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孔板流量计累积流量与DCS显示的不一致的研究与改进

作者: 来源: 发布时间:2017-10-13 13:47:30

本文地址:http://www.ixmiagro.com/news/57.html
文章摘要:孔板流量计累积流量与DCS显示的不一致的研究与改进,道子所称果菜,形势严峻岛城大堤。

       本文对孔板流量计和 DCS 的匹配问题上,大发棋牌官网_网上赌场游戏_网上赌搏网站:实际上所有的数据都存储于 Oracle 数据库里。比如一个特定孔板流量计进行过的所有校准,每次校准的过程参数都在一次校准完成后自动储存于数据库并永久保存。通过集成的报表程序,只要有孔板流量计的序列号就可以查找到它的任何校准数据并自动生成制定格式的报告。

 
1  控制系统用于孔板流量计校准装置的设计
        对于孔板流量计校准的装配范围,PLC 的应用使用也很普遍,为了体现高度的自动化统计效果,一定要进行多重控制逻辑结合。集散式工业控制系统被用在流量装置中,能体现控制能力的多样性,把流量计校准装置的控制系统展开了一个新局面。但同时有考虑到校准装置的特殊性,各个组成部分的特性和计量性能的条件;为了让系统的相关研究者更容易了解更加简单明了,以下是对控制系统特点的概述。
 
1.1 多线并形控制结构
        因为流量计的尺寸的多变化和流量计的速度变化,关于上游下游直管段长度的需求,一般大型的流量校准系统都是由多条管线并排构成的。我们经常见到的系统中也有很多集散式控制模式,但是都只能做到一次进行一条管线的校准。显而易见,流量计尺寸的不同在进行校准时可以不同程度上对设备的使用率有所提高,对待量化生产的环境上也有很重要的作用。但是确实做到自动同时进行校准,对装置组成和控制系统上有很高的要求。前提是要保证一个完善的系统然后要保证每条管线必要也要配有控制系统。控制系统一般表现为实时运行的步骤,同时包括着控制系统的逻辑以及多种多样的实时通信模块,其占据系统资源面积也大,也同时也对计算机系统运行有较高的条件。针对校准的装置,一共有 11 条管线,每条管线都有阀门、换向器、水箱等等来组成的独立回路。回路又是由一个单独的服务器来控制系统,其系统的构建不但保证了每条管线控制的响应时间,而且还能使每一个管线校准的过程不会因为其他问题的错误产生而改变,最为核心的是可以为多管线组成系统提供了一定的有力条件,使多管线组成系统更高层的、更自动化的统一。如图 1 系统布局图所示。
 
1.2 动力、标准器资源的分配,跨线连通的实现
        校准装置可以把资源分为三个部分,其中有动力部分和标准部分以及校准管线 1-11 跨线联通控制。动力部分所包括的 11 条管线,11 条管线中又含有提供流量的立式涡轮泵和马达还有变频器,都是由一个服务器控制。标准器部分也是有一个独立的服务器来控制的,其中还包括这 16 个连接到各个条管线中的科里奥利质量流量计和下游的控制阀门以及 9 台秤等等。每一条校准管线都是由一个服务器来控制的,相对应的管线还包括阀门和温度以及传感器等等。跨线连接控制是上游和下游管线之间的位置,都是相互连接的阀门,最主要还能控制标准器资源之间的信号流更换。图 2 标准器资源之间连接信号流切换示意图。
        如图 3 所示,每一条管线横向连接和它们之间的纵向连接组成。每一条横向连接管线的左边代表某一个尺寸的校准管线,右边代表标准器资源。Gxx_Rxx 为决定当前管线和其配对的标准器资源是否建立连接的开关,Gxx_Rxx 为决定是否建立当前管线与其他标准器之间连接的开关,其功能由相应的继电器电路实现。同理,上游的不同功率的水泵也可以利用相同的原理和各个管线进行配对。
        由此可见,理论上这种分配的方法使得任何管道可以和任何动力和标准器实现配对,最大化的利用系统资源来满足各种苛刻的校准或验证需要。
 
