北京昊科航公司在总结先人阅历的基础上启动了深化的探求，为了使管道走漏监测系统在小信号时也能准确识别和定位，驳回了基于含糊神经网络的人工智能系统，从而使管道走漏监测系统的全体性能出现了基本的转变。1.4.1.消弭了仪表的系统误差迄今为止,任何一家管道走漏监测系统的全体精度均依赖于仪表系统的误差目的,也就是说监测报警系统的最好精度目的总要低于仪表的综合精度目的,而任何一块仪表的名义精度和经常使用精度都是不同的，假设一块0.2级的仪表在实践运行中只经常使用了其量程的一半,就是在规范环境条件下,其误差也只能作为0.4级经常使用,且不用说经常使用仪表的环境基本无法能是规范环境了,因此折算到报警系统下来误差就更大了,而一个报警系统依赖的仪表不止一两块，这样结果误差会远大于名义误差。因此,有许多管道走漏监测系统的供应商都明白忠告用户,系统的性能取决于仪表的精度。北京昊科航科技有限责任公司的"流体保送管道走漏监测定位方法"彻底的处置了这个疑问,它使得过去齐全不能检测的小信号的提取成为或者,从而给用户浪费了一大笔的仪表开销,过去依托0.2级流量计才干取得的走漏信号,在当天甚至用2.5级的流量计也能检测到。这种反派性的改革在管道走漏检测环节中的定位、及时报警和小走漏的监测上起到了选择性的作用。这是一项国度发明专利,任何一个厂家或团体未经本公司准许均不得经常使用,咱们也欢迎各界好友和咱们精诚协作,投诉侵权者,我公司将给予重谢,也欢迎想经常使用的好友与咱们就容许证的疑问启动协作.1.4.2.一个不须要设置报警阈值的人工智能系统.任何报警设施,简直毫无例外的都要设置一个报警的门限值。即阈值,这早已成了人们的知识,这是由于报警往往依赖于一个被测的物理参数,假设这个参数超越了某种目的,那就报警。但人对事情的识别并不是这样的,假设让咱们识别来到的主人是不是熟人,那报警的阈值是什么数字?是什么也没有,有的是咱们头脑中过去积攒的阅历和印象,这就是含糊识别。而识别条件依赖的物质条件是人脑的神经网络,所以咱们可以说人脑是一个复杂的含糊神经网络系统。咱们的管道走漏监测报警定位系统就是一种初级的、含糊上班的系统，所以该系统报警并不须要设置一个阈值，由于一个阈值并不能齐全表白走漏的特色。以一两个数值为门限就判定能否走漏这在大信号状况下尚可，而在小信号下是齐全不行的，它须要凭以往的阅历，凭记忆去剖析新来到的主人是谁，要学习新知识、结识新好友，这就是咱们开发的基于含糊神经网络的管道走漏监测报警定位系统。小信号的检测使咱们能及时获取管道运转中各种消息的变化，而含糊神经网络系统则能从这种纤细的变化中识别出奔漏消息，而网络的自学习配置则使系统能最大限制地顺应各种管道环境条件，从而缩短了调试周期，参与了系统的牢靠性和宽泛的顺应性。1.4.3.HKH系统的走漏定位技术。HKH管道走漏报警系统的定位综合思考了各种状况，从基本原理上讲，和负压力波法相似，也是一个已知时期和速度求途程的疑问，只不过这种速度往往因各种环境和流体状况而变，所以速度既不是平均速度也不是匀减速度静止，而是依据详细管道个性确定的数字模型。关于事情出现时辰的意识与以往的任何一种方法都不同，由于没有阈值，这是凭阅历和知识预计、寻觅进去的。比如，图一中的a点，图二中的c点，是咱们用肉眼观察进去的，这也是含糊神经网络处置后的输入结果，其特点是比人的速度快，比人工观察选点更准确、更及时，它不是繁难的几种形式识别能做到的，这就是人工智能的特点，所以，它的定位效果是最好的。2.系统上班原理2.1.原理框图首站输油管线末站（有线或无线）图四2.2.HKH人工智能系统的上班程序。为使读者繁难了解，咱们这里说明一下这种人工智能系统的关键解题流程：第一步、对采集的数据启动预处置，剔除失误数据和其它搅扰波；第二步、积攒阅历，剖析管道运转的法令，提取各种特色；第三步、把提取的特色保送到定性剖析神经网络中，由该网络剖析识别能否出现了走漏；第四步、依据上述环节所得出的结果，再次启动审核、验证，如无误则可确定事情出现的时辰；第五步、依据管道输油工况来剖析确定管道上压力波的流传速度；第六步、求出奔漏位置，启动报警。