技术摘要：
本发明公开了一种可降低天然气计量输差的分线计量控制装置与系统，涉及天然气控制设备技术领域，具体方案为：包括分线计量器、处理器、控制阀和压力传感器，分线计量器包括至少两组量程范围不同的流量计，流量计、控制阀和压力传感器均与处理器信号连接，燃气管道设有  全部
背景技术：
对于民用燃气公司而言，由于计量误差所造成的供销差(供气量与销气量之差)将 影响到公司的经济效益。尤其是工业用户，计量仪表量程大，当用气量不足仪表的起步流量 时，会产生漏计，对公司销售极为不利。而且随着地方经济的快速发展和用气企业的不断增 多，工业用户客户将越来越多，由于计量造成的供销差率已成为影响燃气公司销售收入的 主要原因之一。 以重庆渝川燃气有限责任公司为例，该公司面向重庆、合川、南川、万盛和四川达 州西以及渝合沿线的工业和民用气市场，在短短的5年时间内发展成为重庆市供气商“前三 甲”，日销售天然气达100余万立方米。但由于计量误差所造成的供销差(供气量与销气量之 差)长期以来影响着公司的经营状况，影响到公司的经济效益。尤其是工业用户，计量仪表 量程大，当用气量不足仪表的起步流量时，会产生漏计，对公司销售极为不利。而且随着重 庆经济的快速发展和用气企业的不断增多，工业用户客户将越来越多，由于计量造成的供 销差率已成为影响该公司燃气销售收入的主要原因之一。专利申报人长期为油田天然气公 司开展科研服务和技术合作，深知天然气输差问题对天然气公司的重要性。而且调研情况 表明，所有天然气公司均不同程度地面临输差问题的困扰。 另一方面，天然气管网设计阶段都是根据用户正常用气需求进行设计并安装运行 的，因此，管道及计量仪表均按照正常用气工况进行设计和选择。当实际用气量降低，尤其 是在短时间内某些管路系统用气量极低且持续时间不长的情况下，可能导致计量不准甚至 于漏计。以重庆渝川燃气公司为例，该公司长寿工业园区φ108管线目前已有23家工业用 户，但该段管无总计量，用户分散，管线较长，输差不易控制，给整个计量工作管理带来困 难。该108管线日用气量波动幅度较大，单日最大用气量有时达18000立方，接近20000立方， 而最少时仅几百立方，甚至只有100余立方。另外，长寿工业园区存在不少的潜在工业燃气 用户，预计未来2-3年，用气量会显著增加，日用气量波动幅度将加剧。公司各用气单位用气 量极不均衡，按照2012年10月至2013年1月四个月的用气数据表明，单日用气流量在0.之间 变化，这个波动有时会低于现有孔板流量计的起步流量，从而导致计量不准确或漏计。 对于天然气公司而言，贸易交接计量中的输差将直接影响公司的经济效益。而供 气管网及其计量仪表在设计时针对的是用户正常用气工况，当用户用气量急剧下降时，管 网可能出现喘振，仪表会计量不准甚至发生漏计，从而影响公司销售利润。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种可降低天然气计量输差的分线计量控制装 置，针对目前大流量用户计量仪表的起步流量普遍偏高，当用气量低于起步流量时仪表不 3 CN 111578145 A 说　明　书 2/10 页 能准确计量的缺陷，为达到“微小流量能计量、大流量能准确计量”的目标，基于过程控制理 论和流程模拟技术，创新性的将分程控制与分线计量相结合，提出了天然气分线计量技术 与方案用于该问题的解决。并就天然气分线计量方案及控制器进行了设计和技术实现，为 后续天然气分线计量的推广应用打下基础；本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得 以实现的： 一种可降低天然气计量输差的分线计量控制装置，包括分线计量器、处理器、控制 阀和压力传感器，分线计量器包括至少两组量程范围不同的流量计，流量计、控制阀和压力 传感器均与处理器信号连接，燃气管道设有至少两条并联设置的支通路，两条支通路均与 燃气主通路连接，每条支通路上均设有流量计、控制阀和压力传感器，流量计和控制阀数量 与燃气支通路数量相匹配。 