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1．引言
天然气计量间用于计量用户的用气量，以此作为收费的依据。传统的人工抄表方式由于天然气计量间地域分布较广，每次统计各单位的用气量需要耗费大量人力及物力等资源，工人工作效率低，同时公司领导及相关部门无法及时、动态地了解各用户的天然气使用情况，阻碍了公司输差等管理水平的进一步tigao。
另外，由于未对计量间实施24小时连续在线监测天然气浓度，当计量间发生天然气泄漏时，管理部门无法在时间获取该紧急情况，存在着极大的安全隐患。
为了进一步tigao天然气集输公司安全管理水平及计量、输差管理水平，tigao资源利用率、tigao员工工作效率、降低生产运行成本，建议实施天然气计量间远程监测及管理系统。
该系统利用先进的计算机技术、通信技术和信号处理技术，利用计算机系统实现对各计量点的天然气浓度、liuliang的自动测量、数据存储、分析、统计等，公司领导及管理部门可及时了解计量间的安全及生产情况，为公司领导快速、准确地控制输差、制订生产决策提供科学依据。
2．设计原则
2．1安全可靠
由于系统应用场合为易燃易爆场所，作为系统投入使用的前提，我们对系统特别是现场采集系统采取了隔爆、防爆措施，大程度地保证了系统的安全可靠。同时通过各类措施防止系统设备自身的被盗问题。
2． 2经济可行
本系统充分在已有的设备的基础上，通过无线方式传输现场数据，利用计算机对数据进行综合管理，并根据需要打印各类报表。此系统的使用必能大量节约人力、物力支出，降低了工人的劳动强度，tigao了工人的工作效率，具有很好的经济效益。
2． 3技术先进
本系统结合了计算机技术、无线通信技术，使用微软的大型数据MS SQL SERVER作为数据管理系统，使用专用软件进行数据分析、统计，保证了系统的先进性。
2． 4易于扩展
本系统采用开放的设计模式，无论是软件功能还是硬件采集单元所采集的信号均可方便地扩展。
3．系统结构

