当前位置：文档库 › 如何使用气体模拟器PIPELINE STUDIO TGNET

如何使用气体模拟器PIPELINE STUDIO TGNET

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

英国ESI 公司

气体管线瞬态和稳态模拟计算软件

PIPELINE STUDIO FOR GAS

TGNET

培训手册

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

2PLSTUDIO FOR GAS 培训手册 (3)

第一章概述 (3)

1.1软件的特点和主要用途 (3)

1.2软件的人机界面 (3)

第二章使用软件的准备工作 (9)

2.1建立管网模型文件 (9)

2.2设置使用的单位制和单位 (10)

2.3设置模拟选项 (11)

2.4保存管网模型文件 (12)

第三章稳态模拟的基本步骤 (12)

3.1输入气体参数 (12)

3.2建立管网模型 (13)

3.3管网模型的有效性检查 (15)

3.4运行稳态模拟和查看计算结果 (15)

第四章以批处理方式运行动态模拟的基本步骤 (20)

4.1建立动态脚本，添加必要的约束 (20)

4.2指定需要的动态趋势和报告的频度 (21)

4.3运行动态模拟 (22)

4.4查看动态模拟报告和趋势报告 (22)

4.5建立动态趋势图 (22)

4.6一次性成批计算多个案例 (23)

第五章交互（互动）式动态模拟 (24)

5.1启动 (25)

5.2控制运行速度和数据刷新时间 (25)

5.3选择初始状态 (26)

5.4交互命令 (26)

5.5退出命令 (26)

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

3PLStudio for Gas 培训手册

第一章概述

1.1软件的特点和主要用途

PLStudio for Gas 是经过使用证明的，历史悠久的输气体管道离线模拟

软件，能够对输气管道中的单相流进行稳态模拟和动态模拟，已经在全世界得到了广泛的应用。本软件具有全功能的图形界面、稳定的数字求解技术、完备的设备模拟、灵活实用的理想化的控制方式和多约束条件设定、温度跟踪、气体属性跟踪、详尽的默认值集合、既能以批处理方式又能以交互（互动）方式运作、灵活多样的开放的输入输出方式、易学易用等特点。

使用本软件可以对输气管道的正常工况和事故工况进行分析，测试和

评价输气管道的设计或操作参数的设置，最终获得优化的系统性能。使用本软件还可以为实时模拟软件的组态提供建模数据。

1.2软件的人机界面

1.2.1主视窗

PLStudio 在视窗中运行，启动时显示主视窗。主视窗含有标准的视窗

控制按钮（最大化、最小化和关闭按钮），从上至下还有标题条、菜单条、工具条，工作区和状态条。

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

工作区和工具条后面还要详细叙述，菜单条的主要功能都包含在工具

条中，需要在此提一下的是容易忽略的标题条和状态条中的重要信息。

标题条位于主视窗顶部，它显示软件的名称（Pipeline Studio ）和当前

活动的管网模型名称。在模型文件名之后是用括号标明的gas 或liq 以区分是气体管网模型或是液体管网模型。如果对模型文件作了修改而又没有保存，在括号后会出现一个*号。再后面是时间，稳态模拟时显示00:00:00；以批处理方式运行动态模拟的过程中，时间不变，模拟结束时显示最终的结束时间；交互式动态模拟过程中，此时间的含意是模拟进行的时间。如果出现了报警，在标题条的最后显示Alarm ×，其中×表示报警的数量。

状态条位于主视窗的底部，工作区的下面。当鼠标指向主视窗的某一

菜单项或工具条的工具时，状态条显示简明扼要的帮助信息；当鼠标指向管网视窗的某一位置时，状态条显示管网元件的名称或鼠标位置；另外在进行了某项处理之后，它还会显示有关处理是否成功或是否完成的消息。 1..2.2菜单条

