精彩案例 | 智能系统助力高效精准的天然气管理系统

　　在瑞士西部，由 Gaznat 燃气公司经营的天然气供应站点正逐步配备新的监测设备。该能源供应商正与倍福瑞士分公司合作，特别使用 ELX 端子模块直接连接本安型现场设备，以提高监测效率和精度。此外，他们采用的方案还简化了数据收集的流程，大幅减少了安装工作量，并显著降低了成本。

　　EtherCAT 防爆端子模块助力监测天然气供应网络

　　总部位于沃韦的 Gaznat 公司经营的站点涉及到天然气工业中的重要流程。天然气减压是指将天然气压力降低到输送给用户时所需的数值，通过减压可以将天然气压力从约 38 bar 降低到规定的 5 bar 以下。随后，天然气被输送给当地公共事业部，再由他们供应给当地居民、其它终端用户和工业用户。

　　EK9000 Modbus TCP/UDP 总线耦合器与 EL 和 ELX 端子模块串联。

　　作为天然气供应商和各市政公共事业部门以及负责当地供应网络的区域性机构之间联络的桥梁，Gaznat 公司每年输送的能源当量超过 13 亿千瓦时。公司的主要任务是建立、维护和运营瑞士西部的天然气高压输送网络：约 600 公里的天然气管道以及 50 个天然气减压计量站。Gaznat 公司在沃韦和埃格勒基地共有 62 名员工。

　　天然气输送基础设施数字化转型

　　Gaznat 公司需要根据其各个设备的技术特点定制数字化和电子解决方案，以保护、管理和远程控制其供应网络。站点内的基础设施包括了很大比例的机械设备，它们也配备了先进的电子元器件，这是实现天然气供应网络数字化转型的前提。与电网一样，天然气基础设施目前的发展趋势是广泛采用智能电网系统和设备。根据 Gaznat 的应用经验，倍福产品大力推进了天然气基础设施的数字化转型。天然气压力控制系统控制柜中安装的各种 EtherCAT I/O 组件，尤其是 ELX 系列防爆端子模块，很好地彰显了倍福的创新实力。所使用的 ELX 系列包括宽度为 12 mm 和 24 mm 的数字量和模拟量端子模块，它们可用于直接采集来自天然气流经站段内现场设备的信号。

　　这意味着设备内的所有数据点都可以直接连接标准区域或防爆区域内的 EtherCAT 端子模块。这样可以显著简化整体安装和布线工作，无需使用本安型安全隔离栅或其它信号转换器等中间设备。倍福拥有大量 EL 系列 EtherCAT 端子模块可供选购，Gaznat 在其中找到了连接所需的所有产品，例如，用 EL3443 和 SCT 电流互感器监测电力消耗、站点内照明状态和天然气加热的控制数据。所有这些数据随后通过 Modbus 耦合器传输至控制系统，以进行进一步处理。Gaznat 认为，该解决方案的优势在于它采用模块化设计，具有高度灵活性，并有全面的 EtherCAT 端子模块系列可选。

　　Gaznat 公司自动化经理 Bertrand Luisier(左)和倍福伊韦尔东分公司经理 Vincent Hauert(右)正在讨论天然气供应基础设施的数字化转型可以带来哪些优势

　　Gaznat 公司自动化经理 Bertrand Luisier 在解释 ELX 端子模块的特殊优势时说道：“倍福为我们专门开发了可与用于连接本安型 NAMUR 现场设备的 ELX1058 8 通道数字量输入端子模块配套使用的固件，它可以直接与天然气流量计对接。这样就省去了用于从该传感器采集数据的设备。计量表信息可以直接传输给控制系统，而不是像以前那样需要串行接口。倍福的产品开发团队能够快速响应客户的这种特殊需求，这是一个很大的优势。最终，这一实施方案在站点数据和网络运营商的系统监测之间建立了连接，由于不再需要传统的安全隔离栅，因而显著减少了电子设备的使用。在空间方面，现在所有设备都可以放到一个大的控制柜中，而以前则需要两到三个控制柜。”

　　显著降低成本

　　据 Gaznat 公司称，在经济效益方面，使用倍福的 EtherCAT 端子模块，尤其是 ELX1058，可以大大降低运营成本。例如，与传统系统相比，改造后的站点系统成本节省了约 50%，价值数千瑞士法郎，同时故障排除工作也得到显著简化。

　　ELX1058 EtherCAT 端子模块

　　ELX1058 数字量输入端子模块能够直接连接位于防爆区 0/20 或 1/21 区中的本安型 NAMUR 现场设备，并可根据 IEC 60947-5-6 标准采集设备信号。传感器的电压为 8.2 V，并返回可诊断的电流信号。这样，除了电流开关状态之外，它还可以检测是否有断线和短路。LED 指示信号状态以及任何错误状态。在软件方面，可以定义每个通道连接正或负开关传感器。这意味着无需进行任何修改，即可将 NAMUR 的断开触点和干接点集成到控制系统中。此外可以关闭故障 LED 灯，因而在连接无源触点时不会显示任何错误。