恭喜江西省天然气管道有限公司运营分公司张春燕获国家专利权
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龙图腾网恭喜江西省天然气管道有限公司运营分公司申请的专利一种基于物联网的天然气场站智能分输方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119395982B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510012564.5,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权一种基于物联网的天然气场站智能分输方法是由张春燕;王钰;马开冀;张炜珅;曾煜;周鹏设计研发完成,并于2025-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于物联网的天然气场站智能分输方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于物联网的天然气场站智能分输方法,涉及天然气场站分输设计技术领域,本发明,通过物联网传感器实时获取流量、压力和阀门状态数据,利用加权平均法与卡尔曼滤波进行数据融合与优化,同时实时判断流量计与调节阀的相对位置关系,动态识别支路配置变化,触发自适应支路匹配逻辑,以此来调整控制逻辑;同时采用PID控制阀门开度,结合阀门历史运行数据与当前状态进行自适应死区补偿,消除阀门响应迟滞,提高调节精度,减小了流量波动;此外反馈调整阶段,持续监测调节结果,将实际流量与压力值与目标值进行对比,通过实时误差计算动态调整阀门开度,将输出与目标保持一致。
本发明授权一种基于物联网的天然气场站智能分输方法在权利要求书中公布了:1.一种基于物联网的天然气场站智能分输方法,其特征在于:包括,步骤S1,天然气场站内部署物联网传感器,实时采集场站分输过程中的分输数据,包括流量、压力和阀门的运行状态;步骤S2,基于采集到的分输数据,通过可编程逻辑控制器PLC对调节阀开度进行调节,按照预设的目标流量和压力进行分输控制;步骤S3,持续监测步骤S2的调节结果,并将调节后的实际流量和压力值与目标值进行实时对比,调整调节阀的开度;步骤S3中,当检测到瞬时流量超出安全阈值时,自动触发临时恒流调节模式;临时恒流调节下,通过流量控制替代压力控制;步骤S3中,同时实时分析场站的整体工况,包括当前的流量趋势、压力波动幅度及阀门响应状态,判断是否需要切换控制模式;在进行控制模式的切换时,引入输出跟随机制,将当前阀门开度作为新控制算法的初始值;步骤S1中,将分输数据进行融合,基于融合的分输数据,识别当前流量计与调节阀的相对位置关系,判断支路配置是否发生变化;当检测到支路发生动态变化时,自动触发自适应支路匹配逻辑,对控制逻辑进行实时调整,将流量数据与压力反馈保持一致;所述识别当前流量计与调节阀的相对位置关系,判断支路配置是否发生变化的步骤为,将流量、压力和阀门状态数据进行融合,基于加权平均法与卡尔曼滤波进行优化融合,加权平均融合公式为: ,其中,表示第个流量传感器在时间采集的流量数据,表示第个压力传感器在时间采集的压力数据,表示第个阀门状态传感器在时间采集的阀门状态数据,表示第个传感器的权重系数,满足,表示分别表示融合后的流量、压力和阀门状态数据,采用卡尔曼滤波器进一步优化融合数据,优化公式为: , ,其中,表示时间下的状态估计向量,表示时间下的观测向量,包括流量、压力和阀门状态数据,表示观测矩阵,表示时间下的卡尔曼增益矩阵,表示时间的协方差矩阵,表示单位矩阵;识别流量计与调节阀相对位置关系,将流量计与调节阀的相对位置关系通过偏差程度描述,偏差程度计算公式为: ,其中,表示时间下流量计与调节阀之间的偏差程度,表示融合后的流量数据,表示融合后的阀门状态数据,表示比例系数,表示阀门开度与流量之间的关系,当偏差程度超过阈值时,判定支路配置发生动态变化;所述将调节后的实际流量和压力值与目标值进行实时对比,调整调节阀的开度的步骤为,实时对比与开度调整,定义流量误差和压力误差的实时计算公式为: ,其中,表示时间下流量误差,表示时间下压力误差,表预设的目标流量与目标压力,表示融合后的实时流量与压力数据,当误差超过阈值时,动态调整阀门开度,调整公式为: ,其中,表示时间下的阀门开度,表示流量误差与压力误差的调节步长系数;所述当检测到瞬时流量超出安全阈值时,自动触发临时恒流调节模式;临时恒流调节下,通过流量控制替代压力控制的步骤为,当检测到瞬时流量超出安全阈值时,自动触发恒流调节模式,恒流模式下: ,其中,表示上一个时间步的阀门开度,表示压力控制权重置零,即通过恒定流量替代压力调节;所述判断是否需要切换控制模式的步骤为,进行实时工况分析与控制模式切换,工况分析包括流量趋势、压力波动和阀门响应状态,分析公式为: ,其中,表示流量变化量,表示压力变化量,表示时间下阀门响应状态,表示阀门的动态调整速率;判断控制模式切换条件为:若或,其中为流量与压力波动阈值,判定进入不稳定状态并切换模式;引入输出跟随机制,跟随机制公式为: ,该机制表示将新控制模式下的初始阀门开度作为新控制算法的初始值,其中,表示新控制模式下的初始阀门开度,表示当前控制模式下的阀门开度。
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