[发明专利]一种流体体积流量的测定方法

说明书

技术领域：

本发明属于自动控制领域，具体涉及一种用于流体体积流量的测定方法。

背景技术：

传统的流体体积流量测定方式为流量检测装置+流量测定仪（二次仪表），其中：检测装置负责流量瞬时量信号的检测，流量测定仪负责信号循环累加功能。随着PLC及DCS系统的不断发展，越来越多的控制现场及控制方案中均不采用二次仪表，而采用流量检测装置信号直接进入PLC或DCS系统的方式，如何确保流体流量的精确检出及累计量累积便成为关键。

发明内容：

为了实现流体体积流量的精确测定，本发明提出如下技术方案：

一种流体体积流量的测定方法，它的检测信号输入均采用4~20mADC反馈，并通过编程方法对各通道进行零点、满度校正，所述检测信号包括流量、压力、温度信号；使用PLC编程语言进行补偿计算，计算出实际流量；使用循环中断对瞬时流量进行迭代累积，并引入时钟校对参数，对迭代值进行修正；使用浮点切除保留、数据格式转换确保累积过程精度不损失；采用合成累积输出、上限清零、记次方法确保累积精度。

本发明是以PLC作为计算核心，采用传统的气体流量检测装置检测体积流量。

利用PLC采集瞬时流量信号的数据，并通过编程方法解决标定测量系统及流量信号的累积精度问题，从而实现体积流量的测定。

本发明将流量检测信号及流量补偿信号（温度、压力）接入PLC模板，通过编程方法实现信号校准，流量信号累积。流量检测及压力、温度检测装置补偿信号输出均采用4~20mA标准信号。使用PLC替代传统二次测定仪需主要关注的问题是A/D转化精度保证及累积时钟精度问题。

本发明中使用西门子16位模拟量输入模板（6ES7 331-7NF10-0AB0），CPU采用（6ES7 315-2AG10-0AB0）。通过编程方法实现测量系统的校正、瞬时流量测定，并利用PLC定时中断、循环扫描及引入时钟校正实现输入信号迭代累积（实际中采样周期为100ms，优于传统二次测定仪中的1s采样周期），从而实现信号精确累积；最终所有参数显示在HMI界面中，方便授权人员进行在线查看、调整及定期校准。

本发明的有益效果是：

1、通过使用本方法实现各类参数的可视化管理，并在线对系统进行校准。

2、通过编程方法实现流量的累积迭代，并确保累积精度，符合相关规定、规范，替代二次测定仪。

附图说明

图1是本发明的信号采集流程图。

具体实施方式

如图1所示，编程时：

1.     对每通道测量数据进行精度校正编程，进行包含零点、满度在内的5点线性化处理；并设置通道索引号，方便每通道校正、人机界面（HMI）查询、设定。

2.     依据体积流量公式进行公共子程序编程，并将预留设计温度、设计压力、是否选择压力补偿、是否选择温度补偿、流量修正k系数等输入参数；预留：工况压力、工况温度、实际流量等输出参数；并设置流量索引号，方便人机界面（HMI）参数查询、设定。

3.     使用循环中断对瞬时流量进行迭代累积，并引入时钟校正参数，对迭代值进行修正；为保证累积精度，运行过程中测定时使用浮点数格式，超上限设定值时保留小数部分下次迭代，整数部分移至长整数格式存储，设置数据清零上限，并记忆清零次数；最终合成输出流量累积值，防止数据溢出及精度损失。

实施步骤为：

1.     使用标准信号发生装置，对模板各通道进行校正。

2.     在HMI中设置各流量对应仪表参数：设计温度、设计压力、是否选择压力补偿、是否选择温度补偿、流量修正k系数等，并标定时钟修正系数。

3.     接入实际的流量检测仪表，压力、温度检测仪表，实现数据监视及数据累计。

本实施例在山东泉兴不锈钢厂AOD二次阀门站、湖州久立特钢厂新建2#AOD炉中的氧气、氩气、氮气流量测定中均得以应用，效果良好。