流量精準遠傳裝置方案

一、流量數據精準遠傳裝置簡介

（一）、概述

隨著數字化油田的不斷發展、推進，油氣儲運已實現生產過程的數據采集與實時監控，各種生產數據參數可實現計算機實時顯示與監測，方便了崗位工人對生產流程實時情況的動態了解，便于操作控制，同時可靠的數據也為管理人員提供了運行分析的有力依據，便于生產調度、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“光電脈沖轉換器”，把流量計輸出軸的角位移的光信號轉換成電脈沖信號，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生倒流，PLC系統（站控系統）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（站控系統）可能產生停電停機等情況，此時流量計運行流量無法計入系統。上述情況都會產生計量數據與機械字輪數據有一定誤差。所以總是以人工抄表（機械字輪數據）為準，但由于人工抄表存在著一定的時差，隨之計量數據也同樣存在一定的誤差。因此，傳統的“光電脈沖轉換器 + PLC”的方式不能實現流量的精準計量。流量數據精準遠傳裝置解決了上述問題，該裝置采用現場電子設備將流量計底數及瞬時量轉換成數字信號，并配套有專用的協議轉換器，實現了現場流量計數據的精準計量及遠傳。

（二）、流量數據精準遠傳裝置構成

流量數據精準遠傳裝置由LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀和配套LD-F-I容積式流量計機磁電數字協議轉換器兩部分構成。

1、LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀與流量計配接，可替代傳統光電脈沖轉換器，實現流量數據的現場數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字協議轉換器與LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀配套通訊，完成流量數據完整數字化的前端供給，并提供網絡、RS485輸出接口，采用標準MODBUS通訊協議，可滿足不同設備、不同站控系統的需求。

（三）、各部分設備及功能參數

1、LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀

LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀是實現遠程精準計量的主要基礎部件，該設備可以與各種帶**械輸出轉軸的容積式流量計配接，作為傳統“光電脈沖轉換器”的替代升級產品使用，實現流量計的“機-磁-數字”轉換與遠傳，可直接輸出瞬時流量和累計流量的數字信號，可實時異地遠程傳輸連續、穩定、準確的瞬時流量和累積流量數據，能夠保證數據的準確性與機械字輪的計數一致。

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

1）、產品特點

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

▲數據精準：內置微處理器，具有正反轉識別和防抖動功能，直接輸出精準的瞬時流量和準確的累積流量數據。

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

▲**的數據保持：在外部供電連續掉電的情況下，確保180天以上不會中斷計數，更不會丟失累積流量數據失，有極強的數據保持能力。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**一致，可直接取代傳統“光電脈沖轉換器”。

▲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）傳輸數據到室內的LD-F-I容積式流量計機磁電數字協議轉換器，且一臺總線協議轉換器利用一對總線可以掛接多達256臺現場儀表。該總線對現場電纜要求極低，**可以利用已有的普通線纜輕松地將數據穩定傳輸長達1000m以上，通訊速率高（收發一次只需60毫秒）因而極大地降低了現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。

▲倒流減計數功能：由于單流閥反映遲鈍、密封不嚴，停輸時經常發生倒流，其它類型的轉換器倒流時也是加計數，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。

▲豐富的機械轉換接口：設計有不同的機械轉換接口可供選擇，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，可以把瞬時流量數據還原成對應的脈沖，以便兼容其它設備采集流量脈沖信號的需要。

2）、技術參數

表1  LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀技術參數表

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軸器，安裝上海自儀九接口型LD-FMDI智能型容積式流量數字積算。其他各類型按上圖接口配接LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀，直接替換原光電脈沖轉換器。

2、LD-F-I容積式流量計機磁電數字協議轉換器

LD-F-I容積式流量計機磁電數字協議轉換器是LD-FMDI容積式流量計智能數字積算儀的專用室內通信控制與數據處理單元。

1）、產品特點

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

▲其它智能設備可以通過RJ45網口或RS485接口MODBUS-RTU協議直接獲取穩定準確的瞬時流量和累計流量數據。

2）、技術參數

表2  LD-F-I容積式流量計機磁電數字協議轉換器技術參數表

3、設備連接示意圖

LD-F-I容積式流量計機磁電數字協議轉換器與LD-FMDI容積式流量計機磁電數字積算儀及計算機、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