辛冠莹 刘小斐 樊泽

摘 要：本研究在于实现输油管道流量计读数的精准自动采集，在站控系统自动计算与传输，并通过中心服务器的处理与交换，实现与关系型电子报表系统的同步实时更新，自动生成关系型的累计流量电子报表。通过累计流量的精准自动采集，极大地减轻了岗位员工的劳动强度，提高了报表数据的准确性与客观性。研究的主要创新点一是通过应用新型智能流量变送器替代传统的“流量脉冲转换器”，实现了现场流量累计值与瞬时值向站控系统的传输;二是解决了不同组态软件对数据处理的程序实现不一致问题，实现了同种计算处理逻辑;三是通过OPC数据传输，实现了与关系型报表系统的数据关联;四是构建了以设备为中心的动态配置型电子报表，实现了上下站关系、进出站流量关系的动态采集、盘库分析与自动存储。五是通过对管网所有流量计的同时刻精准读取，提高了上下站流量数据的可比性，为提高输差分析的客观性提供了保障。

关键词：流量累计值;流量报表;流量分析

前  言：某单位管理的管道多采用腰轮式流量计进行流量数据采集。原设计中流量计配备有开封或上海九仪的光电脉冲转换器，即在原机械表头安装光电脉冲发生器，把流量计输出轴的角位移转换成电脉冲信号，实现了瞬时流量的实时显示，但是无法实现累计流量的采集，难以用于生产数据的精准高效读取与分析处理。为了实现报表系统数据自动采集，在某站试验安装智能流量变送器，彻底解决了累计流量采集问题，使流量数据成为真正有意义的可用的数据，通过自主研究试验，构建了现场采集、站控数据计算处理、报表同步关联分析的流量报表处理分析模式，为报表系统获取稳定准确的瞬时流量和累计流量原始数据提供了完美的解决方案，解决了人工抄表各站读取时间点不一致，为进一步做好流量数据的分析研判提供了良好的支撑。

1.智能流量变送器的安装部署

智能流量变送器主要用于解决累计流量精准采集问题，新型智能流量变送器既能实现传统脉冲信号变送器采集瞬时流量的功能，也能实现对机械流量字轮的同步精准采集，能提供数据远传接口。

1.1 组成结构

转换器：与不同型号流量计的机械计数转轴配接机械传动连接装置;传感器：将流量计的机械计数输出转动转换为电脉冲信号的磁电转换装置;显示表头：具有微处理器和CMBUS总线控制器，进行信号处理、显示与远传。

1.2 性能及特点

1.稳定的瞬时量：兼顾了瞬时流量的稳定性和响应速度，瞬时流量刷新速度达每秒10次，稳定性达0.1方/小时。2.数据保持：在外部供电连续掉电（指CMBUS失电）的情况下，确保180天以上不会中断计数，更不会丢失累积流量数据失，有极强的数据保持能力更不会丢失累积流量数据失，有很强的数据保持能力。3.两线制总线传输：采用2线制CMBUS总线（两芯线兼顾供电和通讯）传输至CMBUS总线RTU，且一台RTU利用一对总线可以挂接多达256台现场仪表。

1.3 现场测试

选取某站进行了测试，原有流量计型号开封腰轮流量计LL-300D容积式流量计，测试时间近一个月。试验过程主要分为四个步骤，现场考察、仪表设备安装、设备调试、接入PLC系统。现场测试包括，上位机站控系统显示数据结果以及该仪表数据的稳定性与准确性。把原光电转换器断电后拆卸后，安装上智能流量变送器并接入2芯电缆，在室内机柜端接入智能转换器后并配置好相关通讯参数要求，通过RJ45协议上传至站控PLC，上位机系统做相应地址对应关系程序更新后，即实现了与现场仪表完全相同的瞬时与累计流量的结果显示。现场反复断电与供电、通讯线路反复短路试验，然后恢复正常状态。观察并计量智能流量变送器的可靠性、稳定性和计数准确性。

