1. 系统介绍 
　　概述 
　　本流量计量及控制系统硬件选用Schneider的Twido系列 PLC ，由成都怡腾自动化科技有限公司进行控制软件的开发。采用Schneider 编程软件进行 PLC 程序开发， 组态软件制作工作站画面；而工艺控制部分则根据所有天燃气公司供气管理所提供的工艺流程进行软件开发而完成。计量采用流量计量 RTU计量模块计量. 
　　1. 项目分析 
　　燃气计量及控制系统是所有天燃气公司生产运行系统的有机组成部分，完成对站场运行状况的监测控制及燃气使用的计量，为生产调度提供及时、准确和可靠的管网运行数据。 
　　燃气计量及控制系统是以计算机为核心的煤气管网监控和数据采集控制系统。燃气计量及控制系统的任务是保证站场管网生产安全、可靠、稳定、高效、经济、计量准确地运行。 
　　控制室的任务是通过现场变送器对站场的工艺参数进行数据采集和监控及自动计算孔板流量，并以此流量控制进气阀门的开度，使其压力相对稳定的运行。控制室的操作人员通过计算机系统的提供的管网和站场工艺过程中的压力、温度、流量、设备运行状态等信息，完成对管网运行的监控和控制等管理。操作人员还可通过本系统进行相关工艺参数的设置及维护，以保证系统的安全可靠的运行。 
　　1.1. 燃气计量及控制系统的功能 
　　燃气计量及控制系统是以计算机为基础，下位计量RTU或流量积算仪为辅的生产过程控制与调度管理自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 
　　2. 需求分析 
　　通过对你们需求的仔细研究，我们认为天燃气公司站场燃气计量及控制系统项目的基本需求包括以下几个方面： 
　　一、计量的连续性，准确性
　　a.控制室的操作人员能通过通信系统实时地从中控室读取运行数据，并以友好的人机界面显示。
　　b.通过计量RTU或流量积算仪实时的，准确的测量孔板的流量。 
　　c.通过测量出来的实时流量反馈控制阀门的开度 
　　d.对于现场主要监测压力参数、温度、差压参数。 

　　二、连续记录现场运行的历史数据 
　　对于上述监视的数据能按要求的时间间隔自动进行历史记录和存档，为仿真和系统优化积累数据。 

　　三、现场控制的安全防爆要求 
　　因为系统工作在易燃易爆场合，所以对防爆要求很高，本系统对所有的输入输出信号都加防爆隔离装置。接线加装防爆接线盒，根据用户要求，还可加装信号避雷器。 

　　四、打印各类工作报表 
　　a.自动生成和供各部门使用的生产报表。 
　　b.满足上述基本需求的燃气计量及控制系统，遵循如下设计原则： 

　　五、系统采用的硬件、软件和网络具有较先进的技术水平，并且经过实践考验证明其安全、实用的产品。 

　　六、系统具有高可靠性、稳定性和灵活性，以保证生产安全可靠地运行。 

　　七、系统具有较高的性能价格比。 

　　八、系统具有足够的扩展能力，以满足天燃气公司的未来发展需要。 
　　
　　九、系统采用的网络结构应技术先进和性能可靠。 

　　十、系统有完善的防浪涌的保护措施。 

　　十一、操作系统采用Windows 2000（简体中文）的最新版本。 

　　十二、燃气计量及控制系统的应用软件采用模块化结构，并具有强大的人机对话能力。 

　　十三、燃气计量及控制系统的应用软件具有开放式数据库接口，允许其他的应用程序读取其数据库的数据。 
　　燃气计量及控制系统的硬件和软件的可利用率（可用性）达到99.99%。当系统同时完成打印、编程、画面显示时，实时数据采集不能被中断。 

　　3. 系统设计原则 
　　燃气计量及控制系统建设遵循技术先进、成熟实用、设备性能稳定可靠、功能齐全、易于扩展、操作维修简便、投资合理的原则，充分利用高新技术，完成并达到较领先水平。 
　　依据天燃气公司对燃气计量及控制系统的要求，选择Schneider PLC与上位计算机联接，需要流量计量，现场监控。 
　　控制室完成对站场的各种工艺数据的采集与显示，防止系统故障瘫痪，采用UPS供电，确保控制室任意环节出现故障时，整个系统能正常工作,增强了系统可靠性。 

　　4. 系统设计依据 
　　本方案的设计依据是： 
　　国际标准化组织标准　ISO 
　　国际电气电子工程师协会标准　IEEE 
　　国际电工委员会标准　IEC 
　　中华人民共和国产品质量法                        
　　供电电源标准　GB2887-82 
　　计算机场地技术要求　GBJ45—82 

