計(jì)量天然氣集輸計(jì)量技術(shù)的發(fā)展張?jiān)凄u潤(rùn)廖德云王存?zhèn)ブ袊?guó)石化中原油田分公司天然氣產(chǎn)銷(xiāo)廠(chǎng)(河南濮陽(yáng)457162)摘要隨著天然氣市場(chǎng)和業(yè)務(wù)的發(fā)展,計(jì)量技術(shù)顯得越來(lái)越重要。為降低生產(chǎn)成本、加強(qiáng)銷(xiāo)售監(jiān)督、優(yōu)化計(jì)量管理,中原油田天然氣產(chǎn)銷(xiāo)廠(chǎng)不斷提高計(jì)量技術(shù)水平,逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)量精細(xì)化管理。關(guān)鍵詞天然氣自動(dòng)計(jì)量PLC流量計(jì)Abstract With the development of natural gas market and business, measuring technology appears to be more and more important. Inorder to reduce the production cost, strengthen the sale supervision, optimize measuring management, the natural gas production andsale factory in Zhongyuan oilfields constantly improve the measuring technology and gradually realize the fineness management ofKey words natural gas; automatic measurement; PLC; flowmeter天然氣作為一種清潔、高效的能源,其開(kāi)發(fā)利用基本形式之一,工控機(jī)作為計(jì)量系統(tǒng)的核心,實(shí)時(shí)采越來(lái)越受到重視。天然氣產(chǎn)銷(xiāo)廠(chǎng)是中原油田分公司集現(xiàn)場(chǎng)的壓力、差壓、溫度、熱值、流量等天然氣工況下屬的集天然氣勘探、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、集輸為一體的專(zhuān)參數(shù),通過(guò)工控機(jī)組態(tài)軟件完成天然氣流量計(jì)算,并業(yè)化單位。天然氣計(jì)量包括天然氣集輸過(guò)程中壓力、具有存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表和歷史趨線(xiàn)、報(bào)警和流程動(dòng)溫度、熱值、流量(能量流量和質(zhì)量流量)的測(cè)量,是畫(huà)等功能,如連人網(wǎng)絡(luò)也可以將計(jì)量數(shù)據(jù)向管理層整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)工作,是生延伸產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)中重要的控制參數(shù),計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)按功能主要分為兩影響企業(yè)效益。同時(shí),準(zhǔn)確計(jì)量還是集輸管網(wǎng)安全運(yùn)個(gè)部分(圖1):現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和站控系統(tǒng)行的“眼睛”,是指導(dǎo)我們科學(xué)合理組織、調(diào)配、控制(1)站控系統(tǒng):包括流量計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集鏈路和巡線(xiàn)的依據(jù)。天然氣產(chǎn)銷(xiāo)廠(chǎng)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷T作站等;了人工取數(shù)、電話(huà)匯報(bào),基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(以下(2)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備:主要是進(jìn)行天然氣參數(shù)測(cè)量的各簡(jiǎn)稱(chēng)工控機(jī))的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)以及基于PLC的自動(dòng)種計(jì)量?jī)x表。計(jì)量技術(shù)發(fā)展3個(gè)階段。1.1.2儀表選型1計(jì)量技術(shù)發(fā)展根據(jù)天然氣集輸氣量和運(yùn)行壓力,選用的計(jì)量?jī)x表主要分為差壓式流量計(jì)和速度式流量計(jì)。早期計(jì)量技術(shù)采用機(jī)械式計(jì)量?jī)x表,比如雙波工作站紋管差壓計(jì),通過(guò)從記錄曲線(xiàn)上取值的方式進(jìn)行計(jì)量,存在計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性受人為因素影響,匯報(bào)不及站控系統(tǒng)組分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)等缺點(diǎn)。后來(lái)發(fā)展成變送器配積算儀的計(jì)量方式,流量計(jì)算機(jī)這種方式避免了從記錄曲線(xiàn)上取值帶來(lái)的人為附加壓力信號(hào)溫度信號(hào)氣象色譜儀流量信號(hào)誤差。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用,發(fā)展成基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)和基于PLC的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。流量計(jì)1.1基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)1.1.1結(jié)構(gòu)組成圖1基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)是計(jì)量技術(shù)發(fā)展的(1)孔板流量計(jì)。天然氣集輸系統(tǒng)大多采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量孔板配二次儀表的計(jì)量模式。標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)具有確性和可靠性。