基于台达自动化的水表自动检定装置

2019-07-10 11:41

1 引言  

  基于台达PLC技术的静态容积法水表检定装置可以检定磁电水表(带远传)和普通水表。自动检定装置通过友好的监控界面,形象逼真的模拟现场设备布局和动态工作情况。装置具有参数设置和修改功能。装置实时获取现场数据并进行及时处理、动态显示。同时将采集到的各种数据保存到特定的历史数据库中,并自动填写检定数据表格并打印检定结果。

2 设计条件

  2.1 法定设计依据

  本项目根据国家计量检定规程JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》,JJG634-94《标准表法流量标准装置检定规程》,JJG162-94,《水表及其试验装置检定规程》设计和制造而成。

  2.2 检定装置结构

  工作量器结构如图1所示。工作量器分别为:10 L、20 L、100 L、300 L四种规格,可分别检定相应标准容积的流量仪表。

  

  图1 工作量器结构图

  2.3 换算关系

  (1)标准工作量器的容积、标尺值、计量颈每毫米容积值关系,参见表1所示。

  

  (2)工作量器在实际工作中标准容积的换算公式:

  V实 = V标+(L实-L标)*

  其中:

  V实:检定时经水表注入工作量器的实际水量。

  V标:工作量器的标准值。

  L实:计量颈的实际值。

  L标:工作量器标准容积下的计量颈示值。

  : 计量颈计量颈每毫米容积值。

  (3)示值误差公式[3]

  

  其中:

  :基本误差。

  V示:检定时水表记录的水量。

  V实:检定时经水表注入工作量器的实际水量。

  3 装置原理设计

  3.1 装置原理

  系统框图如图2所示。把水表水平地安装在试验台上,用水表允许的公称流量通水,排

  除水表和出水管中的空气,同时使水表指针平稳转动一段时间。然后把水流量调节到规定的流量值,将工作量器的水放到零位或某一分度线,启动换向器电磁阀和相应的测量控制电磁阀,于水表指线同步,切换水流使其注入工作量器,记录水表的起始值。当水表指针达到预先规定的分度时,再切换水流,待工作量器的水位静止后读数,水表运行水量和工作量器的实际水量采集到计算机里,此时,计算机将采集到的相关数据,进行处理,得到相应点的基本误差,依次进行其它检定点的检定。当所有的检定点检定完毕,计算机将最终的检定结果进行处理,并进行打印检定结果。

  

  图2 系统工作原理框图

  3.2差压变送器水位测量电路

  电路图如图3所示。差压变送器采用横河川仪有限公司生产的EJA110型,它是高精度(0.075%、连续工作五年不需调校、温度和静压影响忽略不计)两线制差压变送器,作用是将工作量器的水位信号变成4~20mADC电流信号,这个电流信号与DFP-1100M型配电器连接,配电器一方面为现场安装的两线制EJA110型差压变送器提供一个隔离的电源,同时又将两线制变送器送来的4~20mADC信号转换成与之隔离的1~5VDC信号,这个1~5VDC电压信号给可编程控制器,作为自动控制的标准信号。

  

  图3 差压变送器、配电器接线图

4 PLC监控系统设计

  可编程控制器(PLC)主机选用台达DVP-ES/EX/SS系列可编程序控制器DVP14SS11R2。电源电压:24VDC;输入点数:8点;输出点数:6点;输出形式:继电器。模拟输入模块选用台达DVP-04AD型。模拟输入范围10V,数字转换范围2000,解析度12bit。[2]输入、输出口及存储单元分配见表2所示。CPU模块电路设计如图4所示,扩展模块电路图5所示,程序框图如图6所示。

  

  

5 自动检定装置组态

  5.1 组态王软件

  组态软件选用北京亚控科技发展有限公司的组态王软件6.51。它是运行在WindowsNT/2000/XP中文操作系统上的商品化工业测控组态软件,具有完善的图形界面生成功能,可以形象逼真的描绘工业现场。提供了功能齐全的控件和控件函数以及多种I/O驱动程序。

  5.2 组态王通信参数和设备配置

  (1)通信参数:波特率:9600;数据位:7;奇偶效验:偶效验;停止位:1;通信超时:3000毫秒;通信方式:RS232。

  (2)设备配置:设备生产厂家:巨腾anco;设备名称:delta;设备逻辑名称:PLC;设备地址:1;通信方式:串口(COM1)。

  5.3 PLC组态链接变量

  组态王变量与可编程控制器寄存器对应关系对应关系见表3所示。

  

  5.4 界面设计

  (1)检定装置启动及标准值、实际值界面如图7所示。量器标准容积、标准容积标尺、实际容积标尺、毫米当量、实际标准容积、被检表频率、被检表瞬时流量、控制液位、频率累积、电流累积、工作时间为模拟值输入连接;频率系数、电流系数、液位设定为模拟值输入输出连接。

  实际标准容积计算、大罐启动、小罐启动、停止、总清零按钮为弹起时命令语言连接,限于篇幅限制具体命令语言略写。

  

  图7 检定装置启动及标准值、实际值界面

  (2)检定点选择界面如图8所示。用一个单选按钮控件来实现检定点的选择[1]。控件名称:检定点选择;变量名称:检定次数;标题数据:公称流量、分界流量、最小流量。

  限于篇幅频率数据填表、电流数据填表按钮为弹起时命令语言连接略。

  

  图8 检定点选择界面

  (3)数据存储、打印界面如图9所示。数据存储、打印用列表式组合框控件和一些按钮来实现[1]。列表式组合框控件,控件名称:列表框;变量名称:检定记录次数。

  限于篇幅数据存储、数据读取、增加、清除、打印设置、打印预览按钮为弹起时命令语言连接。具体命令语言略。

  

  图9 数据存储、打印选择界面

6 结束语

  静态容积法水表自动检定装置,采用先进的可编程控制器和组态软件技术,杜绝人工操作造误差,大大提高了水表检定的效率和准确性。通过在辽河油田兴隆台采油使用,取得了较好的效果。

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