油氣儲運(yùn)系統(tǒng)是連接油氣生產(chǎn)、加工、分配、銷售諸環(huán)節(jié)的紐帶，主要包括油氣集輸、長距離管道輸送、儲存與裝卸等，在保障國家能源供應(yīng)、維護(hù)能源安全中具有重要意義。本書主要介紹了油氣產(chǎn)品的計量及儲運(yùn)系統(tǒng)自動控制方案和發(fā)展趨勢，包括自動控制系統(tǒng)的基本概念、被控對象的特性分析、測量儀表、控制儀表、執(zhí)行儀表、自動控制系統(tǒng)、油氣儲運(yùn)常見的控制方案、油氣田及管道自動化、油氣長輸管道SCADA系統(tǒng)及數(shù)字化管道發(fā)展趨勢、管道在線泄漏檢測等內(nèi)容。全書力求概念清晰，貼近工程應(yīng)用背景，相關(guān)案例均來源于實(shí)際工程應(yīng)用，有助于提高讀者興趣。
本書可供廣大從事油氣和其他介質(zhì)管道輸送及其自動化的工程技術(shù)人員使用和參考，也可作為高校相關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考書。
第1章自動控制系統(tǒng)的基本概念1
1?1油氣儲運(yùn)自動化的基本內(nèi)容1
1?2實(shí)現(xiàn)油氣儲運(yùn)自動化的意義2
1?3自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖3
1?3?1自動控制系統(tǒng)的組成3
1?3?2自動控制系統(tǒng)的方塊圖5
1?4自動控制系統(tǒng)的分類7
1?5自動控制系統(tǒng)的過渡過程和性能指標(biāo)7
1?5?1控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)7
1?5?2控制系統(tǒng)的過渡過程8
1?5?3控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)9
1?6管道及儀表流程圖12
1?6?1圖形符號12
1?6?2文字符號13
1?6?3管道及儀表流程圖實(shí)例14 第1章自動控制系統(tǒng)的基本概念1
1?1油氣儲運(yùn)自動化的基本內(nèi)容1
1?2實(shí)現(xiàn)油氣儲運(yùn)自動化的意義2
1?3自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖3
1?3?1自動控制系統(tǒng)的組成3
1?3?2自動控制系統(tǒng)的方塊圖5
1?4自動控制系統(tǒng)的分類7
1?5自動控制系統(tǒng)的過渡過程和性能指標(biāo)7
1?5?1控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)7
1?5?2控制系統(tǒng)的過渡過程8
1?5?3控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)9
1?6管道及儀表流程圖12
1?6?1圖形符號12
1?6?2文字符號13
1?6?3管道及儀表流程圖實(shí)例14
習(xí)題與思考題15
第2章被控對象的特性分析17
2?1被控對象特性17
2?1?1對象的負(fù)荷18
2?1?2對象的自衡18
2?2對象數(shù)學(xué)模型的建立19
2?2?1機(jī)理建模19
2?2?2實(shí)驗建模21
2?3對象特性的參數(shù)及其對過渡過程的影響24
2?3?1放大系數(shù)K及其對控制過程的影響24
2?3?2時間常數(shù)T及其對控制過程的影響25
2?3?3滯后時間τ及其對控制過程的影響26
習(xí)題與思考題28
第3章測量儀表30
3?1測量儀表的基本知識30
3?1?1測量的定義和測量誤差30
3?1?2測量儀表的基本構(gòu)成與分類33
3?1?3測量儀表的性能指標(biāo)35
3?1?4油氣儲運(yùn)測量儀表的選用要求37
3?2壓力測量儀表38
3?2?1壓力測量的基本概念38
3?2?2彈性式壓力計40
3?2?3電氣式壓力計43
3?2?4活塞式壓力計46
3?2?5智能型壓力變送器48
3?2?6壓力計選用及安裝49
3?3流量測量儀表51
3?3?1流量測量的基本概念52
3?3?2差壓式流量計53
3?3?3轉(zhuǎn)子流量計57
3?3?4電磁流量計61
3?3?5超聲波流量計62
3?3?6流量測量儀表的選用62
3?4溫度測量儀表65
3?4?1溫度測量的基本概念65
3?4?2膨脹式溫度計66
3?4?3熱電偶溫度計67
3?4?4熱電阻溫度計74
3?4?5一體化溫度變送器75
3?4?6測溫儀表的選用與安裝76
3?5液位測量儀表77
3?5?1液位測量的基本概念77
3?5?2直讀式液位計78
3?5?3浮力式液位計80
3?5?4靜壓式液位計82
3?5?5雷達(dá)式液位計85
3?5?6伺服式液位計86
3?5?7其他液位計簡介87
3?5?8常用油罐液位計的選用原則87
3?6含水分析及密度測量儀表88
3?6?1在線密度計89
