原油交接动态计量系统的设计与实现

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1、原油交接动态计量系统的设计与实现杨水林蒲微朱艺峰新疆油田分公司陆梁油田作业区摘要：原油交接计量一般采用大灌人工计量交接方式，原油动态交接计量系统实现原油在线动态交接，大幅提高劳动生产率和交接精度。该系统下位机采用E16IRTU控制器进行数据采集和控制,上位机采用组态王组态用户界面。计量模块利用VisualBasic编程工具开发，算法采用相应的国家标准，并可实现原油自动取样、交接凭证自动生成、打印等功能。关键词：动态计量；RTU；DDE；流量计1.引言油气计量分为油、气井产量计量和外输流量计量两种，其中外输计量是对石油和天然气输送流量的测定

2、，它是输出方和接收方进行油气交接经营管理的基本依据。本文介绍的就是原油的外输计量系统。在没有应用原油交接动态计量系统之前，原油交接计量工作是通过查原油体积温度修正表、原油体积压力修正表、标准密度表和标准密度转换为15度密度表等多种原油计量表格来进行人工计量。因此，每次原油交接时都在做一些重复的查表工作，工作效率很低而且容易出错。随着计算机技术、工业控制技术的迅猛发展，计量方式向自动化、智能化、远程化方向拓展，采用原油交接动态计量系统可以降低员工劳动强度、提高劳动生产率，并且提高了计算精度。2.系统硬件结构原油交接动态计量系统主要完成原油长

3、输管道的连续计量，属于长时间（超过24小时）的连续性计量，每8小时计算一次输油量。此系统由流量计、压力变送器、温度变送器、取样器、下位机RTU控制器、上位机数据监测和计量软件系统组成。其系统硬件结构图如图1所示。RTU通过计算机串口与原油交接计量系统的上位机通讯，它向上位机传输采集到的实时监测数据，同时接收从上位机发送的计量和取样等命令，实现自动取样和计量。3.系统软件结构下位机控制器采用北京安控公司的E16IRTU，它负责数据采集和对取样器的控制，上位机数据监测和计量系统主要是在组态王软件上进行二次开发而成的，其中，计量的计算模块单独由

4、VisualBasic开发，它和组态王软件756采用DDE方式通讯。其系统软件结构图如图2所示：外输RS232进油储油罐1#流量计温度变送器压力变送器压力变送器RTU控制器数据监测和计量系统图1系统硬件结构图温度变送器2#流量计取样器图2系统软件结构图采集数据控制采样器监测自动计量显示报警生成报表下位机ModBusRTU自动计算模块DDE数据库ODBC上位机自动取样1.组态王与I/O设备的通讯1.1.组态王与计算模块程序的通讯组态王与计算模块采用DDE（DynamicDataExchange）技术进行通讯。计算模块采用VB实现，设计一个用

5、话题名VBDome为其窗体名的一个窗体，并且其LinkMode属性设置为“1-Source”,LinkTopic属性设置为VBDome。组态王把计算模块看成是一个标准的I/O设备，其方法是首先在组态软件中添加一个DDE设备，定义该设备的连接对象名为VBDDE，然后指定其服务程序名VBDDE和话题名VBDome。其数据交换方式是标准的Windows756项目交换。通过组态王的数据词典来连接该DDE设备，其项目名是计量服务程序VBDome窗体中对应的数据显示控件名。这样组态王中的I/O变量就和计量服务程序的数据显示控件同步。计算模块可以接收组

6、态王的命令码也可以将计算结果传给组态王。1.1.组态王与控制器的通讯组态王和下位机控制器采用RS232串口进行通讯，其方法是首先在组态软件中添加一个以Modbus(RTU)为通讯协议的串口设备，首先给安装的设备指定唯一的逻辑名称echo，选择与设备所连接的串口com1,指定设备地址为1，最后再设定串口通讯的波特率。组态王数据词典的I/O变量通过设置控制器寄存器相应的地址来连接该串口设备，这样组态王就和控制器建立了会话。2.系统计算模块实现首先，系统需要获取相关的参数,如流量计累积体积、流量计出口温度、流量计出口压力、视密度(化验密度)、视

7、温度(样品温度)、含水率和饱和蒸气压。然后，根据国家标准《原油动态计量油量计算》（GB/T9109.5-1988）计算出计量时间段内的净输油量。具体的计算过程如下：⑴记录计量时间内流量计的开始读数和结束读数，计算出累计体积值Vi；⑵每隔两个小时记录一次流量计出口温度和流量计出口压力，最后求出流量计平均工作温度t和平均工作压力P；⑶每隔两小时取样一次，四小时掺和成一份组合试样，测出视密度ρt和含水率W的平均值；⑷根据视温度VT和视密度,采用线性变换法查原油标准密度表,求出标准密度ρ20；⑸根据标准密度采用线性变换法从15度密度表中查15度密

8、度ρ15；⑹根据视温度、15度密度计算油品压缩系数F；F=ex*10-6其中x=-1.62080+(21.592*t+0.5*n)*10-5+(87096.0/ρ152+0.5*n)*10-5