1.3.2 测试结论

由现场试验人员记录结果得出：1.站控数据、数字表头、机械字轮三个数据完全一致。2.对比光电脉冲转换和RS-485传输表头两种方案，智能流量变送器机械字轮与数字表头计量结果完全一致，既保证了站控数据的准确性，又保留了机械字轮的原始计量结果。该流量变送器支持各种带有机械输出转轴的容积式流量计，且该流量变送器只需两芯线缆，现场通过协议转换，复用现有信号线缆，系统升级仅需更换仪表表头，免去了布线工作量，可快速完成安装升级，也大幅节约了施工成本。

2 站控报表的计算实现方式

现场采集的累计流量值与瞬时流量值远传到站控系统后，需要进行记录和计算处理。根据生产参数监控的要求，站控系统中要实现对每路流量计，得到每个整点的累计流量，即将当前累计流量读数与上小时累计流量读数作差，得到前一小时的累计流量。此流量值用于计量化验，纯油计算，交接双方油量结算，电子报表生成等。目前在用的站控系统由于建设时期不同，共有INTOUCH、WINCC、组态王等三种组态软件。本研究需要在三种组态软件中实现同种逻辑的流量计算及历史累计流量查看功能。员工要能方便地在站控系统中进行查看等操作。

3 与生产计量报表的动态关联

站控1#中心服务器通过传输协议与站控PLC通讯，采集上小时的流量值。2#中心服务器通过力控NETSERVER协议实时读取1#中心服务器的数据，数据每小时改变一次。2#中心服务器将采集到的数据通过OPC SERVER协议传输至生产计量报表服务器。每小时的59分钟进行数据采集，整点进行数据录入。

3.1 OPC数据与报表关系关联

OPC数据采集程序的目标数据点位清单来源于关系型数据库，用户能自主设置读取点表。点表能与关系型电子报表中的管道、站间关系、进出站关系、站点设备配置情况进行关联，即与以设备为中心的生产与计量电子报表系统数据关系进行了动态关联。动态关联的配置界面如下（系统已实现了流量、温度、压力、液位等监控实时数据的动态自动读取，本研究只讨论流量读取问题）。

3.2 OPC数据采集

在报表服务器中通过自主开发的OPC读取程序，以目标数据点位名称为清单，读取2#中心服务器中的流量累计数据，每小时59分触发，获取的值即为各基层站控系统在每小时57分传输的流量累计值，时差的设置避免了读取延时或者网络传输延时引进的数据失准。

3.3 关系型报表的流量数据展现

数据采集、数据关联、数据导入均为在服务器后台完成，而对于岗位员工用户，使用的是生产与计量电子报表WEB客户端，在每个整点导入之后，报表客户端就能从数据库查到实时导入的数据，员工及生产调度指挥人员能够通过报表系统管理界面，进行数据查询、监控、修改、分析等操作，超过设定的时限，数据将自动锁定，不能再进行编辑，关于报表系统相关存储、分析，决策支持功能，非本课题讨论重点，在此不作详细介绍。至此，流量累计值的自动采集传输计算及分析功能全部实现，通过以设备为中心设计的动态型生产与计量电子报表系统，流量数据及压力、温度等其它生产数据将得到系统性的汇总存储，为进一步的数据分析提供了可靠的数据与平台支撑。

4、结束语

智能流量变送器实现了异地远程传输连续、稳定、准确的瞬时流量和累积流量数据，能够保证数据的准确性与机械字轮的计数完全一致，非常适合油品输送过程中作为流量数据采集的前端仪表使用，更是“数字化油田”建设中不可或缺的流量数据采集基础仪表设备。通过现场仪表采集、站控数据计算处理、服务器数据传输等，彻底解决了生产与计量报表系统获取稳定准确的瞬时流量和累计流量，大大减轻的员工的勞动强度。