天然气生产经营是西南油气田分公司的主营业务之一，天然气计量一直是公司生产经营中的关键基础工作，其技术性强、工作量大，孔板流量计占分公司天然气流量计的40%以上，通过孔板流量计销售的天然气占总量的 70%（估计）以上，孔板流量计的维护管理环节多、工作量大，一直困扰着公司的计量工作者。

传统的天然气计量管理模式依靠计量操作人员、计量技术人员、计量管理人员的人工监视、人工分析为主，效率低下，耗时费力，消耗大量的人力资源。随着气田信息化建设，数据采集、传输能力不断增强，无人值守站越来越多，有效降低了站场工作人员的劳动强度的同时，如何保证天然气计量系统的正常可靠运行，已成为制约计量管理技术发展的技术瓶颈。

因此，研究开发孔板流量计诊断系统，利用现有的计量系统和通讯手段获取现有孔板流量计量系统的设置参数、事件记录和计量数据等基础数据，对其进行分析和评价，快速诊断系统的运行状态，对运行正常的系统给予“绿色”标识、对有故障风险的给予“黄色”标识，对已呈现故障的系统给予“红色标识”，达到快速诊断计量系统的运行状态是否正常的目的。

系统功能  /System function

我们设计的天然气流量计诊断系统是一套符合国家标准和规程要求的具有测量功能和诊断功能的流量计诊断系统（简称诊断系统），该诊断系统最大程度兼容了现有的孔板流量计二次仪表（流量计量系统）。孔板流量计诊断系统可以就地诊断，利用已有计算机网络也可以实施远程诊断。

该系统主要功能包含：

（1）孔板流量计系统数据传输标准规范、传输协议。

（2）孔板流量计诊断系统技术规范，包含：诊断的基本标准方法、判断依据的制定及诊断报告标准格式等。

（3）使用现有信息化网络收集或获取现有孔板流量计计量系统的所有基础数据。

（4）实现传统的 A/D 数据采集，也可以实现 HART 协议数据采集，即可以兼容新老数据采集模式。

（5）诊断控制器的功能：

a 针对传统的 A/D 数据采集系统，开发控制器，包括：高准确度的电信号源及智能转换模块，形成参考信号源，定期自动（可远程）诊断电信号采集通道的准确性。

b 对直接使用 HART 数字传输的测量系统，诊断控制器包括 HART 协议的数据转换。

c 采集现有计量系统的基础信息，包括：计量系统硬件（包括流量计算机硬件信息、CPU 占用率、系统资源及性能监视信息、UPS 电源及在线性能信息等）基础信息，操作系统软件版本、计量系统软件、数据库软件等系统数据。

（6）诊断系统的工作模式

诊断系统可以以两种方式工作：

a 就地诊断：诊断人员到站场实施就地诊断，可以获取系统所有可获取的数据和信息，开展全面的诊断。适应于对系统的详细诊断。

b 远程诊断：将诊断系统的信息归纳整理，借助信息化网络，传输至管理中心，可以实现远程诊断。受网络传输的限制，远程诊断的能力将会有所下降，但远程诊断可以实现一个中心诊断多个站场的目的，效率大大提高。

（7）诊断报告的生成

包括：计量系统硬件诊断、操作系统级软件诊断、计量系统软件的诊断、数据库及数据有效性的诊断、系统事件与系统数据的关联性诊断、诊断报告的格式。

模拟量的采集

对于目前各井站上的各种信号，例如差压、压力、温度、油压、导压、输压等现场仪表输出的模拟量标准电信号，目前的孔板流量计系统已经具备 RS485 通讯接口的 A/D模块进行数据采集，同时，我们通过目前的孔板流量计系统具备的数字通讯接口将现场的所有模拟信号传输至诊断控制器，再由远程诊断系统进行远程实时读取。

现场数字信号的采集

对于现场的数字信号，例如旋进旋涡流量计、差压式智能流量计等，由于其本身具备了 RS485 通讯接口和 Modbus 协议的数字信号输出，因此由具备双向 RS485 接口的诊断控制器进行数据采集，将采集到的数据经过汇总然后再由远程诊断系统进行远程实时读取。

另外，我们设计的诊断控制器具备了 HART 协议接口和通讯适配器。所以现场具备HART 协议接口的差压、压力仪表可以直接将数字信号输入至诊断控制器，再由远程诊断系统进行远程实时读取。