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老企业蒸汽流量计量系统的改造及实施方案

时间:2017/10/05来源:未知

摘要:通过对一个蒸汽流量计量系统的实施方案的简单先容, 为老企业蒸汽流量计量系统的改造提供了一种新的经济可行的思路。 同时简单先容了App开发相关的两个关键控件:Timer 控件和MSComm 控件。

1、系统概况:
  由于技术方面的原因 ,以前很多老企业采用补偿式流量积算仪与孔板流量计相配套来实现蒸汽流量的计量。补偿式流量积算仪通常置于计量室 ,为现场计量方式 ,数据现场处理 ,现场打印(如图1)。该处理方式不能储存数据, 一旦打印机缺纸或打印机故障就无法实现计量数据的保存。
  湖南制药有限企业的锅炉系统生产的是过热蒸汽通过降温站降为饱和蒸汽,共有八个使用蒸汽的单位,分别是咖啡因车间、磺胺嘧啶车间、甲醇钠车间、磺胺脒车间、针剂厂、抗生素厂、片剂厂、品控部等。
  该企业一直采用流量积算仪来处理蒸汽流量计量数据, 直到2001 年企业改变经营方式, 内部各单位蒸汽用量要求准确计量, 同时数据要有可追溯性。根据方案对比,采用如下方案 :为充分利用现有设备 ,节约投资 ,决定在原有设备的基础上取消流量积算仪, 增加一台多路A/D 转换器(共十路 ,其中八个用汽单位分别占
图1

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  用一路、压力计量占用一路、另外一路备用)和一台微型计算机。利用二线制总线将信号传至控制室后通过转换接头与计算机串行口 COM1 连接(如图 2), 计算机采集数据后进行数据处理, 本改造方案硬件总投资不足七千元。
  App为自行开发的《蒸汽流量计量系统》 ,本App对计
图2

图2
算机硬件的要求低 ,运行环境为 PC486 以上, 带打印机。 操作系统为 WIN98/WIN2000/WINXP , MSOF-FICE97 以上。采用 Visual Foxpro 进行数据处理 。本App由数据采集处理、数据查询、数据输出及辅助系统组成 ,可储存 3 个月的分钟数据 , 无限制的小时数据。可实时查询、输出任意时段的分钟、小时、班、天、月的数据。用户界面比较友善。
 
2、主要界面、功能:
2.1、主界面:

 本App采用直观明了的表单窗体作为系统的主界面(如图 3 所示)。图中 Ⅰ区为实时采集的数据串显示窗, 计算机从 COM 串口采集到的数据串不经处理直接显示如此。 Ⅱ区为数据串中对应各通道的数
图3

据值。 Ⅳ区为转换后对应通道的瞬时流量值。 Ⅴ区为实时蒸汽压力值。 Ⅲ区为瞬时总蒸汽流量, 其值为Ⅳ区中各通道数值的累加。
 
2.2、查询界面:
  在主界面中点“数据查询”按钮就进入数据查询界面(如图 4 所示)。查询界面是由 6 个页面组成的页框表单。个页面为“查询条件”页面, 其余页面分别为“小时数据” 、“ 分钟数据” 、“月报表浏览” 、“日数据” 、“每班数据”等浏览窗页面。
 
  在“查询条件” 页面选择须查询的数据类型和起止时间后点“确认”进入相应的数据浏在图 4 所示的“查询条件”页面中可以在 Ⅰ区输入任意起止时间段查询数据库中的相应数据。 Ⅱ区为查询数据类型的选择区。
 
  览页面 ,如图 5 为小时数据浏览窗 ,本页面能够提供非常丰富的查询和输出选择。其中 Ⅰ区为数据显示主窗口, 本窗口显示的是满足选择条件的相应数据。 Ⅱ区为其他页面题头栏, 点取可以进入相应的浏览页面。 Ⅲ区为主窗口中显示数据的汇总值。 Ⅳ区为压力选择区, 输入想了解的一定范围的压力值后点取“压力过滤”主窗口中就显示满足压力条件的计量值 ,同时Ⅲ区显示对应的汇总值。 Ⅴ区为输出选择区 , 在该区中可以选择“输出到 EXCEL” 、“报表打印” 、“ 打印预览”等输出方式。其中“输出到 EXCEL”功能将本计量系统的数据处理系统和微软 Office 中的 EXCEL 联系起来, 方便进行数据的后期处理。其余查询结果显示界面与图 5 相似。
 
