气体超声波计量系统应用故障解决方案

　　1.计量系统硬件配置

　　渤南项目外输气体的计量系统包括：

　　位于现场的2套INSTROMET气体超声波流量计(分别含压力变送器和温度变送器)、1台DANIEL公司的色谱分析仪，连续分析混合气体的组分及物性值，计算压缩因子、密度、发热量等参数，并通过RS-485通讯方式和流量计算机通讯，实现温度、压力及压缩因子实时补偿，提高系统的计量进度和可靠性;

　　位于中央控制室的与超声波流量计配套的2台流量计算机;

　　位于中央控制室的用于对整个系统进行监视和管理的PCS系统管理机(DeltaV系统，Verson7.2)。

　　三者之间的通讯设置为Modbus RS 485RTU，RS半双工，通讯速率 9600 bps，数据位8，停止位1，无奇偶校验。

　　2.计量系统初始方案

　　本项目外输气体超声波流量计量系统的初始方案如图1所示。利用在线色谱分析仪对外输天然气摩尔百分比进行分析，同时将分析结果于RS 485串行通讯的方式提供给两台流量计算机，由流量计算机根据实时组分计算压缩因子进行补偿，从而获得外输管线中天然气的瞬时流量。

　　色谱分析仪通过两个R S 485接口用MODBUS通讯协议，将色谱分析数据传送至两个超声波流量计(FT-1603A/B),每台超声波流量计再各通过一个RS485接口用MODBUS协议将各项用色谱数据补偿计算出的流量数据传送给PCS系统，并通过操作站显示记录。在该方案中，过程控制系统不参与色谱分析仪和气体超声波流量计的数据交换，只接受流量计算机的输出并在上位监控机进行显示。

　　数据流向：色谱分析仪超声波流量计PCS;

　　超声波流量计算机为master,色谱分析仪设置为slave。在流量计算机和PCS通讯中，色谱分析仪设置为slave，PCS为master。

　　图1 计量系统原通讯结构

　　该套方案的设计在理论上是可行的。但是，在渤南终端的实际运行过程中，出现了系统的工作稳定性较差，影响计量系统准确性的问题。

　　3.计量系统故障及解决方案

　　本项目超声波流量计量系统投用过程中，流量计算机和色谱分析仪之间的通讯很不稳定，流量计算机不定时的出现异常报警，而每一次异常报警，都使得流量计算机中包括“累计体积流量”在内的部分重要数据丢失。数据丢失对作为贸易交接的流量计而言是致命的故障。

　　方案一：设置色谱分析仪的目的，在于分析外输天然气的组分，提供给流量计算机补偿，以获取流经流量计的准确体积流量，可以采取定期使用化验室的色谱分析仪对天然气组分进行分析，并将化验结果手动输入流量计算机进行补偿，示意图如图2所示。