所谓自动计量, 就是利用变送器实时检测天然气流量计量中所涉及到的温度、 压力、 差压等参数,通过计算机中的流量计算软件, 实现整个流量测量环节中无人工参与的天然气流量测量。随着计量技术的发展和计算机运用的普及, 实现孔板流量计
自动计量的方案已有多种, 目前主要有以下 4种模式。
1. 单变量变送器 流量计算机( 或工控机)
利用 3 台单变量模拟变送器分别检测温度、 压力、 差压, 并将各参数检测到的电信号转换成标准的4~ 20 mA 模拟信号, 送入流量计算机( 或工控机) 的数据采集板卡, 通过 A/ D 转换, 转换成计算机能处理的数字量, 在流量计算机( 或工控机) 上通过流量计算软件按要求计算出天然气的瞬时流量、 累积流量及实现其他辅助功能。
此方式是传统的孔板流量计自动计量模式, 所采集、 传输的都是模拟信号, 抗干扰能力比较差, 由于存在信号转换等问题, 计量精度难以提高, 而且硬件连接较复杂、 中间环节较多、 可靠性较差。可扩展为: 单变量变送器 流量计算机 工控机, 从而实现流量计算与显示分开, 提高系统的可靠性和可视性。
2. 多变量变送器 流量计算机( 或工控机)
利用 1 台多变量智能变送器同时检测温度、 压力、 差压等, 采用现场总线制, 通过数字信号传输, 送入流量计算机( 或工控机) 的数据采集板卡。 在流量计算机( 或工控机) 上通过流量计算软件按要求计算出天然气的瞬时流量、 累积流量及实现其他辅助功能。此方式是随变送器技术发展而来的, 由原来的测量 1 个参数需要 1 台变送器, 改为测量多个参数只需要 1 台变送器, 并在数据传输中采用数字信号,使得在系统硬件连接上简化了许多, 提高了系统的可靠性和测量精度。但由于变送器只是检测测量信号, 不进行数据处理, 因此在校准时必须和流量计算机一起实行联校。
采用流量计算机或工控机, 主要区别在于流量计算部分。流量计算机是专用的固化软件实现计算和数据存储, 比较稳定可靠, 可信任度较高, 用户易接受; 工控机上软件计算一般主要是自主开发, 便于软件升级和系统维护, 由于计算量大, 特别是多路计量时, 可靠性稍差些。
3. 多变量智能变送器 工控机
此方式与模式 2 比较, 主要区别是变送器内固化了流量处理软件, 使得变送器可以就地显示瞬时测量参数和计算瞬时流量, 并通过数字信号传输, 送入工控机上显示和实现其他辅助功能。由于变送器显示的只是瞬时流量, 无累积功能, 也不能存储数据。因此, 所测量的流量值必须在工控机上进行二次处理, 以实现数据的累积和存储功能。
采用这种方式, 系统结构进一步简化, 变送器可实现单校也可以实现联校, 易于维护, 但由于必须在工控机内实现流量的累积和存储。因此, 可靠性较差, 一旦工控机出现故障或电力故障, 将无法实现数据的保存和累积, 易造成数据丢失。
4. 一体化智能仪表 工控机
此方式与模式 3 的区别主要也是在变送器上,即一体化智能仪表实现了变送器与流量计算机的体化, 不仅自带数据库, 可实现瞬时参数及流量的显示, 还可实现累积流量和历史数据的再现; 而且在仪表的运行方面, 采取了多种电源保障方式: 内电池、内电池组、 太阳能和外接电源等, 实现了在无电力供应的情况下, 可以独立自成计量系统, 就地显示天然气的瞬时流量、 累积流量和数据的存储、 再现等; 正常情况下可通过现场总线和上位机连接, 实行数字信号传输, 送入工控机上显示, 也可以在工控机上实行二次数据处理, 组成的计量系统更加灵活、 可靠。
采用这种方式, 实现了计量数据的无忧化, 使得系统结构最简单、 操作更简便、 更可靠、 更易维护; 不仅可以单校也可以联校; 采用独立的流量计回路, 减少了数据传输过程的干扰, 提高了计量的精度。