从左至右各菜单项的功能是：

File 菜单文件的打开、关闭、保存等。

Edit 菜单对象的拷贝、剪切、编辑等。

View 菜单视窗的拖动、缩放、网格控制等。

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

5 Insert 菜单

插入气体参数、特性曲线、对象等。 Simulation 菜单

指定单位、模拟选项、模拟命令等。 Chart 菜单

趋势图、沿程变化图等。 Tools 菜单

多案例工具、选项等。 Table 菜单

打开、关闭表格视窗等。 Windows 菜单

视窗的排列和控制。 Help 菜单帮助和技术支持等。

1.2.3工具条

工具条位于菜单条的下方，它分门别类的组合了Pipeline Studio 中最

常用的功能，大大提高了软件的易用度。熟悉和掌握工具条的功能和用法对提高工作效率大有好处。Pipeline Studio 的工具条由九个部分组成：

标准工具条

本工具条从左至右各项功能是：建立新的模型文件、打开已有文件、

保存文件、发送Email 、打印、打印预览、剪切、拷贝、粘贴、格式刷、重复使用格式刷、查找、打开属性视窗、打开报警视窗、单位对话框、布置视窗。

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

6图表工具条

本工具条要在计算之后，有一段或多段管道被选中时才可以使用。从

左到右各项功能是：沿线压力曲线、沿线流量曲线、沿线压力及流量曲线、沿线温度曲线、纵断面曲线、压头及纵断面曲线。

表格工具条

用于分类显示最常用的输入、输出表格。从左到右分别是：管段属性

输入数据表，外部调节器输入数据表、压缩机输入数据表、泵输入数据表；管段计算结果输出数据表、外部调节器输出数据表、压缩机输出数据表、泵输出数据表。

缩放工具条

从左到右控制管网视窗的放大、缩小、选择集放大、显示全图、拖动

等功能。

绘图工具条

用于绘制管网结构图。注意选中一种管网元件后可以在管网视窗中连

续绘制该种元件，再次点击原工具条按钮或箭头按钮取消继续绘制该种管网元件，使鼠标变成选择工具。从左至右功能为：选择、删除、添加文字、添加表格、绘管段、绘通用压缩机、绘离心压缩机、绘往复压缩机、绘压缩机站、绘切断阀、绘止回阀、绘调节器、绘气源（进气点）、绘分输点、绘燃料阀、绘按热值计量的分输点、绘泄漏点、绘阻力元件、绘冷却器、绘加热器、绘仪表（供实时软件组态使用）。

图形编辑工具条

用于控制管网视窗的网格、对管网元件作旋转、翻转、断开等操作，

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

7还可为管网元件插入数据块等。从左至右依次为：右转、左转、水平翻转、垂直翻转、张开、左断开、右断开、管网元件缩放、开关网格、开关网格捕俘功能、正交绘图、插入数据块、)添加数据项、锁定图形、绘制流动方向。

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

8模拟命令工具条

这里从左到右包括了：管网有效性检查、显示KW 文件、显示稳态报

告、显示动态报告、稳态模拟、动态模拟、再启动动态模拟、交互式稳态模拟、交互式动态模拟、编辑动态脚本、查看趋势图、沿程变化曲向导等。

交互式模拟命令工具条

这里是专用的交互式动态模拟命令，它们通常是不可用的，只有在起

动了交互式动态模拟之后才变为可用。其中的命令从左到右有：用稳态作初态、用末态作初态、启动模拟、停止模拟、暂停模拟、单步模拟、按指定步数模拟、保存并退出、作废、锁定设备、解除设备锁定、把当前状态写入报告文件、改变设定值、装入状态文件、保存状态文件、用当前值作稳态模拟、用最终设定值作稳态模拟、设置系统参数。

文件查看工具条

这一工具条主要用在查看大型输出文件时，在文件中执行：查找、设

置书签、在书签之间跳转等操作。从左到右依次是：查找、重复查找、设置/取消书签、跳到下一书签、跳到上一书签、清除所有书签。

1.2.4工作区及工作区视窗

启动PLStudio 时主视窗中工具条和状态条之间的空白区域就是工作

区。在Pipeline Studio 工作期间，工作区显示所有出现的窗口或视图，其操作与标准视窗应用程序相同。

经常出现的工作区视窗有：

。管网视窗(Network view)

主要用于显示被模拟管网的图形。除了显示管网元件及其连接

关系外，还可显示网格、数据块和管网背景图。把最关心的数据组

织到数据块中，就可以直接在管网视窗中看到计算结果，避免了经

常查看各类输出表格或大型输出文件的麻烦。双击管网视窗中的某

一管网元件将弹出一个含有该元件全部输入属性的组合对话框，可

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

9以在此对话框中输入该元件的参数（例如管径、管道长度等）。

。表格视窗(Table view)