　　5. 燃气计量及控制系统功能 
　　燃气计量及控制系统采用的硬件、软件、网络均是技术先进、性能可靠、经过工业生产实践考验的、开放的、标准的产品。集成后的燃气计量及控制系统具备以下功能： 
　　a.数据采集和处理； 
　　b.工艺流程的动态显示； 
　　c.孔板流量的实时测量计算 
　　d.阀门的动态反馈控制 
　　e.报警显示、管理以及事件的查询、打印； 
　　f.实时数据的采集、归档、管理以及趋势图显示； 
　　g.历史数据的归档、管理以及趋势图显示； 
　　h.各种生产统计报表的生成和打印； 
　　i.标准组态应用软件和用户生成的应用软件的执行； 
　　j.为煤气公司其他管理系统提供平台接口，进行数据交换。 

　　6. 燃气计量及控制系统组成及分项描述 

　　6.1. 燃气计量及控制系统拓朴图

　　6.2. 方案一描述 
　　此方案计量和控制完全分开,因计量为一关键工作,故此方案采用了一个十分成熟的孔板流量计量RTU,它可完全脱离PLC工作,在下位完成全部的计算工作,通过Modbus 与上位软件通讯。送出流量结果。此产品国内首家符合 SY/T6143-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准检验。通过在上位组态软件进行修改SY/T6143公式中的相关参数，可以对不同组份的天然气进行准确计量。此流量计算RTU最大可以扩展至12路。可以同进对12路孔板进行计量。以后的升级改造十分的容易。 
　　同时，孔板的压力，差压，温度信号通过一分二的信号隔离器，上传PLC，上位软件通过采集PLCT和RTU的信号，同时显示流量，及压力，差压，温度信号。通过上位组态软处理成日报表，月报表，年报表等。PLC根据反馈回来的信号自动调节电动蝶阀的开度。 
操作人员在中控室通过上位组态软件可以控制气动阀门的开闭。 
　　我们选用的组态软件是网络版，远程调度人员可以通过Internet远程访问现场操作站的运行情况及报表等。 
　　此方案的扩展性极好，最大可扩展至十二路孔板同时计量。以后扩展只用加一个模块就能解决。流量最大累积值可达到429496729500m³。 
　　同时我们的通讯接口为Modbus通讯口.可以与上位的SCADA系统联接。 
　　可选配置　optional Configuration 
　　a.触摸屏 
　　通过流量计算机触摸屏选件，可以设置孔板和仪表等基础参数，显示及打印采集参数、流量计算参数、系统诊断报警信息及有关提示信息等。 
　　b.1个扩展模块接口 
　　此扩展模块接口可提供8路AI，或4路AO，或16路DI，或16路DO。 
　　c.调制解调器 
　　可选拨号调制解调器提供远程发送和接收数据的能力。 
　　d.无线接口 
　　此接口通过无线通信系统，实现数据的远程发送和接收。 
　　e.太阳能电池板 
　　太阳能电池板选件可以为流量RTU提供2W或5W的供电。 

　　7. 附件 
　　7.1.  流量 RTU参数 
　　特点 
　　a.32位ARM处理器，16位分辨率A/D，具备热备功能，支持热插拔。嵌入实时操作系统。 
　　b.符合IEC61131-3标准，支持C语言，支持LD，FBD，IL，ST，SFC五种语言编程。 
　　c.国内首家通过SY/T6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准检验。 
　　d.满足多路实时流量测量，具有自动补偿功能。 
　　e.在线动态压缩因子计算。 
　　具有用户可选的GB/T17747.1～GB/T17747.3-1999及AGA NX-19气体压缩因子计算。 
　　f.瞬时流量和累积流量计算准确度为0.07‰，总体准确度为±0.2％F.S。 
　　g.可以存储前1小时的每分钟、前一天每小时和前一月每天的测量数据。 
　　h.可对靶式流量计、转子流量计和涡轮流量计进行压力和温度补偿。 
　　i.支持Modbus TCP/IP，Modbus RTU/RSCII等标准通信协议。 
　　j.支持GPRS/CDMA、无线电台、RS-485、PSTN、Ethernet、微波、卫星、无线网桥等通讯方式。 
　　k.支持软硬件自诊断功能，可靠性强。 
　　l.支持分级密码保护，安全系数高。 
　　m.多种结构形式可供选择，安装方便，扩展灵活。 
　　n.高抗干扰、工业级（-40～70℃）标准生产，适应于各种恶劣环境。