2.3、其他功能界面:
  为进一步提高App的保密性和适用性, 本App还提供了如下辅助功能。
图5


 
a.退出密码保护功能 。为防止未授权人员关闭正在运行中的App, 保证收集数据的连续性设置退出系统密码保护功能, 同时为保证开机即可运行该App,本系统不设置启动密码保护功能。
 
b.密码设置 、修改功能 。c.参数设置功能。提供了技术参数设置和系统参数设置。技术参数设置可以设置各通道的计算参数,方便计量系统的调试。系统参数设置可对本App进行个性化设置, 可设置使用单位名称、各通道的名称等。

d.库内数据修改功能。通过本功能可对数据库内的数据进行适当的修改。
以上功能必须通过用户身份验证才能进入。
 

3、主要计算公式和功能实现方法:
3.1、主要计算公式:

 
根据本计量系统的硬件配置 , 查阅产品说明书 , 压力计算公式如下:
 
p =mmpmaxpt ×pmax
 
其中 :p———对应的蒸汽压力 ,kPa ;
 
m pt ———采取到的实时数据;
 
m pmax ———变送器标准输出***大值对应的数据
 
(本系统变送器标准输出为 4 ~ 20mA 电压);
pmax ———测量系统压力量程***大值,kPa 。流量计算公式如下:

G =   mgt × 4.9 ×p +0.66   ×Gmax
mgmax   ×pmax +0.66
  4.9  
其中 :G ———对应的蒸汽流量 ,kg/s ;
 
m gt ———采取到的实时数据 ;
 
m gmax ———变送器标准输出***大值对应的数据;
 
p ———对应的蒸汽压力 ,kPa ; pmin ———测量系统压力正常波动***小值 ,kPa
 
Gmax ———测量系统对应通道量程***大值。式中常数和测量系统有关。

3.2、数据库结构:
 本App数据库包含 3 个主要表格用来储存数据:分钟数据表主要用为分钟数据查询提供数据;小时数据表存放每个小时的数据 , 通过查询组合为小时数据、日数据、班数据、分班数据查询提供数据;月数据表为月报表数据查询提供数据, 本表不能自动生成,需要通过日数据查询后手动生成。

3.3、主要功能函数和控件:
 在主表单中包含了实现本App主要功能的两个控件。
 
a.Timer 控件
 
Timer 控件是一个定时控件 , 通过设定的时间间隔, 触发 Timer 事件 ,可以由这个控件设定数据采集的频率 ,相关的两个关键属性一个事件如下。
 
(1)Enabled 属性:若希翼窗体一加载定时器就开始工作,应将此属性设置为 True 。否则, 保持此属性为 False 。有时可能选择由外部事件(例如单击命令按钮)启动定时器操作。
 
(2)Interval 属性:定时器事件之间的毫秒数。本App设置的 Interval 属性值为 250 ,每秒钟采集 4 次数据。
 
(3)Timer 事件 :对 Timer 事件进行编程 , 从串行口读取数据, 经过公式计算后将满足条件的数据存储于数据库相应的表格中。
 
b.MSComm 控件
 
MSComm 控件通过串行端口传输和接收数据, 为应用程序提供串行通讯功能。与本App有关的控件属性如下 :

(1)CommPort 属性设置并返回通讯端口号。本App可以通过参数设置来设置端口号 , 如 Com1 , 或Com2 。
(2)Settings 属性以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位。
(3)PortOpen 属性设置并返回通讯端口的状态 。也可以打开和关闭端口。
(4)Input 属性从接收缓冲区返回和删除字符 。本App通过定时读取 Input 属性的数据串得到从 A/D转换器传过来的数据 ,经过进一步的处理得到本App
***终的数据。

4、本App存在的问题及需进一步改进之处:
1)本App在主机版的基础上提供了一个客户版,通过企业内部局域网络实现了数据库的共享 , 通过客户版可以方便的查询数据库内的数据, 同时可实时监控流量及压力的变化。由于没有很好的解决网内数据传递问题客户版的运行速度较慢 ,在今后的改进版中可以进行进一步研究。
2)Visual Foxpro 对数据库的处理比较方便 ,但是当数据库内的数据量较大时运行速度比较慢, 今后的改进版中可以利用 Foxpro 对数据库处理优势的同时,主界面采用Visual Basic 或Visual C ++编程以提高运行速度。
3)将蒸汽单价处理纳入App , 可以直接得出各个使用单位的蒸汽使用总费用。
4)本App主要是通过端口数据采集将硬件与App4结合在一起的 ,如果对App主要计算公式进行适当变化即可对其他流体(如水、气等其他物料)进行计量。

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