但是,基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)也標(biāo)準(zhǔn)化程度高,現(xiàn)場(chǎng)使用維護(hù)方便,適合天然氣大流存在以下3個(gè)方面的問(wèn)題量計(jì)量場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的測(cè)量原理是:當(dāng)天然(1)計(jì)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性差。① Windows系統(tǒng)隨著氣流經(jīng)管道內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)孔板時(shí),天然氣將在標(biāo)準(zhǔn)孔板補(bǔ)丁的增加運(yùn)行越來(lái)越慢;②工控機(jī)聯(lián)網(wǎng)容易遭受處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力降低,這病毒侵襲導(dǎo)致計(jì)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障甚至癱瘓樣在標(biāo)準(zhǔn)孔板前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)(2)計(jì)量?jī)x表種類(lèi)繁雜,規(guī)格型號(hào)多,驅(qū)動(dòng)不兼生的壓差愈大,因此可依據(jù)壓差來(lái)衡量流量的大小。容。不同廠(chǎng)家儀表信號(hào)輸出方式和通訊協(xié)議不同,聯(lián)孔板附近流速和壓力分布如圖2所示。人自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)常出現(xiàn)兼容性的問(wèn)題。(3)難以實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳共享。基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)曾采用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳共享工控機(jī)同時(shí)要運(yùn)行組態(tài)軟件、驅(qū)動(dòng)程序和OPC服務(wù),數(shù)據(jù)量大、任務(wù)繁重,極易導(dǎo)致死機(jī),數(shù)據(jù)很難實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳共享和組態(tài)。12基于PLC的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)由于油田經(jīng)營(yíng)管理精細(xì)化水平不斷提高,對(duì)天然氣集輸自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)提出了更高的要求。為了解管壁上的壓力變化管道軸心線(xiàn)上的壓力變化決目前自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)存在的問(wèn)題,對(duì)新自動(dòng)計(jì)量系圖2孔板附近流速和壓力分布圖統(tǒng)提出以下幾個(gè)方面的要求:①計(jì)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)孔板配備的二次儀表主要是流量管理器和可靠;②自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)穩(wěn)定性高;③系統(tǒng)可擴(kuò)展能力多參數(shù)變送器。流量管理器自帶壓力和差壓變送器強(qiáng),能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量點(diǎn)改造的需要;④實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)完成天然氣生產(chǎn)過(guò)程中的壓力和差壓的測(cè)量,外接遠(yuǎn)傳共享、實(shí)時(shí)分析和監(jiān)控管理。的鉑熱電阻完成天然氣溫度的測(cè)量。流量管理器具隨著信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,PC技術(shù)有強(qiáng)大的天然氣流量計(jì)算功能,通過(guò)其內(nèi)置的流量在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它以其穩(wěn)定性高計(jì)算方法軟件,對(duì)采集的壓力、差壓和溫度信號(hào)進(jìn)行兼容性好、可擴(kuò)展能力強(qiáng)、具有防雷防浪涌能力等優(yōu)處理,完成天然氣流量計(jì)算。同時(shí),流量管理器還可點(diǎn)為工業(yè)用戶(hù)提供行而有效的解決方案。為此,我們將天然氣的壓力值、差壓值、溫度值、瞬時(shí)量和累積在天然氣自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)中引人PLC技術(shù),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)量等多種信息以RS232/RS485信號(hào)輸出,支持實(shí)際需要建成基于PLC的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。ROC協(xié)議和 Modbus協(xié)議。多參數(shù)變送器測(cè)量天然1.2.1結(jié)構(gòu)組成氣的差壓、靜壓,通過(guò)外接的鉑熱電阻完成天然氣溫基于PIC的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)按功能分為3個(gè)部度的測(cè)量,由于自身無(wú)法完成流量計(jì)算,需要傳至流分(圖3):現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、站控系統(tǒng)和調(diào)度管理。量計(jì)算機(jī)(工控機(jī))完成。計(jì)量服務(wù)器2)速度式流量計(jì)。速度式流量計(jì)是以直接測(cè)量封閉管道中滿(mǎn)管流流動(dòng)速度為原理的流量計(jì)。常用的有超聲波流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、渦街流量計(jì)和組分?jǐn)?shù)據(jù)渦輪流量計(jì)。