每一种管网元件都有一个输入表和一个输出表。用输入表可以

显示、输入和修改该种类所有管网元件的输入数据，而输出表则显

示该种类所有管网元件的计算结果。当表格含有多张数据表时，这

些数据表按工作簿的方式组织，点击表格下方的标签在各数据表之

间切换。

。属性视窗(Property view)

属性视窗显示选中管网元件的全部属性（包括输入和输出属

性）。当没有选择任何管网元件时，属性视窗内容为空。最多只能打

开一个属性视窗。

。图表视窗(Chart view)

建立曲线图时出现图表视窗。图表视窗可以同时显示曲线图和

相应的数据表，用鼠标能调节图形和数据表的宽度，也可以只显示

曲线图或数据表。图表视窗主要显示两类曲线：一类以里程作横坐

标，显示压力、温度、流量等参数的沿程变化曲线；另一类是以时

间作横坐标，显示管网中某个位置，某个参数的动态趋势曲线。

。文件和报告视窗

这一窗口用于显示任何打开的文件和Pipeline Studio 产生的各

类报告文件（稳态模拟输出报告，动态模拟输出报告，动态趋势报

告等）。

。管网有效性结果窗/稳态窗/报警事件窗

这是一个由三个子窗口构成的组合窗。点击其下部的三个按钮，

可以在三个窗口之间切换。

对管网作有效性检查后出现有效性检查结果窗。其中可能列有

出错信息或警告信息，如果是这样，在多数情况下会有一修复按钮

(Fix button)，点击此按钮可以直接显示需要修改的条目，这一功能大

大有利于快速校正管网模型。

稳态窗中显示稳态模拟过程中产生的信息。若有问题用其中的

Goto 按钮可以快速找到相关的管网元件。

报警事件窗中显示的是处理过程中发生的报警或事件。

第二章使用软件的准备工作

使用软件之前需要作一些准备工作，其中有关选项的设置部分看起来

好像很繁杂，其实只要仔细认真的设置一次，就可以不断重复使用。

2.1建立管网模型文件

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

10为了输入要模拟的管网的结构和数据，首先要建立一个模型文件

(.tgw 文件)。建立管网模型文件的方法有以下4种，各有其特点和适用

的场合。

2.1.1建立新的管网模型文件

点击File 菜单或标准工具条上的New 按钮，在PLStudio 主视窗的

工作区就会显示一个空白的管网视窗，此后即可从头开始建立一个新的管网模型。这时建立管网模型使用的是以前作出的各项默认设置，如果不了解这些设置，需要通过2.2和2.3中的各个步骤检查它们是否符合要求。

2.1.2打开已有模型文件

点击File 菜单或标准工具条上的Open 按钮，进入打开文件对话框，

选择并打开已经存在的模型文件，管网视窗立即显示出该模型的图形。如果该模型文件中的各项设置都能满足要求，可以直接进行修改或完善工作。

可以要求PLStudio 下次启动时自动打开最近使用过的模型文件，只

要点击Tools 菜单Option 按钮，在出现的对话框中选择General 标签，

选择其中的“Reload last document at start up ”检查框即可。

2.1.3导入KW 文件

KW 文件是以前老版本软件用ASCII 码格式表示的模型文件，用File

菜单中的Import 按钮导入这些文件。如果KW 文件中没有节点的x,y 坐标，在导入KW 文件时，软件会按照一定的算法在管网视窗中布置管网

元件，如果管网元件的布置不能满足要求，可以利用图形编辑工具条的功能，和鼠标在选择对象后拖动对象的功能，调整管网元件的位置。如果在KW 文件中使用了用户自定义单位，则要求用户自定义单位文件和