3?6?2含水分析儀在原油含水測量中的應(yīng)用94
3?7靜電測量儀表96
3?7?1靜電電位的測量97
3?7?2放電電荷量的測量101
3?7?3絕緣電阻的測量102
3?7?4電荷密度的測量106
3?7?5金屬管線流動電流的測量108
3?7?6逸散時間、半值時間的測量110
3?7?7靜電電容和介電常數(shù)的測量110
3?7?8油品靜止電導(dǎo)率的測量113
3?7?9油罐內(nèi)空間電場強(qiáng)度的測量118
3?7?10靜電測量儀器118
習(xí)題與思考題129
第4章控制儀表131
4?1概述131
4?2模擬式控制器132
4?2?1模擬式控制器的構(gòu)成132
4?2?2基本控制規(guī)律132
4?2?3DDZ?Ⅲ型控制器139
4?3數(shù)字式控制器140
4?3?1數(shù)字式控制器的特點(diǎn)141
4?3?2數(shù)字式控制器的基本組成141
4?4可編程序控制器143
4?4?1概述143
4?4?2可編程序控制器的構(gòu)成及工作過程144
4?4?3可編程序控制器的編程語言147
4?4?4可編程序控制器的應(yīng)用場合148
習(xí)題與思考題148
第5章執(zhí)行儀表149
5?1概述149
5?2執(zhí)行機(jī)構(gòu)150
5?2?1氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)150
5?2?2電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)151
5?3控制機(jī)構(gòu)152
5?3?1控制閥的結(jié)構(gòu)和類型152
5?3?2控制閥的流量特性153
5?3?3控制閥口徑的確定156
5?4電?氣轉(zhuǎn)換器及閥門定位器157
5?4?1電?氣轉(zhuǎn)換器157
5?4?2閥門定位器158
5?5執(zhí)行器的選擇、安裝與校驗161
5?5?1執(zhí)行器的選擇161
5?5?2執(zhí)行器的安裝162
5?5?3控制閥主要性能的現(xiàn)場檢測163
習(xí)題與思考題164
第6章自動控制系統(tǒng)165
6?1概述165
6?2簡單控制系統(tǒng)166
6?2?1簡單控制系統(tǒng)的組成166
6?2?2控制方案的設(shè)計167
6?2?3控制器參數(shù)的工程整定172
6?2?4控制系統(tǒng)的投運(yùn)174
6?3復(fù)雜控制系統(tǒng)176
6?3?1串級控制系統(tǒng)176
6?3?2均勻控制系統(tǒng)182
6?3?3比值控制系統(tǒng)184
6?3?4前饋控制系統(tǒng)186
6?4計算機(jī)控制系統(tǒng)191
6?4?1概述191
6?4?2計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)191
6?4?3計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式193
習(xí)題與思考題202
第7章油氣儲運(yùn)常見的系統(tǒng)控制方案204
7?1流體輸送設(shè)備的自動控制204
7?1?1離心泵的控制方案204
7?1?2壓縮機(jī)的控制方案206
7?1?3離心式壓縮機(jī)的防喘振控制207
7?1?4機(jī)泵組的控制208
7?2儲存設(shè)備的自動控制211
7?2?1儲油罐、緩沖罐的液位控制方案211
7?2?2儲氣罐、分離器的壓力控制方案213
7?3加熱裝置的自動控制214
7?3?1概述214
7?3?2加熱爐的控制方案215
7?3?3換熱器的控制方案218
7?3?4鍋爐的控制方案219
7?4油品管道自動調(diào)和控制222
7?4?1油品自動調(diào)和控制方案222
7?4?2調(diào)和控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例224
7?5原油穩(wěn)定裝置的控制方案226
7?5?1工藝流程226
7?5?2自動檢測部分226
7?5?3自動控制部分228
7?6聯(lián)合站的自動化228
習(xí)題與思考題230
第8章油氣田及管道自動化232
8?1概述232
8?1?1油氣田及管道自動化的基本內(nèi)容232
8?1?2主要應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)例232
8?1?3油氣田及管道自動化的作用237
8?2油氣田及管道自動化系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的結(jié)合237
8?2?1與油藏研究和機(jī)采井診斷系統(tǒng)的結(jié)合237
8?2?2與地面生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)合239
