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          · 天燃氣計量及控制系統

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          解決方案

          副標題

            1. 系統介紹 
            概述 
            本流量計量及控制系統硬件選用Schneider的Twido系列 PLC ,由成都怡騰自動化科技有限公司進行控制軟件的開發。采用Schneider 編程軟件進行 PLC 程序開發, 組態軟件制作工作站畫面;而工藝控制部分則根據所有天燃氣公司供氣管理所提供的工藝流程進行軟件開發而完成。計量采用流量計量 RTU計量模塊計量. 
            1. 項目分析 
            燃氣計量及控制系統是所有天燃氣公司生產運行系統的有機組成部分,完成對站場運行狀況的監測控制及燃氣使用的計量,為生產調度提供及時、準確和可靠的管網運行數據。 
            燃氣計量及控制系統是以計算機為核心的煤氣管網監控和數據采集控制系統。燃氣計量及控制系統的任務是保證站場管網生產安全、可靠、穩定、高效、經濟、計量準確地運行。 
            控制室的任務是通過現場變送器對站場的工藝參數進行數據采集和監控及自動計算孔板流量,并以此流量控制進氣閥門的開度,使其壓力相對穩定的運行??刂剖业牟僮魅藛T通過計算機系統的提供的管網和站場工藝過程中的壓力、溫度、流量、設備運行狀態等信息,完成對管網運行的監控和控制等管理。操作人員還可通過本系統進行相關工藝參數的設置及維護,以保證系統的安全可靠的運行。 
            1.1. 燃氣計量及控制系統的功能 
            燃氣計量及控制系統是以計算機為基礎,下位計量RTU或流量積算儀為輔的生產過程控制與調度管理自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制,以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。 
            2. 需求分析 
            通過對你們需求的仔細研究,我們認為天燃氣公司站場燃氣計量及控制系統項目的基本需求包括以下幾個方面: 
            一、計量的連續性,準確性
            a.控制室的操作人員能通過通信系統實時地從中控室讀取運行數據,并以友好的人機界面顯示。
            b.通過計量RTU或流量積算儀實時的,準確的測量孔板的流量。 
            c.通過測量出來的實時流量反饋控制閥門的開度 
            d.對于現場主要監測壓力參數、溫度、差壓參數。 

            二、連續記錄現場運行的歷史數據 

            對于上述監視的數據能按要求的時間間隔自動進行歷史記錄和存檔,為仿真和系統優化積累數據。 

            三、現場控制的安全防爆要求 

            因為系統工作在易燃易爆場合,所以對防爆要求很高,本系統對所有的輸入輸出信號都加防爆隔離裝置。接線加裝防爆接線盒,根據用戶要求,還可加裝信號避雷器。 

            四、打印各類工作報表 

            a.自動生成和供各部門使用的生產報表。 
            b.滿足上述基本需求的燃氣計量及控制系統,遵循如下設計原則: 

            五、系統采用的硬件、軟件和網絡具有較先進的技術水平,并且經過實踐考驗證明其安全、實用的產品。 


            六、系統具有高可靠性、穩定性和靈活性,以保證生產安全可靠地運行。 


            七、系統具有較高的性能價格比。 


            八、系統具有足夠的擴展能力,以滿足天燃氣公司的未來發展需要。 

            
            九、系統采用的網絡結構應技術先進和性能可靠。 


            十、系統有完善的防浪涌的保護措施。 


            十一、操作系統采用Windows 2000(簡體中文)的最新版本。 


            十二、燃氣計量及控制系統的應用軟件采用模塊化結構,并具有強大的人機對話能力。 


            十三、燃氣計量及控制系統的應用軟件具有開放式數據庫接口,允許其他的應用程序讀取其數據庫的數據。 

            燃氣計量及控制系統的硬件和軟件的可利用率(可用性)達到99.99%。當系統同時完成打印、編程、畫面顯示時,實時數據采集不能被中斷。 

            3. 系統設計原則 

            燃氣計量及控制系統建設遵循技術先進、成熟實用、設備性能穩定可靠、功能齊全、易于擴展、操作維修簡便、投資合理的原則,充分利用高新技術,完成并達到較領先水平。 
            依據天燃氣公司對燃氣計量及控制系統的要求,選擇Schneider PLC與上位計算機聯接,需要流量計量,現場監控。 
            控制室完成對站場的各種工藝數據的采集與顯示,防止系統故障癱瘓,采用UPS供電,確??刂剖胰我猸h節出現故障時,整個系統能正常工作,增強了系統可靠性。 

            4. 系統設計依據 
            本方案的設計依據是: 
            國際標準化組織標準 ISO 
            國際電氣電子工程師協會標準 IEEE 
            國際電工委員會標準 IEC 
            中華人民共和國產品質量法                        
            供電電源標準 GB2887-82 
            計算機場地技術要求 GBJ45—82 