本系统按照功能可分为五个部分，分别为：
 现场数据采集处理单元；
 数据传输网络；
 天然气计量间供电单元；
 数据管理平台；
 计量数据综合管理软件；

3．1现场数据采集处理单元RTU-1600
由中央处理器、信号（数据）转换模块、显示模块、通信接口模块组成。
3．2 CDMA技术
CDMA技术是当今先进的通讯技术，具有容量大，传输速度快，质量高等优点。其快速的信息响应时间和分组交换技术，可保证用户实时在线和信息的迅速传递，利用CDMA技术进行数据传输是理想的方式。
其特点如下：
 可实现点对点、中心对多点等数据传输；
 实时在线，实时进行数据传输，因使用独立的数据信道，不争夺话音信道资源，因而性能更稳定；
 资费低，按数据liuliang收费，没有数据量传递时，不产生费用；
 传输速率可达153.6kbps, 约为GPRS的5倍；
 组网简单，无缝覆盖；
 可方便联入互联网；
 可以跨区域、省市使用,不存在漫游费用,节省通信开支；
3．3天然气计量间供电单元
由于天然气计量间具有很高的防爆要求，并且无法提供220V交流电源，因而考虑采用太阳能电池对位于计量间的数据采集单元及无线通信模块提供电源。
太阳能供电系统包括：电池板、蓄电池、控制器、DC—DC转换器、控制箱及附属配置（电线、接插件等）。
太阳能供电系统规格：
 光伏电池板符合国家标准，使用寿命10年；
 蓄电池符合信息产业部电信设备进网标准。正常浮充使用寿命3年；
 控制器为智能控制，并具有过放、过充保护及防反接、输出短路、过载、温升保护功能；
该太阳能供电系统在日照4h/d，连续阴雨天3天的情况下，能够24小时连续提供12V/100mA直流电源，并且保证每小时提供为期2分钟的12V/0.5A供电。
3．4数据管理平台
采用微软公司的SQL SERVER2000大型数据库管理系统。
该系统易于维护，可满足大型数据管理的要求，同时该管理平台可与油田公司现行的工程数据库ORACLE系统方便地实现数据共享。
SQL Server 2000是微软公司新版的大型数据库服务器，其性能指标在各方面都有赶超Oracle数据库的趋势。
SQL Server2000是一个功能完备的数据库管理系统。它包括支持开发的引擎、标准的SQL语言、扩展的特性(如复制、OLAP、分析)、存储过程、触发器等特性。
 易用性
SQL Server与bbbbbbs界面风格完全一致，且有许多"向导(Wizard)"帮助，因此易于安装和学习。
 兼容性良好
由于bbbbbbs操作系统占领着主导地的位，选择SQL Server一定会在兼容性方面取得一些优势。另外，SQL Server 2000 除了具有扩展性，可靠性以外，还具有可以迅速开发新的因特网系统的功能。尤其是它可以直接存贮XML数据，可以将搜索结果以XML格式输出等特点，有利于构建了异构系统的互操作性，奠定了面向互联网的企业应用和服务的基石。这些特点在.NET 战略中发挥着重要的作用。
 数据仓库
Microsoft SQL Server 2000增加了OLAP(联机分析处理)功能。OLAP可以通过多维存储技术对大型、复杂数据集执行快速、的分析工作。数据挖掘功能能够揭示出隐藏在大量数据中的倾向及趋势，它允许组织或机构大限度的从数据中获取价值。通过对现有数据进行有效分析，这一功能可以对未来的趋势进行预测。
3．5计量数据综合管理软件系统
位于公司中控室的计算机（中央控制机）根据系统预设的时间，向各计量间RTU发出数据读取指令，接收到指令后，各计量间RTU将liuliang计数据通过传输网络返回到中控机，经过处理后显示并存入数据库服务器。综合管理系统软件可对数据进行进一步的统计、分析、处理，形成各类报表及图形，并打印输出，供公司领导及管理部门做出科学决策提供依据。
经过授权的用户可以通过局域网浏览相应的天然气供应情况。
具体功能为：
 系统及用户权限管理
公司生产运行管理部门具有别的权限，可对所有信息进行查询、维护、更新等操作；
公司领导具有别的浏览权限，通过WEB可查询所有信息，但无权对shujuxiugai；
天然气集输公司局域网内用户经过授权后通过WEB可查询相应信息。
 天然气计量间可燃气体泄漏检测报警
现场数据采集单元实时检测天然气计量间可燃气体浓度，当浓度达到报警设定值时，实时报警，减少安全隐患，提供公司安全管理水平。
 实现远程抄表，tigao员工工作效率，降低劳动强度
现场采集终端获取liuliang及天然浓度等现场生产数据后，通过CDMA或其它通信方式及时将数据发送到中控室监控主机，实现了远程抄表，无需人工现场抄表，极大地tigao了员工工作效率，降低了劳动强度。
 输差实时监测与管理
通过对数据进行分析与处理，可以及时了解公司的输差情况，及时发现输差异常，减少公司经济损失。
 用户用气量异常分析功能
通过对用户用气量的历史数据进行分析与对比，可以及时发现用户用气量发生异常，时间发现盗气、漏气、仪表损坏等情况,减少经济损失.
 所有静态信息更新、维护、补充、查询、打印，包括：liuliang计规格、型号，检定时间，使用年限等
 天然气计量动态信息查询
包括：每台liuliang计的瞬时输量、累积输量、近一次的检定时间等；
 事件、报警记录管理、查询
公司领导及管理部门可随时查询任意时间段任意计量间所计量的天然气输量，并可对计量间的输量设定报警上下限，当单位时间内输量发生较大变化时，系统发出报警提示，供管理部门进行调整。
 远程信息发布
借助油田公司的内部局域网，集输公司各级领导及工作人员可在办公室、家中或车内通过台式机、笔记本、PDA或手机随时相关的计量信息。
通过有线或无线方式与油田公司局域网连接后，相关工作人员经过授权即可浏览数据库服务器中相关的内容。
 信息归档及存储；
所有的天然气计量信息（静态及动态）全部纳入大型数据库管理平台进行管理，可满足公司对计量数据执行快速分析的要求。通过对数据潜在价值的挖掘，能够大限度的从数据中获取价值。
 报表生成、浏览、打印；
根据天然气集输公司的具体需要及要求，可编制各类报表并打印。
 趋势图生成、浏览、打印
根据天然气集输公司的具体需要及要求，可绘制各类趋势图并打印。

3、基于变频调速的恒压供水控制系统

基于变频调速的恒压供水控制系统如图1所示。在图1控制系统中，压力及liuliang是泵浦控制的两个重要参数。VFD-F可借助压力或liuliang传感器回传的电压或电流信号持续跟踪压力及liuliang，泵浦按预先设定的运转方式工作或停止,可大幅度节电并延长马达及泵浦的使用寿命。控制多台泵浦

为了tigaoliuliang，可使用一台以上泵浦组成控制系统，VFD-F可使用内建Relay(或选购Relay卡)控制额外泵浦在需要时的起动或停止，以维持恒压。VFD-F变频器参数的特别设置，可防止扰人的开开停停，提供泵浦之间平顺的转移及维持压力在容许的误差范围。VFD-F可控制任何以马达驱动的泵浦，内建小速度设定点可符合深井泵马达制造厂家的低速度要求。由于VFD-F变频器可使用V/F曲线，设定提供低速能达到的额定转矩，提供正排量泵浦低转速时所需的转矩，使用者不必加大变频器与马达容量，使用Line-shaft透平泵浦时可消除危险转速。

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图1两台泵浦控制配线示意图

4、结束语

泵浦控制系统在各种类型的水站和供配水站有广泛的应用，文中讨论的只是简单的应用情况。由于台达VFD-F变频器是系列产品，有广泛的适应性，欢迎对产品感兴趣的用户与我们合作