图五：管道走漏监测报警定位系统上班图图六：历史曲线终身保留3.系统的关键性能目的和特点3.1.性能目的3.1.1.系统误报率≦2％；3.1.2.系统漏报率≦1％；3.1.3.走漏监测灵敏度≧刹时流量的0.5％；3.1.4.系统定位精度≦±（250米＋管长×1％）。3.2.特点HKH系列管道走漏监测报警定位系统技术比拟表人工智能型初级运行型高精度低老本型关键特点l基于含糊神经网络系统的技术l具备统计法的0.5％刹时流量的灵敏度l领有专利的测量误差消弭技术l极低的误报l智能识别管道各种操作环境l永远无需人为设置各种阈值l具备负压波法的高定位精度l通讯形式灵敏，可驳回局域网、有线电话、GSM（GPRS）通讯、数传电台等各种形式l驳回分辨力百万分之五的公用压力变送器l适宜各种档次的经常使用l不须要专门设置值班岗位l为经常使用人员提供各种数据，充沛满足高灵敏度、低误报、高定位精度的要求l可以组成网络，提供远程技术服务l智能型消费日报表l报警记载和历史曲线终身保留l远端可选用嵌入式打算，无死机现象l可选用扁平盘装电脑、触摸显示屏l极低的经常使用费用。公网通讯时只要当走漏出现时才智能衔接上网的初级智能型智能识别形式l高牢靠、免保养的设计l电子地图报警批示，为GPS导航提供天文坐标l领有专利的测量误差消弭技术l刹时走漏1％以上的灵敏度l极高的定位精度l智能型噪声去处技术l分辨力百万分之五的公用压力变送器l可选用的多种通讯形式l报警阈值智能跟踪l可依据须要设置成一个无误报的系统l可依据须要选用高灵敏度的形式l充沛顺应各种管道环境l可组成网络，满足各级治理人员的要求l远端可选用嵌入式打算构成一个无死机的系统l智能型消费日报表l报警记载和历史曲线终身保留l可选用扁平盘装电脑、触摸屏l极低的经常使用费用，公网通讯时智能选用，当走漏出现时智能识别，而后衔接上网l高牢靠、免保养的设计l电子地图报警批示，为GPS导航提供天文坐标l培训经常使用人员l繁难易懂的操作形式l刹时走漏5%以上的灵敏度l可选用的定位精度，最小可控制在500米内l可选用的通讯形式l可选用组成一个误报较少的系统l充沛顺应各种管道环境特意是小管道l报警记载与历史曲线常年保留l可选用极低的经常使用费，繁难灵敏的设定形式l高牢靠、免保养的设计准则l收费培训上班人员l可设置成一个具备1.5％走漏量的高灵敏系统l较短的调试周期这里的特点分为三局部,人工智能型是咱们向用户重点介绍的系统,该系统是一个高度智能化的系统，它齐全扫除了人为要素发生的不利影响，从而使该系统智能顺应消费上班的变化,保证了报警的及时性、准确性。第二局部是一团体工可以干预的系统,可以人工设定报警阈值,这种阈值是智能积极的,报警效果取决于人的要素,须要人为依据状况修正设定值,报警定位的技术目的是按成熟技术人员经常使用来考核的。第三局部是一个繁难人工系统,适宜要求不高的场所。4.系统运行4.1.结构示用意结构图Ⅰ结构图Ⅱ（关于有流量信号的管道）（关于无流量信号的管道）工业用计算机采集模块通讯设施压力变送器脉冲信号出现器输油管线输油管线图七图八4.2.运行案例案例1.抚顺－营口成品油保送管线2002年11月，咱们开局了对抚顺－营口这条成品油管线的系统装置、调试上班。该管线全长246.4km，驳回两边越站－泵输油到末站的输油消费工艺，共分两段：从抚顺首站到两边站为129.1km，管线为Φ355×7；另一段为117.3km，为Φ377×7管线。在装置调试的环节中，咱们发现这条成品油保送管线的状况十分复杂：输油为顺序保送成品油工艺，管道中最多可存在两个混油头，汽油顶柴油和柴油顶汽油的切换都是按不停泵间接切换油源的方法成功的。输油环节中不加热、冷输，而输油温度会随各种条件而变，比如夏季首站出站汽油温度普通在零下十几度，而末站收油普通在零上几度到十几度；柴油则往往是出站温度较高，而到末站温度反而降到零度左右。