流量精準遠傳裝置方案

一、流量數(shù)據(jù)精準遠傳裝置簡介

（一）、概述

隨著數(shù)字化油田的不斷發(fā)展、推進，油氣儲運已實現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)控，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)參數(shù)可實現(xiàn)計算機實時顯示與監(jiān)測，方便了崗位工人對生產(chǎn)流程實時情況的動態(tài)了解，便于操作控制，同時可靠的數(shù)據(jù)也為管理人員提供了運行分析的有力依據(jù)，便于生產(chǎn)調(diào)度、計劃部署。但目前各油田采油廠、集輸公司廣泛使用的容積式流量計配接有“光電脈沖轉(zhuǎn)換器”，把流量計輸出軸的角位移的光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，通過PLC等設備采集光電輸出的脈沖信號計算流量計的瞬時流量及累計流量，由于輸送過程中會產(chǎn)生震動，導致光電設備抖動造成計量誤差，且光電信號易受到干擾造也會造成誤差。而單流閥長期運行導致疲勞關閉不嚴等可能使流量計產(chǎn)生倒流，PLC系統(tǒng)（站控系統(tǒng)）無法分辨流向，將導致倒流量被累計至總流量中造成雙倍誤差，同時PLC系統(tǒng)（站控系統(tǒng)）可能產(chǎn)生停電停機等情況，此時流量計運行流量無法計入系統(tǒng)。上述情況都會產(chǎn)生計量數(shù)據(jù)與機械字輪數(shù)據(jù)有一定誤差。所以總是以人工抄表（機械字輪數(shù)據(jù)）為準，但由于人工抄表存在著一定的時差，隨之計量數(shù)據(jù)也同樣存在一定的誤差。因此，傳統(tǒng)的“光電脈沖轉(zhuǎn)換器 + PLC”的方式不能實現(xiàn)流量的精準計量。流量數(shù)據(jù)精準遠傳裝置解決了上述問題，該裝置采用現(xiàn)場電子設備將流量計底數(shù)及瞬時量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并配套有專用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)了現(xiàn)場流量計數(shù)據(jù)的精準計量及遠傳。

（二）、流量數(shù)據(jù)精準遠傳裝置構(gòu)成

流量數(shù)據(jù)精準遠傳裝置由LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀和配套LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。

1、LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀與流量計配接，可替代傳統(tǒng)光電脈沖轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)流量數(shù)據(jù)的現(xiàn)場數(shù)字化同時兼具脈沖輸出功能。

2、LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器與LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀配套通訊，完成流量數(shù)據(jù)完整數(shù)字化的前端供給，并提供網(wǎng)絡、RS485輸出接口，采用標準MODBUS通訊協(xié)議，可滿足不同設備、不同站控系統(tǒng)的需求。

（三）、各部分設備及功能參數(shù)

1、LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀

LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀是實現(xiàn)遠程精準計量的主要基礎部件，該設備可以與各種帶**械輸出轉(zhuǎn)軸的容積式流量計配接，作為傳統(tǒng)“光電脈沖轉(zhuǎn)換器”的替代升級產(chǎn)品使用，實現(xiàn)流量計的“機-磁-數(shù)字”轉(zhuǎn)換與遠傳，可直接輸出瞬時流量和累計流量的數(shù)字信號，可實時異地遠程傳輸連續(xù)、穩(wěn)定、準確的瞬時流量和累積流量數(shù)據(jù)，能夠保證數(shù)據(jù)的準確性與機械字輪的計數(shù)一致。

LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀需配套LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器使用。LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀也可用于有輸出轉(zhuǎn)軸的速度式流量計。

1）、產(chǎn)品特點

▲分辨率極高：傳感器部分以磁敏器件為核心，將磁脈沖直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，且每圈分辨率可達4096個脈沖，遠遠高于一般的光電脈沖轉(zhuǎn)換器。