在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、liuliang的设定与控制等，而PLC技术是解决上述问题的有效、便捷的工具，因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。

　　如果PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。

　　当PLC扫描频率为10次/min以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器(SSR)，再驱动负载。

　　对于两个重要输出量，不仅在PLC内部互锁，建议在PLC外部也进行硬件上的互锁，以加强PLC系统运行的安全性、可靠性。

　　对于常见的AC220V交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过DC24V微小型中间继电器驱动，避免PLC的DO接点直接驱动，尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。

　　(3)PLC控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是PLC控制系统设计时必须考虑的问题。一般采用以下几种方式：

　　隔离：由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成，所以建议采用1：1超隔离变压器，并将中性点经电容接地。

　　屏蔽：一般采用金属外壳屏蔽，将PLC系统内置于金属柜之内。金属柜外壳可靠接地，能起到良好的静电、磁场屏蔽作用，防止空间辐射干扰。

在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、liuliang的设定与控制等，而PLC技术是解决上述问题的有效、便捷的工具，因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。

　　布线：强电动力线路、弱电信号线分开走线，并且要有一定的间隔;模拟信号传输线采用双绞线屏蔽电缆。

　　3.2PLC控制系统的软件设计

　　在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是PLC应用的关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中，良好的软件设计思想是关键，的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。

　　(1)PLC控制系统的程序设计思想。由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。

　　基本程序：既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序;依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种：顺序结构、条件分支结构和循环结构。

　　模块化程序：把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。

　　(2)PLC控制系统的程序设计要点。PLC控制系统I/O分配，依据生产流水线从前至后，I/O点数由小到大;尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编址，以利于维护。定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保PLC工作运行的可靠性。

　　程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位(不是I/O位)，也要统一编号，进行分配。

　　在地址分配完成后，应列出I/O分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。

　　彼此有关的输出器件，如电机的正/反转等，其输出地址应连续安排，如Q2.0/Q2.1等。

　　(3)PLC控制系统编程技巧。PLC程序设计的原则是逻辑关系简单明了，易于编程输入，少占内存，减少扫描时间，这是PLC编程必须遵循的原则。

　　下面介绍几点技巧：

　　PLC各种触点可以多次重复使用，无需用复杂的程序来减少触点使用次数。

在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、liuliang的设定与控制等，而PLC技术是解决上述问题的有效、便捷的工具，因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。

　　(3)计算机加PLC软件包编程。这种方式是效率高的一种方式，但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试，主要用于中PLC系统的硬件组态和软件编程。

　　3.PLC控制系统的设计

　　PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计。

　　3.1PLC控制系统的硬件设计

　　硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节，这关系着PLC控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。

　　(1)PLC控制系统的输入电路设计。PLC供电电源一般为AC85-240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等);隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。

　　PLC输入电路电源一般应采用DC24V,同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。

　　(2)PLC控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;如果PLC系统输出频率为每分钟6次以下，应继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。

1、引言

在送水工程中，为了维持恒压供水而又节能，除了不用大桶槽或虚耗能源的节流阀而能维持恒压，还必须防止泵浦急速开停循环而导致压力涌浪。采用变频器是个好的解决方法，但在控制上需要技巧。一般变频器由外部PLC或PID控制器接受运转指令，整合调整有一定难度并且比较耗时。台达VFD-F水泵专用变频器使用内建泵浦控制逻辑，大幅简化了送水系统的变速控制。

2、变频调速特性

按照电机理论，电机转速公式为：

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式中：P为电动机的极对数，S为转差率，f为供电电源频率，n为电动机的实际转速。从公式可以看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可平滑地调节电机转速，从而可以连续方便地改变风机的风量。风机是泵类负载，属平方转矩负载，其转速n、liuliangQ、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n,H∝n2,P∝n3，即liuliang与转速成正比，压力与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比。由上述分析可知，通过改变电动机转速就可方便地改变风机的风量，保证空气燃料比的优化；通过改变电动机转速，可以有效保证系统期望的工况，降低系统的电动损耗。在监控系统中使用变频调速技术（变频器）有以下优点：

（1）可方便地实现电机软起动、自由停车。电机均通过变频器或软起动从0—50HZ作缓慢加速起动，减少了机泵因突然高速起动所带来的影响，减少了直接起动时起动电流对电网的冲击；

（2）可tigao功率因数，改善电动机电源质量，保证电动机的功率与实际负荷相匹配，达到系统节能运行的目的；

（3）可消除机泵的喘振现象，使机泵运行处于佳工况状态；

（4）可方便地实现自动控制，使被调节量得到更平稳的调节，增强了系统的稳定性和可靠性。

使用变频调速技术不仅调节方便，而且节能效果也是很明显的，设电动机额定功率为PN，额定转速为nN,转速为n时实际输出功率为P，则节能（用功率表示）△P可以表示为：

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