            5. 燃氣計量及控制系統功能 
            燃氣計量及控制系統采用的硬件、軟件、網絡均是技術先進、性能可靠、經過工業生產實踐考驗的、開放的、標準的產品。集成后的燃氣計量及控制系統具備以下功能: 
            a.數據采集和處理; 
            b.工藝流程的動態顯示; 
            c.孔板流量的實時測量計算 
            d.閥門的動態反饋控制 
            e.報警顯示、管理以及事件的查詢、打??; 
            f.實時數據的采集、歸檔、管理以及趨勢圖顯示; 
            g.歷史數據的歸檔、管理以及趨勢圖顯示; 
            h.各種生產統計報表的生成和打??; 
            i.標準組態應用軟件和用戶生成的應用軟件的執行; 
            j.為煤氣公司其他管理系統提供平臺接口,進行數據交換。 

            6. 燃氣計量及控制系統組成及分項描述 

            6.1. 燃氣計量及控制系統拓樸圖


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            6.2. 方案一描述 
            此方案計量和控制完全分開,因計量為一關鍵工作,故此方案采用了一個十分成熟的孔板流量計量RTU,它可完全脫離PLC工作,在下位完成全部的計算工作,通過Modbus 與上位軟件通訊。送出流量結果。此產品國內首家符合 SY/T6143-2008《用標準孔板流量計測量天然氣流量》標準檢驗。通過在上位組態軟件進行修改SY/T6143公式中的相關參數,可以對不同組份的天然氣進行準確計量。此流量計算RTU最大可以擴展至12路??梢酝M對12路孔板進行計量。以后的升級改造十分的容易。 
            同時,孔板的壓力,差壓,溫度信號通過一分二的信號隔離器,上傳PLC,上位軟件通過采集PLCT和RTU的信號,同時顯示流量,及壓力,差壓,溫度信號。通過上位組態軟處理成日報表,月報表,年報表等。PLC根據反饋回來的信號自動調節電動蝶閥的開度。 
          操作人員在中控室通過上位組態軟件可以控制氣動閥門的開閉。 
            我們選用的組態軟件是網絡版,遠程調度人員可以通過Internet遠程訪問現場操作站的運行情況及報表等。 
            此方案的擴展性極好,最大可擴展至十二路孔板同時計量。以后擴展只用加一個模塊就能解決。流量最大累積值可達到429496729500m3。 
            同時我們的通訊接口為Modbus通訊口.可以與上位的SCADA系統聯接。 
            可選配置 optional Configuration 
            a.觸摸屏 
            通過流量計算機觸摸屏選件,可以設置孔板和儀表等基礎參數,顯示及打印采集參數、流量計算參數、系統診斷報警信息及有關提示信息等。 
            b.1個擴展模塊接口 
            此擴展模塊接口可提供8路AI,或4路AO,或16路DI,或16路DO。 
            c.調制解調器 
            可選撥號調制解調器提供遠程發送和接收數據的能力。 
            d.無線接口 
            此接口通過無線通信系統,實現數據的遠程發送和接收。 
            e.太陽能電池板 
            太陽能電池板選件可以為流量RTU提供2W或5W的供電。 

            7. 附件 
            7.1.  流量 RTU參數 
            特點 
            a.32位ARM處理器,16位分辨率A/D,具備熱備功能,支持熱插拔。嵌入實時操作系統。 
            b.符合IEC61131-3標準,支持C語言,支持LD,FBD,IL,ST,SFC五種語言編程。 
            c.國內首家通過SY/T6143-2004《用標準孔板流量計測量天然氣流量》標準檢驗。 
            d.滿足多路實時流量測量,具有自動補償功能。 
            e.在線動態壓縮因子計算。 
            具有用戶可選的GB/T17747.1~GB/T17747.3-1999及AGA NX-19氣體壓縮因子計算。 
            f.瞬時流量和累積流量計算準確度為0.07‰,總體準確度為±0.2%F.S。 
            g.可以存儲前1小時的每分鐘、前一天每小時和前一月每天的測量數據。 
            h.可對靶式流量計、轉子流量計和渦輪流量計進行壓力和溫度補償。 
            i.支持Modbus TCP/IP,Modbus RTU/RSCII等標準通信協議。 
            j.支持GPRS/CDMA、無線電臺、RS-485、PSTN、Ethernet、微波、衛星、無線網橋等通訊方式。 
            k.支持軟硬件自診斷功能,可靠性強。 
            l.支持分級密碼保護,安全系數高。 
            m.多種結構形式可供選擇,安裝方便,擴展靈活。 
            n.高抗干擾、工業級(-40~70℃)標準生產,適應于各種惡劣環境。


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