摘要：PAC8000控kong製zhi係xi統tong以yi其qi在zai石shi油you化hua工gong行xing業ye中zhong的de獨du特te特te點dian
，在zai西xi南nan油you氣qi田tian內nei輸shu管guan線xian輸shu氣qi站zhan承cheng擔dan了le站zhan控kong和he天tian然ran氣qi流liu量liang計ji量liang任ren務wu，實shi現xian了le用yong戶hu在zai同tong一yi平ping台tai上shang完wan成cheng站zhan控kong和he流liu量liang計ji量liang功gong能neng的de初chu衷zhong。

關鍵詞：天然氣，流量計量
，PAC8000，GE

    中國石油西南油氣田新建納溪-安邊輸氣管道工程包含納溪西
、怡樂
、王家橋和福溪輸氣站，承擔了接收就近氣礦來氣和為當地市政和工廠生產供氣的任務。輸氣站站控係統要求采集各個輸氣管線的溫度
、壓力、差壓信號進行流量計算
，同時可遠程控製閥門和根據壓力調整閥門開度。各輸氣站站控係統由站控計算機和PLC控製站組成
，實現對站場工藝參數與設備運行狀況進行數據采集、監視

、控製和流量計算等功能，同時實現過程顯示、參數設定和生產報表功能。

    PAC8000係統的硬件設計可以達到防爆2區直接安裝，工作溫度在-40~70攝氏度之間，G3防腐認證。同時，PAC8000係統可以嚴格按照GB/T21446-2008標準要求，根據管道和孔板參數、氣體組分、靜壓、差壓和溫度參數計算天然氣瞬時流量和累積量等計量數據，同時提供儀表檢定

、孔板清洗
、時間校準、數據記錄、操作記錄等功能
，流量計量精度可達到萬分之五。

1. 係統構成

    由於整個係統采用了統一的硬件平台，所以所有的控製單元均可以接入同一個網絡，簡化了係統結構。係統結構如圖1所示。

    整個係統中PLC部分主要負責輸氣站參數采集、流量計算和設備控製功能，其中控製器、電源和網絡采用冗餘配置。所有現場信號經浪湧保護器隔離後接入IO模塊
，控製器將采集到的信號進行數據處理並通過以太網通訊傳遞至站控計算機，控製器內提供標準的IEC61131-3編程語言實現具體的控製要求如閥門控製、PID調節等

，控製器同時提供2對冗餘的RS485接口，可實現與第三方設備之間的冗餘串行通訊。流量計量模塊按照GB2008標準實現4路天然氣管路流量計量功能
，同時提供冗餘的以太網接口將計量結果上傳至站控計算機進行顯示、記錄和報表功能。

1.1控製站

    根據裝置生產的特點和控製要求，站控PLC部分控製器選擇了冗餘的PAC8000 邏輯控製器，該控製器具有高度靈活的數據采集輸入輸出和控製功能，可實現常規控製
、邏輯控製和順序控製。控製器均采用IBM PowerPC 266MHz 32位微處理器 ，25M 內存
，雙以太網和雙串行通訊接口，支持API、現場總線
、ModBus、HART

、點對點通訊以及OPC，可以實現冗餘配置，可直接安裝在危險2 區，滿足G3防腐認證要求。一個控製器最多可安裝64 個I/O 模塊
，支持熱插拔。雙路電源供電。

    冗rong餘yu控kong製zhi器qi配pei置zhi中zhong，冗rong餘yu控kong製zhi器qi互hu為wei備bei用yong

，同tong步bu接jie收shou輸shu入ru信xin號hao數shu據ju，同tong步bu執zhi行xing控kong製zhi計ji算suan，同tong時shi互hu相xiang傳chuan送song計ji算suan結jie果guo。當dang一yi個ge控kong製zhi器qi監jian測ce到dao錯cuo誤wu時shi，無wu故gu障zhang的de控kong製zhi器qi可ke以yi立li刻ke接jie著zhe進jin行xing控kong製zhi，實shi現xian無wu擾rao動dong切qie換huan。

1.2 IO模塊

    PAC8000係統的電源、控製器和I/O 模塊可以直接安裝危險2 區
，部分I/O 模塊內置本質安全型安全柵，無需額外安裝安全柵


，通道隔離

、監測以及LED 指示，支持多種信號類型，支持在線熱插拔。模擬量輸入A/D 轉換分辨率達到16 位，模擬量輸出A/D轉換分辨率達到12 位，能夠對現場回路進行檢測，內置輸入變量線性化、工程單位轉換、開平方濾波、報警及冷端溫度補償運算功能。IO 卡件具備最快20ms 模擬量調節功能，10ms 數字量控製功能和1msSOE 控製功能。

1.3   流量計量單元

    流量計量單元屬於PAC8000係統中的特殊模塊，可同時實現最多8路的天然氣流量計量功能。流量計量單元的所有參數和計算結果均可以通過以太網直接上傳至操作站HMI軟件顯示，同時也可以從操作站修改天然氣計量參數和組分參數。PC8流量計量模塊建立在GE公司的工業計算機基礎之上
，采用Intel Celeron M處理器，主頻可達1.5GHz
，1M內存和320G存儲空間。PC8模塊同時提供2個冗餘的百兆以太網接口，4個串行通訊接口
，可提供4個IO模塊接口。供電方式為工業24V直流供電，工作溫度在0~50攝氏度之間
，平均無故障時間76000小時
，為滿足ROHS、CE、UL等國際標準要求。PC8通訊模塊支持導軌與平板安裝兩種方式。

    PC8流量計量模塊可支持4到8個天然氣管線的流量計量要求，與PLC
、RTU等控製係統配套使用時，可實現流量計量的冗餘功能。即正常情況下采用PC8流量計量模塊實現精確的流量計量，如果計量模塊出現硬件故障或通訊故障，計量功能則切換至其他流量計量模塊
、PLC或RTU實現
，這種方式可最大限度的減少計量誤差
，提高流量計量的可用性。