KW 文件位于同一目录中，否则会使导入失败。

2.1.4利用另存功能衍生新的模型文件

打开一个各项设置都满足要求的模型文件，另存，然后在另存过的

文件上修改，建立新的模型文件。甚至可以先建立好若干个作好设置的空白的基本模型文件。建立新模型时，打开设置符合要求的基本模型文件，另存后建立新的模型。

2.2设置使用的单位制和单位

点击Simulation 或标准工具条上的Units 按钮，进入Unit 对话框。

结合中国的情况，比较简捷的作法是点击Unit 对话框中的Load 按钮直

接装入并使用米制（Metric ）。米制中使用的单位大部分符合中国的习惯，可以直接使用。如果想把米制中的压力单位改为MPa ，流量单位改为万

立方米/日，需要点击Unit 对话框中的Manager|Add 按钮，在弹出的对话

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

11框中输入表示该单位的字符串和转换系数。

选择要使用的单位后，特别注意要在Unit 对话框的Show Pressures as

列表中选择压力单位是使用表压还是绝压，还要规定好在压力单位后面

区分表压和绝压的后缀，通常用A 表示绝压(MPaA)、用G 表示表压

(MPaG)。

做好以上设置后，点击Unit 对话框中的Use as default 按钮，上述设

置自动变成默认设置，以后建立新模型时不需要再作重复工作。

2.3设置模拟选项

点击Simulation 菜单的Option 按钮，会出现一个含有11个标签的

组合对话框。这一看起来很复杂的对话框平时需要注意的只是General

和Fluid 标签，作动态模拟时需要用到Report 和Control 标签，其余部分

都可以不动，使用程序的默认值即可。Report 和Control 的内容将在动态

模拟的基本步骤中叙述，这里介绍一下General 和Fluid 中的主要内容。 General

在Title for 右侧的文本编辑框中输入文字标题。如果不输入标题，

会有报警，但是不影响程序的正常运行。如果输入了标题，该标题将会

自动出现在程序产生的报告文件中。

在Reference for Standard Conditions 下面的文本编辑框中输入标准

状态的压力和温度。注意，程序默认的标态温度与中国标准不一致，应

将其改为20℃；而程序的标态压力默认值是与中国标准相符的，不必修

改，只是它的值会随选用的表压或绝压而改变。

在Tracking 下面的检查框中选中Quality 和Temperature ，一般情况

下不要选Wall temperature 。当管网中含有多个气源时，选中Quality 将

使程序自动进行不同组分气体的混合计算，跟踪气体性质和气体组分在

管网沿途的变化；未选中Quality 时，程序将仅使用输入的第一种气体的

组分和物性。选中Temperature 时程序将根据用户输入的各段管道总传热

系数和气源的气体温度，在管网的每一个计算点进行热平衡计算，算出

管道各点的温度；未选中Temperature 时，程序将不作热平衡计算，直接

把系统默认温度当作管网各点气体的温度。选中Wall temperature 时，程

序根据用户为管道输入的各个管壁层的特性，进行详细的管壁层间热传

递计算和热平衡计算；未选中Wall temperature 时，不作详细的热传递计

算，直接使用总传热系数作热平衡计算。注意，要作详细的管壁层间热

传递计算时，需要同时选中Temperature 检查框，而且要输入管道各层的

密度、厚度、导热系数和比热。

Fluid

在Equation of states 下面的下拉列表框中选择进行物性计算使用的

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

12状态方程Sarem 、BWRS 或Peng 。Sarem 用于不知道气体组分时的压缩

因子计算，它是一适用于典型输气管道的经验式，不适用于压力太低和

气体中含有较多的非烃成分的情况。BWRS 和Peng 用于知道气体组分

的场合，适用范围很宽。

在Heating Value 下面的检查框中选中low 或high 。选择low 使用低

热值；选择high 使用高热值。

在Viscosity 下面选择Constant 或Calculate 。选择Constant ，使用它

右边文本编辑框中的默认粘度常数，或用户自己输入的粘度常数；选择

Calculate ，程序将自己计算气体粘度。

2.4保存管网模型文件

点击File 菜单的Save 按钮保存模型文件，自动使用原文件名保存，

如果是新建立的文件，会自动进入Save as 对话框要求用户输入模型文件