速度式氣體流量計(jì)一般由流量傳感器(RTU和顯示儀表組成,與流量測(cè)量配套的還有壓力傳感壓力G號(hào)毒度你號(hào)器或變送器、溫度傳感器或變送器。流量計(jì)算機(jī)對(duì)采氣掌色語(yǔ)僅流信號(hào)集到的流量計(jì)脈沖信號(hào)和溫度、壓力參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,得到天然氣標(biāo)況流量。1.1.3特點(diǎn)基于工控機(jī)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了天然氣計(jì)量圖3基于PLC的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖過(guò)程中相關(guān)參數(shù)的自動(dòng)采集、計(jì)算,并生成計(jì)量報(bào)站控系統(tǒng)選用的PLC采用模塊化設(shè)計(jì),模塊豐表、形成歷史趨勢(shì)等功能提高天然氣流量計(jì)量的準(zhǔn)富擴(kuò)展能力強(qiáng),各種計(jì)量?jī)x器儀表輸出有標(biāo)準(zhǔn)4計(jì)量20mA信號(hào)、RTD信號(hào)、脈沖信號(hào)、RS485信號(hào),可以另外,給CPU模塊設(shè)置獨(dú)立的IP,通過(guò)自帶網(wǎng)絡(luò)接分別釆用PC系統(tǒng)的AI模塊、RTD模塊、高速計(jì)數(shù)口經(jīng) Intranet上傳廠(chǎng)級(jí)計(jì)量服務(wù)器。模塊和通信轉(zhuǎn)換模塊分別接收,再由CPU模塊進(jìn)行服務(wù)器端搭建計(jì)量專(zhuān)用服務(wù)器,由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理和交換,它能輕松進(jìn)行整數(shù)和浮點(diǎn)運(yùn)算,通設(shè)備和客戶(hù)端組成(圖4),計(jì)量服務(wù)器用于存儲(chǔ)站過(guò)自帶通信接口以 Modbus協(xié)議傳至計(jì)量工控機(jī)。場(chǎng)PLC系統(tǒng)上傳的計(jì)量數(shù)據(jù),同時(shí)安裝 Oracle數(shù)據(jù)計(jì)量服務(wù)器客戶(hù)端湖覽客戶(hù)端瀏覽Modbus/ToP解eb應(yīng)用服務(wù)客戶(hù)端瀏覽圖4計(jì)量服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖庫(kù)、數(shù)據(jù)采集程序和web在線(xiàn)監(jiān)控軟件,以B/S模式完成計(jì)量數(shù)據(jù)的發(fā)布。2結(jié)論1.22特點(diǎn)天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展正在朝著自動(dòng)化、智能(1)基于PLC的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用解決了傳化和遠(yuǎn)程控制的方向發(fā)展,未來(lái)天然氣計(jì)量方式也統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)存在的驅(qū)動(dòng)不兼容問(wèn)題,計(jì)量工控機(jī)釋將逐步從體積計(jì)量向能量計(jì)量過(guò)渡。放數(shù)據(jù)計(jì)算和處理任務(wù),不再連入網(wǎng)絡(luò),避免病毒侵襲。[參考文獻(xiàn)](2)數(shù)據(jù)采集不再依賴(lài)數(shù)據(jù)采集卡,改由 PLc []/T608200定進(jìn)旋渦流量計(jì)測(cè)量天然氣流郵S相應(yīng)模塊完成,穩(wěn)定性高、采集周期短、數(shù)據(jù)刷新快。2]GBT21446-2008用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量!l流量計(jì)算也從計(jì)量工控機(jī)的組態(tài)軟件改為PLC的[3]蔣大旭鄭開(kāi)銀天然氣自動(dòng)計(jì)量教程[M]北京:中國(guó)計(jì)量出版社2005:346-362CPU模塊處理,運(yùn)算速度快、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。4]劉忠?；?Modbus/rCP協(xié)議的以太網(wǎng)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(3)通過(guò)Web在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)完成了各站場(chǎng)生產(chǎn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2008(2):6-7數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)布,為管理部門(mén)、生產(chǎn)部門(mén)、調(diào)度部門(mén)和銷(xiāo)售部門(mén)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),可隨時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量數(shù)■作者簡(jiǎn)介據(jù)的實(shí)時(shí)分析和監(jiān)控管理,達(dá)到對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化張?jiān)?1962-),男,本科,現(xiàn)從事天然氣集輸及計(jì)量管理管理。本文編輯:黃永場(chǎng)收稿日期:2012-03-30烏石化安全運(yùn)動(dòng)會(huì)圓滿(mǎn)結(jié)束2012年6月19日,烏魯木齊石化公司舉辦的鳥(niǎo)石化深入推行安全經(jīng)驗(yàn)分享工作,印發(fā)《反違以“珍愛(ài)生命、關(guān)注健康、我要HSE"”為主題的“安康章禁令安全學(xué)習(xí)手冊(cè)》、《“反三違”故事集》;積極開(kāi)杯”安全運(yùn)動(dòng)會(huì)圓滿(mǎn)結(jié)柬。這次活動(dòng)包括氣防救護(hù)、展“安全理念進(jìn)社區(qū)、入家庭、到班組”等特色活動(dòng),危險(xiǎn)源辨識(shí)及安全知識(shí)競(jìng)賽等項(xiàng)目。公司和各基層安全形勢(shì)保持較好態(tài)勢(shì)。單位黨政干部主動(dòng)參賽,營(yíng)造了濃厚的安全文化氛(尉立崗摘自www.cnpc.com.cn2012-07-01圍