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管道仿真系统

模拟仿真可以通过管道基础数据建立该管道的数字模型,利用数字模型可以进行管道各种水力模拟仿真,掌握管道运行的水力规律,通过第三方界面组态软件跟数字模型的实时数据交互,可以建立操作员培训系统,实现对员工的操作培训及考核。

SPS 水力仿真软件涉及油、气、水等领域,在管道仿真软件的研发和应用方面是全球公认的领跑者,已具有近40年的仿真工程经验,在中国乃至世界范围内,SPS仿 真软件已近乎成为水力仿真领域的行业标准。在世界各地的许多工程建设公司和管道运营公司,SPS仿真系统已得到了广泛应用,在60多个国家中拥有近700 个用户。

SPS 仿真软件家族主要由以下5个模块组成:离线仿真器Simulator、培训器Trainer、预测器Predictor、在线仿真模块 Statefinder和泄漏检测模块Leakfinder,其中,Statefinder、Leakfinder和Predictor是SPS软件的在 线产品,其运行需要SCADA系统实时数据的支持。

各个软件模块的相互关系详见下图:

1.Simulator

Simulator(仿 真器)是一种先进的瞬态流体仿真应用程序,用于模拟管道中天然气或(批量)液体的动态流动。仿真器可以模拟任何在役的或规划设计中的管道,可对正常或非正 常条件下,诸如管路破裂、设备故障或其它异常工况,以及各种不同控制策略的结果作出预测。仿真器模拟设备运行状态,计算管道中的流量、压力、密度及温度等 工艺参数,并随仿真计算的进程,在屏幕上相对于时间或距离以报表或图形的方式交互显示设备和管路参数。仿真的结果可用于打印和绘图。

2.Trainer

Trainer 建立在SPS高保真水力学仿真精确性的基础上,为管道调度人员提供了一个完全模拟SCADA系统操作的环境。它是一套离线系统,就如同飞行员培训系统一 样,Trainer提供了完全仿真的SCADA环境。它可以真实地模拟管道中流体的动态工况和管道中设备的运行,操作员会感觉如同在操作真正的管道。操作 员培训系统提供了一套开发工具,可以由用户自定义开发仿真培训系统的操作界面。培训器可以模拟所有操作员所需要的日常操作:启停泵或压缩机、改变任意点的 压力和流量以及开、关阀等。所有这些操作与在真实的SCADA系统中操作完全一样,但操作对SCADA系统没有任何影响。

3.Predictor

Predictor可以用于预测未来一段时间内管道的运行状态,它是一个实时在线系统,使用Statefinder得到当前管道的运行状态,预测器根据当前数据实时动态地对未来时间的管网进行预测。预测分为自动预测和条件预测。

4.Statefinder

 Statefinder 通过OPC接口将SCADA系统数据实时地输入到仿真系统,根据SCADA数据,Statefinder可以动态地模拟管道运行工况,与实际管道并行运 行,计算出管道中各点的压力、流量、温度和管存等参数,并对SCADA系统所采集的数据进行过滤等处理,将仿真软件的计算结果与SCADA实时数据相比 较,如果超过设定的偏差值则会自动报警,以提醒管道操作员可能有故障发生,所以,在线仿真系统能够监测实时管道的运行情况。

5.Leakfinder

Leakfinder 由Statefinder和Leakanalyzer(泄漏分析器)组成。Statefinder使用SCADA系统的实时数据跟踪模拟管网的运行状态, 当SCADA实时数据出现异常时,Statefinder将会告知Leakanalyzer,将此作为泄漏检测的数据基础。Leakanalyzer详细 检查这些异常数据,并分析是否为泄漏。如果泄漏检测系统发现了一个泄漏点,它将立刻发出警报并显示泄漏地点、泄漏时间、泄漏速度和泄漏总量,这些数据将及 时地反映到SCADA界面或用户的自定义界面。

6.SPS软件的水力仿真计算功能: 

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