由于油从炼油厂进入到储油罐再到外输的这段时期内热损失不同，油温是一个不定值；油流静止惯性大，进罐管线端部有盲板，油流进罐无节流元件，这种结构特点形成管道压力不稳、油流速度出现变化，油流冲击盲板，发生回波，该回波阻挠油流继续行进，结果构成了末站压力升高时瞬间流量却降低，而流量回升时则压力降低，同时流质变化还滞后，这种环节周期幅值均有随机特点，普通压力变化动摇值占测量值的10％左右，这种动摇构成的噪声对走漏监测很不利。信噪比也是影响定位的一个关键要素。咱们发现，由于信噪比太小，在放油的环节中曲线上简直看不出什么拐点，而负压波法是基于瞬变通常的，它适宜管道运转继续稳固并且是有大规模走漏出现的状况。在这条管线上，无法依托负压波法来定位检测。驳回含糊神经网络技术开发的走漏监测技术就较好的处置了这一系列疑问。咱们依据该管线的特点钻研制定了一套与之相顺应的打算并投入实施，实践数据显示，在输油量为486m3/小时的条件下，在191km分输油站以每小时2m3的速度放油，系统识别和定位都收到了十分现实的效果，这是靠肉眼观察记载曲线图所无法做到的。经测验，系统到达了以下性能目的：n系统运转特点：无误报、无漏报、系统上班反常；n顺应性强：恣意改换油头，倒罐，启停泵，系统均能智能顺应，无需人工设置任何参数；定位准确：关于有瞬变个性的走漏波，普通不大于500米；关于无瞬变个性的走漏波，普通在1－2公里内；n操作繁难:无需人为设置任何参数，无其它操作；n配置完善：系统对走漏数据常年保留，每次走漏开局阶段它都生成一个图片终身保留，系统有报表配置；n灵敏度高：在上述条件下3吨/小时可以报警，假设准许有小量误报，可达1.5吨/小时刹时走漏量。图九、天文位置简图图十、盗油检测曲线图案例2.大庆采油九厂新一联－新肇联原油管线该管线全长24.43km，关键有以下三大特点：I.管道两边装置了加热炉，由于加热炉对波的传输起一个缓冲的作用，势必会对波速发生影响，扭转了波的个性；更关键的是，当油抵达加热炉时由于突然升温，就惹起了流体密度的急剧降低，出炉后由于管道与环境出现热替换，流体温度又会逐渐降低，而流体密度逐渐增大，这就影响到定位精度确实定。有数据显示，在干旱、炎热的节令，加热炉温度的变化能够惹起上千米的定位误差。II.首站输油泵装置有变频调速器，当管道中的压力变化时变频器就会智能调整管道压力，使管道压力复原平衡形态。所以，当走漏出现时，首站变频器也会智能调整管压，这就扭转了走漏波的个性，从而影响到咱们对走漏的检测。III.末站进站油管线与脱水器进口管线间接相连后间接进大罐，而该罐进油的同时又向外输油，脱水器的操作和新肇联原油外输的操作都会对流体的流动形态发生影响，而由此发生的动摇实时传回首站，惹起首站出战压力和流量发生附加动摇噪声，给咱们的管道监测上班带来艰巨。为了处置以上疑问，咱们制定出了相应的软件、配件选用打算。软件方面咱们选取了人工智能型管道走漏监测报警定位系统，这是由于人工智能的自学习和推理配置刚好能处置以上疑问；配件方面为了提高分辨力，咱们专门定制了分辨率达百万分之五的压力变送器，以测量出管道压力的庞大变化并驳回了性能牢靠的16位模数转换器。通讯则依据管线的详细环境选用了无线数传电台形式，同时将两段管线的系统兼并跨加热炉监测，有效的降低了系统老本和治理费用。该系统到达了以下性能目的：n全智能系统，无论经常使用多长时期，无论怎样调整消费参数，素来都不须要人为设置任何参数，不须要人为干预；n系统能够智能识别人工对工艺流程的操作，如启停泵，倒流程等；n系统的自学习配置可以随时依据历史资料和以后变化剖析压力、流量参数，无论这些参数动摇大小，都能得出正确的论断；n在压力流量动摇20％的条件下，能够发现千分之五的走漏；n具备统计法的高灵敏度，又有负压波法照应快的特点，定位精度又比统计法高；n同比条件下，系统定位精度高于负压波法和其它任何基于软件的方法；n系统提供的历史曲线图片和消费报表，能够以另一种形式提供管道能否走漏的铁证；n系统具备自诊断的配置，假设通讯终止，系统能及时揭示缺点性质，繁难保养；n系统照应时期短，误报率低，没有漏报。