8?2?3與生產(chǎn)銷售管理信息系統(tǒng)的結(jié)合241
8?3油氣田及管道自動化工程建設(shè)241
8?3?1工程可行性研究及設(shè)計中應(yīng)注意的事項242
8?3?2工程設(shè)備采購中應(yīng)注意的事項242
8?3?3工程施工中應(yīng)注意的事項243
8?3?4油氣田及管道自動化生產(chǎn)準(zhǔn)備中應(yīng)注意的事項244
習(xí)題與思考題244
第9章油氣長輸管道SCADA系統(tǒng)及數(shù)字化管道發(fā)展趨勢245
9?1油氣長輸管道SCADA系統(tǒng)概述245
9?1?1SCADA系統(tǒng)的基本概念245
9?1?2SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成方式247
9?1?3SCADA系統(tǒng)的功能248
9?2SCADA自動監(jiān)控系統(tǒng)軟件249
9?2?1軟件構(gòu)成249
9?2?2軟件介紹250
9?3SCADA在我國油氣管道的應(yīng)用254
9?3?1SCADA系統(tǒng)在陜京輸氣管道工程的應(yīng)用 254
9?3?2SCADA系統(tǒng)在克拉瑪依—獨(dú)山子輸油管道中的應(yīng)用259
9?3?3SCADA系統(tǒng)在陜銀輸氣管道工程中的應(yīng)用265
9?3?4SCADA系統(tǒng)在東營—臨邑輸油管線中的應(yīng)用271
9?4油氣管道SCADA系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施274
9?4?1設(shè)計思想274
9?4?2管道SCADA系統(tǒng)的實(shí)施277
9?5SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信279
9?5?1SCADA系統(tǒng)通訊279
9?5?2網(wǎng)絡(luò)配置280
9?5?3掃描方式281
9?5?4通信協(xié)議282
9?5?5掃描時間284
9?6長輸管道SCADA系統(tǒng)冗余技術(shù)284
9?6?1長輸管道SCADA系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)分類284
9?6?2SCADA系統(tǒng)控制中心冗余結(jié)構(gòu)286
9?7油氣管道SCADA系統(tǒng)發(fā)展動態(tài)288
9?7?1RTU技術(shù)的發(fā)展288
9?7?2軟件的發(fā)展288
9?7?3SCADA系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的發(fā)展289
9?8數(shù)字化管道現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢290
9?8?1數(shù)字管道的背景290
9?8?2數(shù)字化管道的基本含義290
9?8?3數(shù)字化管道的關(guān)鍵技術(shù)291
9?8?4數(shù)字化管道的理論意義292
9?8?5數(shù)字管道的建設(shè)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景293
習(xí)題與思考題294
第10章管道在線泄漏檢測295
10?1管道泄漏檢測技術(shù)概述295
10?1?1管道檢測的重要性與必要性295
10?1?2國內(nèi)外管道檢測現(xiàn)狀295
10?1?3常用管道泄漏檢測方法296
10?2原油管道泄漏仿真299
10?2?1管道水擊概念300
10?2?2水擊微分方程求解300
10?2?3原油管道泄漏仿真邊界條件的確定302
10?2?4原油管道泄漏仿真304
10?3原油管道泄漏點(diǎn)定位模型307
10?3?1溫度對負(fù)壓波傳播速度的影響307
10?3?2原油管道泄漏定位公式311
10?4小波變換在管道泄漏檢測中的應(yīng)用312
10?4?1引言312
10?4?2小波分析理論基礎(chǔ)313
10?4?3基于小波變換的管道壓力信號去噪319
10?5統(tǒng)計模式識別在長輸管道泄漏監(jiān)測中的應(yīng)用321
10?5?1特征向量的確定322
10?5?2分類方法的確定323
10?6管道在線泄漏檢測系統(tǒng)的性能評價324
10?6?1故障診斷系統(tǒng)的性能評價324
10?6?2管道泄漏檢測系統(tǒng)的性能指標(biāo)325
習(xí)題與思考題330
附錄331
附錄1常用壓力表規(guī)格及型號331
附錄2鉑銠10?鉑熱電偶分度表331
附錄3鎳鉻?銅鎳熱電偶分度表334
附錄4鎳鉻?鎳硅熱電偶分度表334
附錄5鉑電阻分度表337
附錄6銅電阻分度表339
參考文獻(xiàn)340
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