戈壁环境下重力流输水管线的控制系统设计及应用

目录

声明

1 绪论

1.1 项目的背景及研究意义

1.2 研究现状与发展趋势

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 研究的主要内容及方法

1.3.1 研究的主要内容

1.3.2 研究所采用的方法

2 重力流输水管线运行原理及工艺流程

2.1 管线建设环境及概况

2.2 国内外重力流输水相关研究

2.3 重力流输水概述

2.4 重力流输水分类

2.5 管道式有压重力流输水的特点

2.6 重力流管道式输水基本原理

2.6.1 输水过程中的重力势能

2.6.2 虹吸现象

2.6.3 水锤效应

2.7 调流调压阀的作用

2.8 平压调节水池的

2.9 空气阀的布设

2.10 重力流管道式输水工艺流程

3 输水管线DCS系统结构设计

3.1 集散型控制系统概述（DCS）

3.2 管线控制系统的建设目标及设计需求

3.2.1 建设目标

3.2.2 功能需求分析

3.2.3 管理信息分析

3.2.4 性能需求分析

3.2.5 系统的开发步骤

3.3 输水管线DCS控制系统的架构设计

4 输水管线DCS控制系统设计

4.1 中央控制系统的设计

4.1.1 硬件系统的构成

4.1.2 软件构成

4.2 现场控制站的设计

4.2.1 检修控制站

4.2.2 起点控制站

4.2.3 中段减压控制站

4.2.4 消能平压控制站

4.2.5 末端控制站

4.2.6 现场仪表的选用

4.2.7 现场控制站的供电

4.2.8 戈壁环境对硬件设计的影响

4.3 通信网络系统的设计

4.3.1 现场控制站与中央控制系统之间的远距离光纤通信网络

4.3.2 现场控制站与中央控制系统之间的通信网络结构

4.3.3 组网方式

4.3.4 中央控制系统与现场控制站内的短距离通信

4.3.5 现场控制站内的以太网通信

4.3.6 现场控制站RS-485通信网络

4.3.7 现场控制站4~20mA模拟信号通信网络

4.3.8 现场执行仪表与现场控制站之间的开关量通信

4.4 输水管线的过程控制

4.4.1 调流调压阀的控制

4.4.2 检修及事故状态下的控制

4.4.3 稳态工况下管线的切换控制

5 输水管线DCS控制系统的安装及调试

5.1 在戈壁环境下的安装工作

5.1.1 材料预制工艺

5.1.2 安装前的环境条件

5.1.3 系统接地

5.1.4 戈壁环境下地埋管道伴行光缆的布设

5.2 单体调试

5.2.1 机械式仪表与计量仪表的第三方检测

5.2.2 阀门调试

5.2.3 调流调压阀调试

5.2.4 自清洗过滤器调试

5.2.5 泵的调试

5.2.6 现场监测仪表的调试

5.2.7 控制柜的调试

5.2.8 显示设备的调试

5.3 控制站调试

5.3.1 系统安装检查

5.3.2 系统上电

5.3.3 回路调试

5.3.4 现场控制站系统调试

5.3.5 中央控制系统调试

5.4 联合调试

5.5 负载调试

5.5.1 负载调试前的准备

5.5.2 管线注水

5.5.3 注水过程中的负载调试

5.5.4 注水完成后的负载调试

6 总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

作者攻读研究生学位期间的发表论文

附录