▲數(shù)據(jù)精準：內(nèi)置微處理器，具有正反轉(zhuǎn)識別和防抖動功能，直接輸出精準的瞬時流量和準確的累積流量數(shù)據(jù)。

▲穩(wěn)定的瞬時量：兼顧了瞬時流量的穩(wěn)定性和響應速度，瞬時流量刷新速度達每秒10次，穩(wěn)定性達0.1方/小時。

▲**的數(shù)據(jù)保持：在外部供電連續(xù)掉電的情況下，確保180天以上不會中斷計數(shù)，更不會丟失累積流量數(shù)據(jù)失，有極強的數(shù)據(jù)保持能力。如果適用于機械容積式流量計，則保證累計流量與機械字輪讀數(shù)**一致，可直接取代傳統(tǒng)“光電脈沖轉(zhuǎn)換器”。

▲超微功耗：單臺表頭全速通訊時工作電流小于0.2mA，功耗<0.005W。

▲**的兩線制總線傳輸：采用2線制總線（兩芯線兼顧供電和通訊）傳輸數(shù)據(jù)到室內(nèi)的LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器，且一臺總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器利用一對總線可以掛接多達256臺現(xiàn)場儀表。該總線對現(xiàn)場電纜要求極低，**可以利用已有的普通線纜輕松地將數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸長達1000m以上，通訊速率高（收發(fā)一次只需60毫秒）因而極大地降低了現(xiàn)場布線的施工成本和材料成本與后期維護成本。并且，如果工藝需要流量計需要擴容時，不需要重新鋪設電纜，只需要將新增流量儀表掛接到總線上即可。

▲無極性連接：電源、現(xiàn)場表頭接線均為無極性連接，不分正負極，避免了接錯線。

▲短路保護功能：供電兼通訊的兩根線短路時不會燒壞設備、不會打火。

▲防浪涌抗干擾：儀表內(nèi)部電路采用多重隔離（隔離電源、光電隔離、磁珠隔離），在安全性能方面付出了較大成本。

▲倒流減計數(shù)功能：由于單流閥反映遲鈍、密封不嚴，停輸時經(jīng)常發(fā)生倒流，其它類型的轉(zhuǎn)換器倒流時也是加計數(shù)，與實際情況相反，大大增加了誤差。我們很好的解決了這個問題。

▲豐富的機械轉(zhuǎn)換接口：設計有不同的機械轉(zhuǎn)換接口可供選擇，可以方便地與不同廠家的流量計配接。

▲脈沖還原輸出接口：表頭具有脈沖信號輸出，可以把瞬時流量數(shù)據(jù)還原成對應的脈沖，以便兼容其它設備采集流量脈沖信號的需要。

2）、技術(shù)參數(shù)

表1  LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀技術(shù)參數(shù)表

3）、各類型容積式流量計配接（示意圖）

圖1 各類型容積式流量計配接

史密斯、浙江中亞、浙江甌海配接一體式光電脈沖的容積式流量計，需加裝金屬刮板流量計遠傳聯(lián)軸器，安裝上海自儀九接口型LD-FMDI智能型容積式流量數(shù)字積算。其他各類型按上圖接口配接LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀，直接替換原光電脈沖轉(zhuǎn)換器。

2、LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器

LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器是LD-FMDI容積式流量計智能數(shù)字積算儀的專用室內(nèi)通信控制與數(shù)據(jù)處理單元。

1）、產(chǎn)品特點

▲通過2線制總線*多可掛接256臺現(xiàn)場儀表,即LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀。

▲其它智能設備可以通過RJ45網(wǎng)口或RS485接口MODBUS-RTU協(xié)議直接獲取穩(wěn)定準確的瞬時流量和累計流量數(shù)據(jù)。

2）、技術(shù)參數(shù)

表2  LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器技術(shù)參數(shù)表

3、設備連接示意圖

LD-F-I容積式流量計機磁電數(shù)字協(xié)議轉(zhuǎn)換器與LD-FMDI容積式流量計機磁電數(shù)字積算儀及計算機、PLC等設備連接方式。

圖2 裝置設備連接方式

圖3 線纜連接示意圖