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精信測器

 

7.2  智能流量積算儀

7.2.1  用途與特點

   智能流量積算儀能對來自流量傳感器、變送器的脈沖信號或模擬信號進行處理,得到瞬時流量值和累積流量值,然后顯示。而且具有流量再發送功能和通信功能。

7.2.2硬件結構

  圖7.1 所示為FC3000型智能流量積算儀,它由單片機、操作鍵、顯示器、通信接口和過程通道組成。過程通道包括模擬流量信號輸入通道,脈沖流量信號輸入通道以及流量再發送信號輸出通道。為了節省配電器,模擬信號和脈沖信號輸入通道都帶有外供直流溫壓電源,每路電源均帶短路保護,以免操作不慎將電源短路時,引起儀表損壞。

                    圖7.1  FC3000型儀表硬件結構框圖

7.2.3 信息流程

  圖7.2所示的是FC3000型儀表實現其主要功能的信息傳送關系流程。其中多處涉及到信號切換和選擇由軟件實現。這一方法比編碼開關、選擇開關等硬件實現方法可靠性更高和成本低。

                          圖7.2  FC3000型儀表信息流程

7.2.4 主要功能

(1)       瞬時流量和累積流量計算與顯示功能

  ①輸入為差壓信號

                                  (7.1)

式中  q——瞬時流量;

qmax——流量測量上限;

Ai——經無量綱處理后的差壓信號。

  ② 流量與輸入信號呈線性關系

                                                             (7.2)

  ③輸入為脈沖信號

                                                            (7.3)

式中   fi——脈沖輸入信號頻率,Hz;

Ri——瞬時流量單位時間換算系數;

Kt——脈沖輸出流量計流量系數(當q為體積流量時,Kt為單位體積對應的脈沖數;當q為質量流量時,Kt為單位質量對應的脈沖數)。

④累積流量與瞬時流量之間的關系

                                                     (7.4)

式中  Q——累積流量值;

dt——采樣周期;

KT——計算倍率。

(2)開平方運算功能   該儀表能對流量輸入信號進行開平方運算。開平方是數學量運算,采用多陪字長的浮點運算,可以認為是無誤差運算。

 (3)小信號切除功能  模擬信號在轉換和處理過程中,難免存在零點漂移,雖然流體已無流動,但流量計 仍有讀數,導致緩慢地積算。為杜絕這一現象,流量顯示儀表中一般均有小信號切除功能。

  從圖7.2可看出,該儀表的小信號切除可在菜單中選擇:①不切除;②使用儀表制造廠規定的切除點。其中儀表制造廠規定的切除點為輸入信號的0.75%,如圖7.3所示。

 

                               圖7.3   小信號切除點

  由于小信號切除是在模擬流量輸入信號經無量綱處理和A/D轉換后進行的,因此該項操作也屬數字量運算,可做到準確無誤。

  (4)斷電保護功能   斷電保護功能是可編程流量顯示儀表的一項必不可少的功能,是在主電源中斷時,保護儀表的設定數據和累積值,使之不丟失和不被修改。

   斷電保護時間是這種功能的主要指標。用電池

可擦不揮發儲存器(EEPROM)技術實現保護,保護時間可達10年以上,FC3000型采用后一種方法。

  (5)定時抄表功能   定時抄表功能是按操作員預先設定的抄表時刻自動讀取流量累積值,并存放在儀表內的一個單元中。當抄表人員按以下秒表鍵后,儀表即顯示抄表符號和該單元中的數據。該單元中的累積值一直保持到次日“抄表時間”才被刷新。如果整個網絡所有流量顯示表設置同一抄表時間,那么,抄表人員巡回路線和時間的差異就不影響抄錄結果,因此有利于分表和總表的平衡計算。

  (6)實時時鐘   老式可編程儀表,其時鐘是以表內的晶振為基礎的,不僅誤差較大,而且依賴外部電源,當主電源中斷時,時鐘停走,所以需經常對時鐘。新型的時鐘是以自帶鋰電池的專用芯片為核心的實時時鐘(realtime clock ),走時誤差很小,儀表的主電源中斷后,依靠其自帶鋰電池可繼續走10年。所以減少了麻煩。

   (7)自診斷功能   可編程儀表的一個重要優越性是其自診斷功能,儀表按照預先設計的程序定時對有關硬件和有關數據進行檢查和診斷,發現異常情況后,面板上的報警燈點亮,并在一定的條目中用代碼或助記符或短語顯示故障類型或故障發生在何處。

   圖7.4所列為FC3000儀表的故障代碼。但若CPU發生故障,圖7.4所列的診斷無法進行,這時面板上的“CPU故障”燈點亮,通知有關人員進行處理。

                               圖7.4  故障代碼及意義

  (8)密碼設置功能  密碼設置功能是可編程儀表防止未被授權的人員修改關鍵數據的重要手段。

  本章所介紹的幾種流量顯示儀表的初始密碼均為“000000”,如果相對儀表中先前設置的關鍵數據作修改,須將規定的條目調出來,然后鍵入密碼“000000”并得到CPU認可,然后數據修改才能實現。

  如果想換上自己的密碼,可按下面的步驟:a.先用初始密碼將鎖打開;b.將密碼輸入條目調出來,輸入自己新的密碼;c.按回車鍵后并按規定操作退出數據修改狀態,密碼即更換成功。

  密碼一經更換,操作者即應記住自己設定的密碼,如果經過努力還是回憶不起,可以同供應商聯系,由他們提供一個“萬能密碼”,將鎖打開,但是鎖打開之后還是需要設定一個自己的密碼,否則經常使用“萬能密碼”,被泄露次數一多,儀表就不會再有密碼了。

  (9)面板清零有效性選擇功能  早年模擬式流量積算儀,面板商都設置有累積值清零機構,操作很方便,但同時也給數據安全帶來問題。所以儀表設計者在用于清零的按鍵上開了一個小孔,可以插入一把小鎖,以保證數據安全。

 

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