名。

到目前为止我们只是作了一些设置，保存的文件可以当作基本模型

文件。调入基本模型文件，另存后，直接加入管网模型数据，不必重复

进行2.2和2.3中的设置工作。

示例一:examp1

练习一：建立基本模型文件Lab1。

1）建立新文件。

2）设置单位。设置新单位MPa 。

3）设置模拟选项

4）保存为Lab1文件。

第三章稳态模拟的基本步骤

3.1输入气体参数

要模拟气体管道，需要输入在管道中流动气体的参数。有两种输入

方法：

点击Insert|Simplified fluid 按钮，输入气体的主要属性，包括气体的

相对密度、热值和CO 2含量。这是一种简化的气体模型，选用这种模型

时，必须同时在2.3中选用Sarem 状态方程式，适用于典型的输气管道。

点击Insert|Compositional Fluid 按钮，输入气体各组分的摩尔百分数，

注意在输入对话框的右下角有各组分摩尔百分数的累计值，正常情况的

累计值应当等于100。这是气体的组分模型，使用这种模型时，必须同

时在2.3中选用BWRS 或Peng 状态方程。程序将自动计算气体的各项

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

13物理特性，具有较宽的适用范围。

允许输入多组气体参数，无论输入几组气体参数，程序都会自动为

每一组参数命名，在以后为各个气源指定气体参数时可以分别引用这些

名字。

3.2建立管网模型

3.2.1绘制管网模型结构图

在绘图工具条中有很多用来表示管网中的管段和设备（管网元件）的按钮，点击一个按钮，把鼠标移动到适当的位置，再次点击鼠标，就可把相应的管网元件放置到管网视窗之中。注意，如果继续点击鼠标会再画一个同样的管网元件。若不想继续，再次点击工具条的原按钮或箭头按钮即可。

选择管网视窗中的管网元件后，可以整体移动该元件，或该元件的一个节点。选中多个管网元件，可以同时移动所有选中的元件。

允许管段和管段并联，但是不允许管段和其它管网元件（例如阀门）并联。

如果管网中具有若干相似的部分，先建立第一部分，然后用复制功能绘制其余部分。步骤如下：选择要复制的部分，在按住Ctrl 和Shift 键的同时拖动鼠标到新的位置。

3.2.2输入管网元件的参数

输入管网元件参数（例如输入管段的长度、管径等）的方法主要有4种，它们各有优缺点，应根据具体情况选择使用或配合使用。

1．用管网元件对话框输入

双击管网视窗中的任何管网元件，都会弹出一个对话框，其中含有各

种需要输入的参数。输入数据后点击OK 即可。使用对话框的优点是直观，不容易出错。但是当管网比较复杂或有很多元件的参数相同时（例如管径），到处去双击，或不断重复输入同样的数据，会显得麻烦、容易出错而且效率低下，甚至还可能遗漏某些管网元件。

2．用表格视窗输入

选择Table 工具条或Table 菜单中对应种类管网元件的“输入表”按钮，

可以弹出含有该种类全部管网元件输入参数的表格视窗。由于表格中含有所有的同类管网元件，输入数据时极少有可能发生遗漏。在表格视窗中同时选中全部或部分元件的某种参数（例如管径，管壁粗糙度）后，点击右键，在弹出菜单中选择Set To 按钮，可以一次性为多个管网元件输入相同数据，大大的提高工作效率。

表格视窗也有缺点，由于挡它住了管网视窗，不小心时可能发生张冠

李戴的错误。为了避免这种情况，在绘制管网结构图时按一定的顺序绘制，例如按照从左到右、从上到下、沿顺时针方向，或先干线后支线的顺序绘

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

14制，管网元件在表格视窗中将按同样的顺序排列，再按这个顺序输入参数可以大大减少出错的机会。

3．用属性视窗输入

点击标准工具条或View 菜单上的Property view 按钮，可以弹出一个

属性视窗。调整管网视窗和属性视窗，使得可以同时看见它们。当选中某一管网元件时，属性视窗中将显示该元件的全部数据；选中另一管网元件时，属性视窗的内容立即跟着改变。在属性视窗的顶端，有三个标签，点击它们，将分别显示全部数据，输出数据（计算结果）或输入数据。也可利用这个窗口来输入数据。由于能够同时看到管网元件的位置、名称和属性，属性视窗特别适用于检查或查看单个管网元件的输入数据和计算结果。

4．利用格式刷(Format painter)协助输入数据

在标准工具条上有一个格式刷（Format Painter ）按钮，选中某一管网

元件（源对象）后，再点击格式刷，然后再点击同一种类的管网元件（目标对象），可以把源对象的数据传递到目标对象。格式刷特别适合在管网中存在若干相同元件的情况下使用。注意有些数据（例如管道长度）不能通过格式刷传递。

