化工企業(yè)流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)采集解決措施
【摘要】***開始采集流量計(jì)數(shù)據(jù)的方法和PLC系統(tǒng)的采集方法都存在種種弊端,本文針對化工企業(yè)中存在的以上問題,提出了行之有效的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)置板卡的采集措施,希望對流量計(jì)的廣大用戶有所幫助。
應(yīng)用學(xué)科:工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng);機(jī)械工程;流量測量儀表-流量測量儀表名稱。
流量計(jì)的發(fā)展,可以追溯到古代的水利工程,以及城市的供水系統(tǒng)。古羅馬時(shí)代已經(jīng)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(jīng)采用“堰法”測量過尼羅河的水流量。在我們,都江堰水利工程曾經(jīng)應(yīng)用的是“寶瓶口”的水位觀測法等。流量計(jì)可以分為:節(jié)流式流量計(jì)、有轉(zhuǎn)子流量計(jì)、細(xì)縫流量計(jì)、電磁流量計(jì)、容積流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和堰等。
流量測量屬于研究物質(zhì)的量變的科學(xué),互變規(guī)律是研究事物聯(lián)系和發(fā)展的***基本的規(guī)律。因此流量計(jì)所測量的對象不僅僅限于傳統(tǒng)意義所講的那種管道式液體,凡是人們需要掌握的有關(guān)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(shù)。一定的流體,只需要知道以上的三個(gè)參數(shù)即可計(jì)算這種流體所具有的能量,所以在能量的轉(zhuǎn)換測量中,檢測這三個(gè)參數(shù)是必須做到的。
1.2、流量計(jì)的檢定:
流量計(jì)屬于一種可以長期的、連續(xù)進(jìn)行工作的高精密的計(jì)量設(shè)備。為了確保流量計(jì)的測量, 流量計(jì)在長期工作時(shí),必須要通過體積管的運(yùn)用,對流量計(jì)進(jìn)行定期的檢定,檢定周期通常是6個(gè)月, 以確定流量計(jì)的系數(shù)。一般情況下,影響流量計(jì)的系數(shù)的因素有:脈沖數(shù),標(biāo)準(zhǔn)體積管的“標(biāo)準(zhǔn)體積值”, 溫度與壓力。所謂的標(biāo)準(zhǔn)體積值,是由標(biāo)準(zhǔn)量器進(jìn)行檢定體積管的時(shí)候給出, 它屬于已知量, 倘若溫度與壓力的讀數(shù)非常準(zhǔn)確,那么它們是不會影響流量計(jì)系數(shù)的, 所以,能夠?qū)α髁坑?jì)的系數(shù)產(chǎn)生影響的關(guān)健因素,只有流量計(jì)的脈沖數(shù)。
2、脈沖插入的技術(shù)原理:
利用體積管對帶脈沖的輸出流量計(jì)進(jìn)行檢定的時(shí)候,一般情況下,流量計(jì)在進(jìn)行一次檢定的期間所能產(chǎn)生出的脈沖數(shù)很有限, 尤其是信號, 能夠有效地提升流量計(jì)的分辯效率。倘若對于流量計(jì)之計(jì)數(shù)分辯效率是千分之一脈沖,那么,雙計(jì)時(shí)的脈沖插入方法計(jì)時(shí)的時(shí)鐘頻率應(yīng)該是流量計(jì)所發(fā)出的脈沖信號的頻率的一千倍。比如,被檢的流量計(jì)傳感器的比較小的容積體積管。為了確保高度地對流量計(jì)進(jìn)行,在運(yùn)用體積管進(jìn)行檢定流量計(jì)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的時(shí)候,可以引入脈沖插入的技術(shù),此技術(shù)可以說是處理流量計(jì)發(fā)出的脈沖檢定的準(zhǔn)確程度。
綜上所述,利用工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)的內(nèi)置板卡,對流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)的采集的準(zhǔn)確度是***高的, 這種方式***適合于化工企業(yè)流量計(jì)進(jìn)行檢定數(shù)據(jù)的采集。
系數(shù)k,是10脈沖/升, 檢定的流量則為900m3 /h, 相當(dāng)于被檢的流量計(jì)所發(fā)出的脈沖信號的頻率是2500H z。雙計(jì)時(shí)的脈沖插入法的計(jì)時(shí)時(shí)鐘頻率應(yīng)該是2-5MH z。
所采用的方法,是利用計(jì)數(shù)器進(jìn)行采集流量計(jì)的輸出脈沖, 利用溫度計(jì)進(jìn)行檢定系統(tǒng)的測量,運(yùn)用溫度壓力表對檢定系統(tǒng)的壓力進(jìn)行測量。但是,運(yùn)用計(jì)數(shù)器對流量計(jì)所輸出的脈沖進(jìn)行采集時(shí),其中存在一個(gè)脈沖的偏差, 同時(shí),溫度計(jì)與壓力表的讀數(shù)容易出現(xiàn)人為方面的誤差。