        另外,这样的功能实现了更宽的量程比。对于使用换向器的静态称重法来说,必须解决在更宽的量程比下,在达到极端流量时喷嘴水流的汇聚性、稳定性。为此该系统创新的使用了双喷嘴设计。双喷嘴结构由位于主干路线上连接大控制阀的大喷嘴和从主干管路分支出来的连接小控制阀的小喷嘴组成。在小流量下,使用小喷嘴;当流量上升使得管路中压力不成比例上升时,关闭小喷嘴,使用大喷嘴;同理当流量最大时,同时使用大小喷嘴。由于应用了这样的设计,根据实验数据,每个标准器都可以达到25︰1 的量程比。
 
1.3 称重法和标准法混合系统的控制个管理
        校准装置是一个可以同时使用标准表格换向器的称重法的混合系统。每一条管线的下游范围都是连接着一个以上的科里奥利质量流量计。对于尺寸的不同都有取得认证的流量区域,然而不同标准表的单独或是组合使用时,都要进行标准校准模式的考虑是不是大量程比的需求。
 
        称重模式下,换向器的光电感应器同步信号,对开关的信号要使用水箱里的水质量,另一方面则使用起止待测表累计脉冲计数。
 
        标准模式下,同步信号并非由任何物理设备触发,而是由标准的服务器进行操作。此信号分为两路:一路主要是控制标准表的计数器的开关,二路主要是控制待测表脉冲计数的开关。依据以太网通信,系统动力控制、标准器控制和联通控制服务器为共享资源,可以被管线服务器访问;而管线服务器直接无必然联系,所以不可互访。所以对于操作者来说,任何一条管线的控制系统都可以通过适当的路由虚拟的调用任何共享资源,在更宽范围的量程范围内进行孔板流量计校准。
 
1.4 双击时脉冲插补计数器的应用
        脉冲计数的不确定度贡献在校准系统的综合不正确度合成里处于可以忽略的量级。这就要求一次校准的脉冲总数大于 20000个。
 
        双计时脉冲插补是利用两个高速计时器和相应的开关逻辑,在检测器信号和孔板流量计脉冲的控制下,将脉冲计数分辨力由整数计数提高为整数脉冲加上小数的技术。将它应用于校准系统的待测表脉冲计数中,可以保证在脉冲量不足的情况下,系统对于待测表脉冲计数的不正确定度也能小于 0.01%。关于双计时脉冲插补计数的实验论证,美国石油学会的石油测量手册中详细描述了双时差脉冲插补计数实验的过程和结果。
 
1.5 变送器自动识别及自动组态功能的实现-HART-以太网链路
        校准装置系统是一个主要功能是借助 Oracle 数据库的支持,实现与多种孔板流量计变送器的智能通信,从而根据不同技术,不同尺寸的孔板流量计和校准装置的特点,出来自动的进行组态,还可以灵活的在不同流量下自动设定最优过程参数。变送器有本安型和普通型,要求校准系统能根据不同类型来变换连接方式。艾默生电气系统接口电路能智能检测出类型,从而决定是否给相应的变送器的模拟和脉冲回路供电。数据库的广泛应用也对该系统能够识别和校准多种流量计发挥了重大的作用。当用户把一个电磁变送器接入系统时,系统能够很快的识别,利用 HART 命令读取变送器内与校准相关的参数,或者进行组态;当校准完成,开始验证以前,能将校准系数写入变送器,并于不同流量点设定系数,完成验证。当非 HART 通信协议的变送器需要与流量管连接一起校准时,系统可以利用其 FIELDBUS/PROFITBUS-HART 转换器将其他信号转换为 HART 与系统通信。
 
2  结论
        校准装置有着许多创新的设计,应用了前沿的技术,同时结合了丰富的过程控制经验和对流量计量的深刻理解,是当今校准装置设计不可多得的范例之作。虽然此装置尚存在改善空间,比如根据流量和扩展不确定要求对标准器的自动选择,但其设计体现的概念和意图体现了很高的技术水平,给装置的发展指明了方向。

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