通常证实，系统装置经常使用的三年中性能牢靠、正当、适用。另外，我公司在以下几条管线的走漏监测上也都取得了很好的功效：案例三、专门打击用塑料袋盗油的输油管线走漏报警定位系统技术商曲线是山东胜利油田大明公司所属济阳县济北石化有限责任公司的一条原油保送管线。公司与2002年4月对该管线启动勘察测试，制定了软、配件打算，经过一个月的周期顺利的成功了从打算设计到现场装置、调试的所有义务。经甲方屡次放油测试测验，以为基本色能已到达了合同的要求。这条管线曾经稳固运转一年多的时期，尤其是针对外地人关键经常使用塑料袋来偷油，每次走漏量少，走漏次数频繁的特点，系统对这种极小量的走漏也都能够及时收回报警，并启动准确定位，在监测报警定位环节中为济北石化作出了可喜的业绩。案例四、高含水高凝油的输油管线走漏监测报警定位系统技术这是03年10月份刚成功的又一项合同义务，是胜利油田孤岛采油厂的一条原油保送管线。管线不长，但要穿梭黄河，同时油水混合比例不稳固，流体含水从30％－99％不等，变化没有法令，再加上出现高凝油和稀油的疑问，可以说是一项难度很大的工程，凭着先进的系统技术和仔细的钻研、剖析，咱们从接到合同到成功义务无余一个月时期就成功了。案例五、翻山有真空管段的输油管线走漏监测报警定位系统技术这是长庆油田所属从曲子站到华池站的一条原油保送管线。这条线的特点是管线长约72公里，经过平地管线坡度大，高低落差到达了400米，两边管道存在真空管段，按普通技术打算不能成功义务，咱们经过几次现场测试，取得第一手资料，启动了缜密的技术打算设计，成功的处置了以上难题，2002年7月经过现场装置、调试成功了合同要求。但这条线至今还没有验收，关键是中介公司与油田未签定最后合同。案例六、Φ720mm长输管线走漏监测报警定位系统技术这是管道公司所属的农安到垂杨长距离保送原油的管线，经与长春输油公司一年来的协作取得了相当好的效果。咱们以为这是我公司在Φ720mm长输管线上的走漏报警定位技术的打破，它克制了信号强劲、搅扰波状况复杂等诸多艰巨，为我国大口径长距离输油监测所做的一大奉献，但因种种要素上班尚在启动中。5.系统树立周期系统的设施装置施工，在原有管道上带产启动，施工时期基本不影响消费。对甲方的现场要求是在管线两端有可以安放计算机的房间，并提供通讯线路（局域网，有线电话，无线电台均可）。如确需现场动火、土方施工的工程，由甲方组织承当，本系统普通不需以上施工。工程周期分为以下几个阶段：1、走漏监测探头的装置。依据管道运转特点和治理条件，由甲方配分解功压力、流量和温度探头的装置，信号线布线。以上信号都可与原自控系统共享经常使用。普通设施装置每站两天时间（不包含保温施工）。2、系统集成由我公司独立成功。每站约两天时间。3、系统调试。在甲方的配合下成功系统调试，普通为每段一周时期。需甲方提供满足实验条件的放油环节。间接的实验方法是实地打眼。4、驳回GPS导航系统的打算，制造高精度电子地图每百公里管道长度须要10天。图八：实地装置示用意6.技术支持6.1.售后服务咱们对系统提供自现场验收之日起，一年的收费技术服务。关于须要现场处置和处置的疑问，我公司将依据现场的实践状况，选派工程技术人员在24小时内抵达现场，极速及时的为用户处置存在的疑问。另外，咱们还对系统软件在一年内履行收费更新，并对公司的走漏监测系统履行终身培修、保养服务。6.2.设施质保期系统所提供的所有设施收费保修一年（人为要素损坏或非设施品质除外）6.3.人员培训组织无关人员学习把握系统经常使用保养技术及治理要求，使上班人员能基本了解泄监系统的原理和构成，到达熟练把握系统的日常操作治理。此项上班可由我公司提供的上班人员现场服务时同步成功。 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