作为一种优选方案，压力传感器包括压力变送器和/或差压变送器。 作为一种优选方案，处理器为PLC控制系统，PLC控制系统包括PLC控制器、安全栅、 避雷器和仪表盘。 作为一种优选方案，可降低天然气计量输差的分线计量控制装置还包括节流装置 和压力表。 作为一种优选方案，流量计为气体罗茨流量计，气体罗茨流量计型号为 PN1 .6DNDNDN100、PN1 .6DNDN50和PN1 .6DNDN25；PLC型号为西门子1215C-S7-1200，添加 6SE7231-4HD32-0XB0四路模拟量输入模块；节流装置为高级阀式孔板节流装置 PN1 .6DNDNDN100，控制阀为防爆电磁阀，电磁阀型号可选用PN1 .6DNDNDN100和 PN1.6DNDN50。 现场所有信号进入控制箱需安装安全栅；控制箱电源为220V；PLC控制器可采用分 程控制原理，根据输入的不同范围值分别控制三个电磁阀的执行机构，实现计量切换和自 动控制；PLC控制器是以分线上的气体罗茨流量计计量的各分线天然气流量作为控制依据， 各流量计均以电信号输出去控制器，由PLC控制系统实现计量切换和自动控制。 一种可降低天然气计量输差的分线计量控制系统，基于上述的可降低天然气计量 输差的分线计量控制装置，其特征在于，包括软件和上述的硬件，软件包括处理单元、至少 两个监测单元、控制单元和显示单元；处理单元用于对信号进行处理，监测单元用于对天然 气支通路进行监测并将监测信息发送至处理器，处理器向控制单元发出信号，控制单元用 于控制不同天然气支通路的通断，显示单元用于操作人员与微处理器的信息交互。 PLC控制系统含PLC控制器(防爆)、组态软件、安全栅、避雷器、仪表盘、现场仪表到 现场控制箱电缆、继电器、防爆挠性连接管、现场紧急停车按钮等。 作为一种优选方案，显示单元为基于HTLM5网关的显示界面。 软件部分包括初始化、输入采样并滤波、把采样的数字信号还原成流量值、通过对 流量的比较控制管线阀门。 一种可降低天然气计量输差的分线计量控制方法，基于上述的可降低天然气计量 输差的分线计量控制系统，其特征在于，包括以下步骤： S1：系统初始化； S2：任一天然气支通路导通并进行计量； S3：在天然气流量达到支通路中流量计的阈值，进行逐级切换。 4 CN 111578145 A 说　明　书 3/10 页 作为一种优选方案，天然气支通路中流量计中预留10％的冗余值。 作为一种优选方案，相邻量程支通路切换时，采用先开启目标支通路，后关闭原始 支通路 综上所述，本发明具有以下有益效果： 本发明提供的一种可降低天然气计量输差的分线计量控制装置与系统完成了PLC 控制器的硬件设计和PLC软件系统的设计和实验室测试工作。PLC控制器的控制原理主要是 根据分线计量的流量来控制电磁阀开关，并在一定的流量范围内进行切换。提高了天然气 计量精度，对于燃气企业，增加了经济效益。 可降低天然气计量输差的分线计量控制装置分线控制切换稳定，分线计量工况稳 定，控制器工作平稳、正常、切换频率低，切换稳定性达95％以上。分线计量方式日相对输差 降低了50％，平均仅为-0.382％，在孔板流量计精度基础上平均提高了10％左右。 附图说明 图1是本发明实施例的三线模式的可降低天然气计量输差的分线计量控制装置的 撬装工艺设计图； 图2是本发明实施例的可降低天然气计量输差的分线计量控制装置硬件设计图； 图3是本发明实施例的基于HTML5的可降低天然气计量输差的分线计量控制装置 功能设计图； 图4是本发明模拟量模块接线图； 图5是本发明实施例的两线模式的可降低天然气计量输差的分线计量控制装置的 撬装工艺设计图； 图6是本发明实施例的执行器以及管道结构图； 图7是本发明实施例的流程框图； 图8是本发明实施例的数据传输图。