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基于臺達自動化的水表自動檢定裝置

   2013年03月05日 15:52  
  1、引言
  
  基于臺達PLC技術的靜態容積法水表檢定裝置可以檢定磁電水表(帶遠傳)和普通水表。自動檢定裝置通過友好的監控界面,形象逼真的模擬現場設備布局和動態工作情況。裝置具有參數設置和修改功能。裝置實時獲取現場數據并進行及時處理、動態顯示。同時將采集到的各種數據保存到特定的歷史數據庫中,并自動填寫檢定數據表格并打印檢定結果。
  
  2、設計條件
  
  2.1法定設計依據
  
  本項目根據國家計量檢定規程“JJG164-2000”《液體流量標準裝置檢定規程》,“JJG634-94”《標準表法流量標準裝置檢定規程》,“JJG162-94”,《水表及其試驗裝置檢定規程》設計和制造而成。
  
  2.2檢定裝置結構
  
  工作量器結構如圖1所示。工作量器分別為:10L、20L、100L、300L四種規格,可分別檢定相應標準容積的流量儀表。
  
  圖1工作量器結構圖
  
  2.3換算關系
  
  (1)標準工作量器的容積、標尺值、計量頸每毫米容積值關系,參見表1所示。
  
  (2)工作量器在實際工作中標準容積的換算公式:
  
  V實=V標+(L實-L標)*α
  
  其中:
  
  V實:檢定時經水表注入工作量器的實際水量。
  
  V標:工作量器的標準值。
  
  L實:計量頸的實際值。
  
  L標:工作量器標準容積下的計量頸示值。
  
  α:計量頸計量頸每毫米容積值。
  
  (3)示值誤差公式[3]
  
  其中:
  
  δ:基本誤差。
  
  V示:檢定時水表記錄的水量。
  
  V實:檢定時經水表注入工作量器的實際水量。
  
  3、裝置原理設計
  
  3.1裝置原理
  
  系統框圖如圖2所示。把水表水平地安裝在試驗臺上,用水表允許的公稱流量通水,排除水表和出水管中的空氣,同時使水表指針平穩轉動一段時間。然后把水流量調節到規定的流量值,將工作量器的水放到零位或某一分度線,啟動換向器電磁閥和相應的測量控制電磁閥,于水表指線同步,切換水流使其注入工作量器,記錄水表的起始值。當水表指針達到預先規定的分度時,再切換水流,待工作量器的水位靜止后讀數,水表運行水量和工作量器的實際水量采集到計算機里,此時,計算機將采集到的相關數據,進行處理,得到相應點的基本誤差,依次進行其它檢定點的檢定。當所有的檢定點檢定完畢,計算機將zui終的檢定結果進行處理,并進行打印檢定結果。
  
  圖2系統工作原理框圖
  
  3.2差壓變送器水位測量電路
  
  電路圖如圖3所示。差壓變送器采用橫河川儀有限公司生產的EJA110型,它是高精度(±0.075%、連續工作五年不需調校、溫度和靜壓影響忽略不計)兩線制差壓變送器,作用是將工作量器的水位信號變成4~20mADC電流信號,這個電流信號與DFP-1100M型配電器連接,配電器一方面為現場安裝的兩線制EJA110型差壓變送器提供一個隔離的電源,同時又將兩線制變送器送來的4~20mADC信號轉換成與之隔離的1~5VDC信號,這個1~5VDC電壓信號給可編程控制器,作為自動控制的標準信號。
  
  圖3差壓變送器、配電器接線圖
  
  4、PLC監控系統設計
  
  可編程控制器(PLC)主機選用臺達DVP-ES/EX/SS系列可編程序控制器DVP14SS11R2。電源電壓:24VDC;輸入點數:8點;輸出點數:6點;輸出形式:繼電器。模擬輸入模塊選用臺達DVP-04AD型。模擬輸入范圍±10V,數字轉換范圍±2000,解析度12bit。[2]輸入、輸出口及存儲單元分配見表2所示。CPU模塊電路設計如圖4所示,擴展模塊電路圖5所示,程序框圖如圖6所示。
  
  圖4可編程序控制器DVP14SS11R2接線圖
  
  圖5可編程序控制器DVP-04AD接線

  
  圖6程序框圖
  
  5、自動檢定裝置組態
  
  5.1組態王軟件
  
  組態軟件選用北京亞控科技發展有限公司的組態王軟件6.51。它是運行在WindowsNT/2000/XP中文操作系統上的商品化工業測控組態軟件,具有完善的圖形界面生成功能,可以形象逼真的描繪工業現場。提供了功能齊全的控件和控件函數以及多種I/O驅動程序。
  
  5.2組態王通信參數和設備配置
  
  (1)通信參數:波特率:9600;數據位:7;奇偶效驗:偶效驗;停止位:1;通信超時:3000毫秒;通信方式:RS232。
  
  (2)設備配置:設備生產廠家:巨騰anco;設備名稱:delta;設備邏輯名稱:PLC;設備地址:1;通信方式:串口(COM1)。
  
  5.3PLC組態鏈接變量
  
  組態王變量與可編程控制器寄存器對應關系對應關系見表3所示。
  
  表3組態王的變量與可編程控制器寄存器對應關系
  
  5.4界面設計
  
  (1)檢定裝置啟動及標準值、實際值界面如圖7所示。量器標準容積、標準容積標尺、實際容積標尺、毫米當量、實際標準容積、被檢表頻率、被檢表瞬時流量、控制液位、頻率累積、電流累積、工作時間為模擬值輸入連接;頻率系數、電流系數、液位設定為模擬值輸入輸出連接。
  
  圖7檢定裝置啟動及標準值、實際值界面
  
  “實際標準容積計算”、“大罐啟動”、“小罐啟動”、“停止”、“總清零”按鈕為彈起時命令語言連接,限于篇幅限制具體命令語言略寫。
  
  (2)檢定點選擇界面如圖8所示。用一個單選按鈕控件來實現檢定點的選擇[1]。控件名稱:檢定點選擇;變量名稱:檢定次數;標題數據:公稱流量、分界流量、zui小流量。
  
  圖8檢定點選擇界面
  
  限于篇幅“頻率數據填表”、“電流數據填表”按鈕為彈起時命令語言連接略。
  
  (3)數據存儲、打印界面如圖9所示。數據存儲、打印用列表式組合框控件和一些按鈕來實現[1]。列表式組合框控件,控件名稱:列表框;變量名稱:檢定記錄次數。
  
  圖9數據存儲、打印選擇界面
  
  限于篇幅“數據存儲”、“數據讀取”、“增加”、“清除”、“打印設置”、“打印預覽”按鈕為彈起時命令語言連接。具體命令語言略。
  
  6、結束語
  
  靜態容積法水表自動檢定裝置,采用*的可編程控制器和組態軟件技術,杜絕人工操作造誤差,大大提高了水表檢定的效率和準確性。通過在遼河油田興隆臺采油使用,取得了較好的效果。

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