在格式刷的旁边有一个称为Push Pin 的按钮，按下这个按钮后，格式

刷可以反复使用，直到再次点击格式刷为止。

格式刷是一个很有用的工具，除了可以传递数据外，还可以用来添加

数据块，改变数据块和文字块的格式等。但是要注意，格式刷只能在同种对象之间传递数据。

3.2.3在管网视窗中添加数据块

管网视窗中除了可以显示管网结构图外，还可以加入显示关键数据的

数据块和显示说明性文字的文字块，它们是：管网元件数据块、系统数据块、表格数据块和文字块。管网元件数据块显示关键管网元件的关键数据，系统数据块显示与整个模型相关的数据，表格数据块显示指定的管网元件的指定数据，每种管网元件显示成一张表，几张表构成一个工作簿。文字块中可以输入与本模型有关的说明性文字。下面主要介绍一下经常要使用的管网元件数据块。

在管网视窗中选择需要添加数据块的管网元件，在Insert 菜单中点击

Data Block 按钮，出现一个数据块对话框，在其中逐个选择希望显示的数据，选完后，点击OK 就可以在管网视窗中看见一个数据块。有了数据块后，计算一结束就可看见计算结果。数据块中显示的应当是一些关键数据，如果在管网视窗中到处都插满数据块反而会掩盖要突出的重点。

插入一个数据块后，用格式刷可以迅速的把它传递到同种类的管网元

件。步骤是：先选择要传递的数据块，点击格式刷，再逐个点击与该数据块的主人同类的管网元件。

3.2.4指定约束条件和设定值

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

15约束条件是指模拟过程中不能超越的一些限制条件，例如不能超过气

源的最大压力和最大流量、不能低于用户要求的最低压力等。设定值是特殊的约束条件，它是必需完全符合的一些条件，例如用户的流量，压缩机的出站压力等。在输入过程中被指定为Mode 的约束条件就是设定值。

PLStudio 将求得满足所有约束条件的解，因此在计算过程中约束条件

和设定值可能发生转化。例如，为某一用户指定了最大流量和最低压力两个约束条件，同时指定了最大流量为设定值。在计算过程中如果发现在满足用户流量时，不能保证用户的最低压力，最低压力会变成设定值，最大流量变成约束条件。

在初次计算一个新模型时，应指定尽可能少的约束条件，防止约束条

件互相矛盾不能求解或设定值与希望不符的情况出现。在模型能够正常工作后再逐步添加其它必要的约束条件是一种较好的方法。

3.3管网模型的有效性检查

如果是新建立的模型或对原模型作了大量修改，需要点击模拟工具条

或Simulation 菜单中的Validate Network 按钮，进行一次管网有效性检查。此项检查的内容包括：管网元件连接关系检查、是否缺少必须输入的数据、数据是否有效等。检查出的错误分为两类，警告和错误。警告是需要改正的非关键性错误；错误是必需改正的关键性错误，如果不改正就不能进行稳态模拟。

有的错误信息旁边有一Fix 按钮，点击它即可进入需要修改数据的对

话框，如果是缺少数据一类的错误，光标将直接定位于相应的字段，供用户输入数据。有的警告或错误信息旁边没有Fix 按钮，它们多半是原因比较复杂的错误或是由于其它错误引发的错误。应当先纠正明显的错误，重新进行有效性检查，如果还有错误，再根据错误信息内容判断出错原因。排除所有错误后就可以运行稳态模拟了。

3.4运行稳态模拟和查看计算结果

点击Simulation 菜单或模拟工具条上的Steady-State 按钮进行稳态模

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

16拟。这时软件会先判断是否进行过有效性检查，如果已经检查并获得通过，就跳过这一步直接进行模拟计算；如果没有作过有效性检查，就自动进行检查，如果没有错误，就接着进行计算，如果有错误，将产生出错信息，不往下进行计算。因此，对于只作了少量改动的模型，跳过点击Validate Network 按钮这一步，直接点击Steady-State 按钮不会有任何问题。

在计算过程中会显示一个表示稳态计算收敛过程的曲线，如果所有的

曲线（迭代误差）都降到了收敛容限之下，表明迭代收敛，结果可信。在管网有效性结果窗/稳态窗/报警事件窗中可以看到有无出错信息。如果不收敛，原因大多数是起点压力太低，管内流量太大或管径太小等。

