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化工企業流量計檢定數據采集解決措施



【摘要】最開始采集流量計數據的方法和PLC系統的采集方法都存在種種弊端,本文針對化工企業中存在的以上問題,提出了行之有效的工業控制計算機內置板卡的采集措施,希望對流量計的廣大用戶有所幫助。

化工企業流量計檢定數據采集解決措施
1、流量計檢定概述:
1.1、流量計的發展:
  流量計(f l o w m e t e r)是指被測流量和(或)在選定的時間間隔內流體總量的儀表。
  應用學科:工業自動化儀表與系統;機械工程;流量測量儀表-流量測量儀表名稱。
 流量計的發展,可以追溯到古代的水利工程,以及城市的供水系統。古羅馬時代已經開始采用孔板測量的方法測量居民飲用水的水量。大約公元前1000年,古代埃及曾經采用“堰法”測量過尼羅河的水流量。在我們國家,都江堰水利工程曾經應用的是“寶瓶口”的水位觀測法等。流量計可以分為:節流式流量計、有轉子流量計、細縫流量計、電磁流量計、容積流量計、超聲波流量計和堰等。
 流量測量屬于研究物質的量變的科學,互變規律是研究事物聯系和發展的最基本的規律。因此流量計所測量的對象不僅僅限于傳統意義所講的那種管道式液體,凡是人們需要掌握的有關量變的地方,都會有流量的測量問題。流量、壓力和溫度是三大重要檢測參數。一定的流體,只需要知道以上的三個參數即可計算這種流體所具有的能量,所以在能量的轉換測量中,檢測這三個參數是必須做到的。
 
1.2、流量計的檢定:
 流量計屬于一種可以長期的、連續進行工作的高精密的計量設備。為了確保流量計的測量精確, 流量計在長期工作時,必須要通過體積管的運用,對流量計進行定期的檢定,檢定周期通常是6個月, 以確定流量計的系數。一般情況下,影響流量計的系數的因素有:脈沖數,標準體積管的“標準體積值”, 溫度與壓力。所謂的標準體積值,是由標準量器進行檢定體積管的時候給出, 它屬于已知量, 倘若溫度與壓力的讀數非常準確,那么它們是不會影響流量計系數的, 所以,能夠對流量計的系數產生影響的關健因素,只有流量計的脈沖數。
 
2、脈沖插入的技術原理:
 利用體積管對帶脈沖的輸出流量計進行檢定的時候,一般情況下,流量計在進行一次檢定的期間所能產生出的脈沖數很有限, 尤其是信號, 能夠有效地提升流量計的分辯效率。倘若對于流量計之計數分辯效率是千分之一脈沖,那么,雙計時的脈沖插入方法計時的時鐘頻率應該是流量計所發出的脈沖信號的頻率的一千倍。比如,被檢的流量計傳感器的比較小的容積體積管。為了確保高精確度地對流量計進行,在運用體積管進行檢定流量計的系統數據采集的時候,可以引入脈沖插入的技術,此技術可以說是處理流量計發出的脈沖檢定的準確程度。

  綜上所述,利用工業控制的計算機的內置板卡,對流量計檢定數據的采集的準確度是最高的, 這種方式最適合于化工企業流量計進行檢定數據的采集。
  系數k,是10脈沖/升, 檢定的流量則為900m3 /h, 相當于被檢的流量計所發出的脈沖信號的頻率是2500H z。雙計時的脈沖插入法的計時時鐘頻率應該是2-5MH z。

3、流量計檢定數據采集所存在問題:
 
3.1、最開始采集流量計的檢定數據:
  所采用的方法,是利用計數器進行采集流量計的輸出脈沖, 利用溫度計進行檢定系統的測量,運用溫度壓力表對檢定系統的壓力進行測量。但是,運用計數器對流量計所輸出的脈沖進行采集時,其中存在一個脈沖的偏差, 同時,溫度計與壓力表的讀數容易出現人為方面的誤差。
 
3.2、利用P L C所構成的流量計的檢定:
  數據的采集系統,這種系統,實現了由計算機進行控制P L C,從而自動地采集流量計的輸出脈沖、以及檢定系統的溫度和壓力。P L C所采用的掃描技術的運行方式, 此方式是將一個整體的掃描周期,分為用戶程序執行、輸入采樣和輸出刷新三個部分。因此,P L C所構成的流量計的檢定數據的采集系統的I/O 響應,要比計算機所構成的控制系統的速度慢很多, 它的響應時間最少需要一個掃描的周期,一般情況下,都會多于一個掃描的周期,或者更長。 P L C這種高速的計數模塊的頻率響應,最高的只有幾十K。綜上所述,PLC系統的工作特點,決定了它在脈沖數據的采集過程中是不能夠實現雙計時的脈沖插入的, 所以,P L C這種采集系統的計數模塊的采集流量計的輸出脈沖也會存在一個脈沖之誤差, 溫度和壓力的采集也存在滯后現象。
 
3.3、利用工業控制的計算機的內置板卡,其實現了自動地采集流量計的輸出脈沖以及檢定系統的溫度和壓力。計數計時板卡的時鐘頻率高,這種情況下,易實現雙計時的脈沖插入,一旦被檢的流量計輸的出頻率是5000H z,計數的計時板卡的時鐘頻率是10MHz,那么用雙計時的脈沖插入的方法,對于流量計的脈沖計數的分辯率就可以達到0.0005個脈沖,從而提高了流量計的脈沖數據的采集準確程度。模擬量的輸入板卡“A /D”的轉換時間比較短,采集的精確度很高,比如,PCL816 A /D, 其采集的精度可以達到0.005%,提高了流量計。

4、流量計檢定數據的采集措施:
 以計算機通過I/O 板所發出的控制命令對體積管的運行流程進行控制, 置換器會從非標準段的運行通過第一個測量開關從而進入標準段的時候, A /D 轉換板就開始對體積管以及流量計的壓力和溫度進行采集,計時計數板則開始記錄下體積管運行于標準段的時間。體積管在其標準段開始運作后,流量計所產生的頭一個脈沖上升沿時,計數板則開始記錄下流量計的脈沖數以及體積管的標準段的運行時間。置換器經過標準段的運行,通過第二個測量開關即將退出標準段時,轉換板則停止對體積管以及流量計的壓力和溫度進行采集,從而計時計數板則終止記錄體積管于標準段的運行時間。當體積管即將退出標準段的運行之后,流量計所產生的頭一個脈沖的上升沿時,計時計數板即刻停止錄記流量計的脈沖數及體積管的標準段運行時間。一次檢定終止之后,將采集到的壓力和溫度采取數字濾波和脈沖插入的技術處理所采集到的脈沖數,按照流量計的檢定規程處理采集數據,從而完成體積管對于流量計的檢定。
 
5、總結:
 流量計檢定數據的采集,是一項非常嚴謹、細致的工作,作為化工企業的檢定采集人員必須嚴格執行國家的標準計量檢定的規程,充分考慮現場的綜合實際情況,并靈活運用。力求采集出具體數據,準確可靠而且科學合理,從而真正做到公正、有效地維護各個方面的經濟利益。


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