數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng),這種系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制P L C,從而自動地采集流量計(jì)的輸出脈沖、以及檢定系統(tǒng)的溫度和壓力。P L C所采用的掃描技術(shù)的運(yùn)行方式, 此方式是將一個(gè)整體的掃描周期,分為用戶程序執(zhí)行、輸入采樣和輸出刷新三個(gè)部分。因此,P L C所構(gòu)成的流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)的I/O 響應(yīng),要比計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的控制系統(tǒng)的速度慢很多, 它的響應(yīng)時(shí)間***少需要一個(gè)掃描的周期,一般情況下,都會多于一個(gè)掃描的周期,或者更長。 P L C這種高速的計(jì)數(shù)模塊的頻率響應(yīng),***高的只有幾十K。綜上所述,PLC系統(tǒng)的工作特點(diǎn),決定了它在脈沖數(shù)據(jù)的采集過程中是不能夠?qū)崿F(xiàn)雙計(jì)時(shí)的脈沖插入的, 所以,P L C這種采集系統(tǒng)的計(jì)數(shù)模塊的采集流量計(jì)的輸出脈沖也會存在一個(gè)脈沖之誤差, 溫度和壓力的采集也存在滯后現(xiàn)象。
4、流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)的采集措施:
以計(jì)算機(jī)通過I/O 板所發(fā)出的控制命令對體積管的運(yùn)行流程進(jìn)行控制, 置換器會從非標(biāo)準(zhǔn)段的運(yùn)行通過個(gè)測量開關(guān)從而進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)段的時(shí)候, A /D 轉(zhuǎn)換板就開始對體積管以及流量計(jì)的壓力和溫度進(jìn)行采集,計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)板則開始記錄下體積管運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)段的時(shí)間。體積管在其標(biāo)準(zhǔn)段開始運(yùn)作后,流量計(jì)所產(chǎn)生的頭一個(gè)脈沖上升沿時(shí),計(jì)數(shù)板則開始記錄下流量計(jì)的脈沖數(shù)以及體積管的標(biāo)準(zhǔn)段的運(yùn)行時(shí)間。置換器經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)段的運(yùn)行,通過第二個(gè)測量開關(guān)即將退出標(biāo)準(zhǔn)段時(shí),轉(zhuǎn)換板則停止對體積管以及流量計(jì)的壓力和溫度進(jìn)行采集,從而計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)板則終止記錄體積管于標(biāo)準(zhǔn)段的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)體積管即將退出標(biāo)準(zhǔn)段的運(yùn)行之后,流量計(jì)所產(chǎn)生的頭一個(gè)脈沖的上升沿時(shí),計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)板即刻停止錄記流量計(jì)的脈沖數(shù)及體積管的標(biāo)準(zhǔn)段運(yùn)行時(shí)間。一次檢定終止之后,將采集到的壓力和溫度采取數(shù)字濾波和脈沖插入的技術(shù)處理所采集到的脈沖數(shù),按照流量計(jì)的檢定規(guī)程處理采集數(shù)據(jù),從而完成體積管對于流量計(jì)的檢定。
5、總結(jié):
流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)的采集,是一項(xiàng)非常嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作,作為化工企業(yè)的檢定采集人員必須嚴(yán)格執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量檢定的規(guī)程,充分考慮現(xiàn)場的綜合實(shí)際情況,并靈活運(yùn)用。力求采集出具體數(shù)據(jù),準(zhǔn)確可靠而且科學(xué)合理,從而真正做到公正、有效地維護(hù)各個(gè)方面的經(jīng)濟(jì)利益。