有很多方法查看计算结果。如果插入了数据块，一眼就可以看到关键

的计算结果。用输出表格视窗（Output Tables ）可以分门别类的查看所有管网元件的计算结果。用属性视窗可以一个个的查看选中的管网元件的计算结果。

用View 菜单下Output 子菜单的Steady-State Report 按钮可以查看整个

稳态计算报告，该报告除了含有全部的计算结果外还含有管网统计数据、迭代过程的记录以及质量平衡误差报告等。如果觉得文件太大，不便于查看，可以使用文件查看工具条，在文件中执行：查找、设置书签、在书签之间跳转等操作。

使用图表工具条可以用图表方式查看管道沿线压力、流量、温度、高

程等数据的变化情况。以压力变化曲线为例，先选择一条或多条管段，再点击Chart 菜单或图表工具条上的Pressure Profile 按钮，立即就会显示一幅选中管道的压降曲线，曲线旁边是一张数据表，表中有若干个里程点，和各个里程点对应的压力。

示例二：Examp2

练习二：Lab2

按下图建立模型Lab2

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

1) 计算管壁粗糙度分别为10, 25.4 和45Micron 时的末端压力：

管壁粗糙度末端压力

Micron MPaG

25.4

查看ＫＷ文件和稳态报告文件，查看压降曲线和流速曲线。

2) 把摩阻公式改为Weymouth 、PAN(A)、PAN(B)计算：

摩阻公式末端压力

MPaG

Weymouth

PAN(A)

PAN(B)

注意：管壁粗糙度有无影响。

3) 把末端压力设定值该为1MpaG ,，去掉其流量设定；去掉起点压力设定，

把它的流量设定为12 10km3/h ，计算：

摩阻公式起点压力

MPaG

Weymouth

PAN(A)

PAN(B)

4) 把管壁粗糙度改为30 Micron ，摩阻公式改为Colebrook ，去掉起点和终

点的流量设定值，把起点压力定为4.0MpaG ，终点压力定为1.0MpaG 计算：管内径为0.25m 、0.3m 、0.35m 计算打开和关闭温度跟踪时的流量。

管内径通过流量

10km3/h

m 有温度跟踪无温度跟踪

0.25

0.30

0.35

练习二Ａ：lab2a

建立管道模型：

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

先画第一段：

设置压缩机参数：

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

选择第一个阻尼元件，按住shift ，再选择管段。同时按住shift 和control 键，拖动选中的管网元件，使第一个阻尼元件与管段末端相连，再重复一次上述过程。

绘制管道末段：

运行稳态模拟

显示压降曲线、温降曲线等。

英国ESI 北京办事处

北京光华路2号，阳光100公寓B 座1606

电话：010-********，139********

传真：010-********

email:energywang@https://www.wendangku.net/doc/7e16679986.html,

第四章以批处理方式运行动态模拟的基本步骤

以批处理方式运行动态模拟的特点是：运行过程中不需要人工干预，计算机以尽可能快的速度运行，模拟过程中看不到中间结果。

运行动态模拟的必要条件是管网模型要有一个初始状态。最常用的初始状态是稳态计算的结果，以前动态模拟的结果也可以作为下一次动态模拟的初始状态。任何模型初次运行动态模拟之前都需要先作稳态模拟。

4.1建立动态脚本，添加必要的约束

所谓动态脚本或动态情景(Transient Scenario)实际上是一张表，表中含有在动态模拟的过程中有哪些管网元件的哪些数据会发生改变（阀门的开度、用户的耗气量、气源的压力或气量等），什么时间改变，变成多少等等。软件将把这张表格当作预定的脚本或情景，分析计算管网的动态工况。

点击Simulation 菜单的Transient Scenario 按钮，将会出现一个只含有标题行的空白脚本表。选中标题行，点鼠标右键，在弹出菜单中选择插入一行，在弹出的对话框中先选择元件种类，再选择元件名称，最后选择要改变它的哪一种数据（只允许改变被指定成约束条件的数据）。此后脚本表中会增加一行，该行把选定的数据当作设定值，而稳态计算的结果自动变成了零小时的初始值，但是表中还没有如何改变数据的时间表。选中初始值列，点鼠标右键，在弹出菜单中选择插入列(Column)或多个列(Column Range)，如果是插入多个列，在回答完起始时间、终止时间和时间间隔之后，标题行会增加一个间隔相等的时间表，时间表下方是一些空的单元格，在这些单元格中填入数值，就表示要在标题行规定的时间把设定值变成单