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基于无线网络的蒸汽计量检定管理系统

时间:2017/11/17来源:未知

【摘 要】本装置是以现场自动检定系统及蒸汽流量计量管理App为基础,重点阐述了如何根据计量检定规程利用计算机用通讯方式控制标准器的输出(差压/压力通道的电流输入、频率通道的输出频率、温度通道的阻抗输入)对现场计量装置进行自动检定,减少人工记录的误差;利用计算机的网络传送功能进行数据远传,实现数出一源,科学管理,提高服务质量。

  引言:随着计算机技术的发展,各个领域均在使用计算机;目前由于计量装置分布较广,设备品种较多,原来用人工调节标准器的输出,记录的台账然后输入到电脑输出检定证书的方式会出现:记录误差,人工输入误差,已经不能适应现在的管理需求。
 此外,对一个现代化管理企业来说,及时了解掌握现场的全部信息是指挥和控制生产经营的依据,从一定意义上说,企业的生产经营活动的好坏在于管理者驾驭信息的能力的强弱,因此,大家要在一定范围内将实现信号检测、控制及数据传递、处理与计算机设备、现场计量装置或系统连接在一起,以实现企业内的资源共享、信息管理、过程控制、经营决策、使得各项事务协调运作是十分必要的,计算计网络作为企业的信息基础建设恰恰适应了这种要求,能够满足企业对信息的获取、分析和决策的而要求,现以此管理系统为例,进一步阐述信息收集、控制、网络构建的具体实施方法。

1、蒸汽流量计量现状和项目的意义:
 目前,用于本地区用于蒸汽流量计量的主要是两种仪表为涡街流量计和差压式流量计,涡街流量计的组成为涡街流量传感器、压力变送器、温度铂电阻和流量积算仪;差压式流量计的组成为节流件(孔板)、差压变送器、压力变送器、温度铂电阻和流量积算仪。根据检定规程要求,各部件无论是首检还是周期检定均需要整套拆卸下来送实验室检定,由于把整套仪表进行拆卸和检定后重新安装需要消耗一定的人力物力而且需要企业停产一段时间,给企业的的连续生产带来很大的影响,且各部分单独检定,在此过程中容易造成设置参数的不匹配,造成实际使用时产生误差,引起贸易双方的纠纷。大家考虑了既能满足仪表周期检定的法制需要,同时又能兼顾企业生产的连续,基于本地区95%的用热企业使用的为涡街流量计,而且这些涡街流量计用户有75%使用的涡街流量传感器和流量积算仪为同一品牌的情况,大家通过与涡街流量传感器和流量积算仪两个生产企业的技术人员进行深入探讨,找出现场解决方案并对现场检定装置进行可行性分析,***终达成一致想法:1)通过无线网络实现数据共享,方便管理和查询;2)数据采集、记录、计算、处理自动化,大大提高工作效率和准确性,节约检定费用;3)增加在线进行涡街传感器的波形检测和分析,定性判断涡街流量计的安装情况和实际使用的状况,准确判定传感器是否正常;4)为完全实现蒸汽流量计的在线检定进行前期的技术准备。

2.、检定装置的硬件配置:
(1)气体流量标准装置
量程:(1~2500)m3,准确度:0.25级,用于检定涡街流量传感器。
(2)温度自动检定装置
量程:(0~300)℃,不确定度:U=0.022℃(k=2),用于检定温度铂电阻。
(3)直流电流信号发生器
量程:(0~20)mA,准确度:0.02% ,用于检测流量积算仪的压力或流量通道。
(4)频率信号发生器量程:(0~100)kHz,***大允许误差±1×10-5 ,用于检测流量积算仪的流量通道。
(5)标准电阻温度范围:(100~300)℃,电阻范围:(138.51~212.05)Ω,***大允许误差:±0.001Ω,可以检测流量积算仪的温度通道。
(6)全自动压力校验仪
 量程:(0~2.5)MPa,准确度:0.05%,并配套相应的压力发生装置,用于检定压力变送器。
(7)便携式数字示波器Fluke 190系列 带宽:100MHz,实时采样率:1GS/s,电池使用:4h,有通讯接口和专用App,用于检测涡街流量传感器的频率信号的波形。
(8)便携式电脑(带检定系统):用于现场检定的数据收集、发送、存储GPRS模块:用于远程数据传送。
  如图:

蒸汽气体流量计网络系统实物链接图

3、系统App设计:
3.1、建立数据库:

 建立一个名为人工输入数据库(main.dbf),建立两个数据表格标准器的信息数据表涡街流量传感器的检定数据表压力/差压变送器的检定数据表温度铂电阻的检定数据表等流量积算仪的实时数据记录表及设定菜单记录表
 
3.2、基本信息收集:

  读取仪表内的设定参数,计算机通过COM口,根据MODBUS协议发送采集命令,仪表接受命令后,自动上传仪表内的设定参数,计算机进行显示、存储。
3.3、管理系统功能框图:
管理系统功能框图
管理系统功能框图

4、各模块实现功能:
4.1、检定模块分为实验室检定和现场检定两部分,实验室检定主要包括了涡街流量传感器的检定和温度铂电阻的检定,这两部分的检定工作由各自的标准装置和检定App完成,可以通过无线通讯模块,将流量传感器和温度铂电阻的检定数据读入并保存至本系统的数据库中。
现场检定分为涡街流量传感器波形检测、流量积算仪检定、压力变送器检定3部分:

a 涡街流量传感器的波形检测,通过fluke190的示波器与涡街流量传感器连接,读取工作状态下涡街流量传感器输出频率信号的波形图,保存至本系统,并采取人工判断的方式,确定该涡街流量传感器是否工作正常,***后给出判断结果并保存至数据库中。

b 流量积算仪的现场检定:根据检定规程,系统自动按仪表内实际设定参数进行计算,得出频率发生器要输出5个的频率参数,记录到表格内;检定装置自动按理论密度、输入频率计算出该频率下的理论流量;同时按检定规程进行上行程5次、下行程5次,定时有序的输出相对应得频率,采集计量装置的瞬时流量、实际密度,计算实际误差。
 
修改的温度、压力进行检定;电脑自动查询得出该压力、温度下的理论密度。用相同的方式进行检定,计算误差。
c 压力变送器检定:用数字压力校验仪及配套相应的压力泵,根据压力传感器的量程,均分成5个压力点,用压力泵输出此五个压力信号进行上行程、下行程校验,用数字压力校验仪检查压力变送器的输出电流和理论值计算出压力变送器的误差。
 
4.2、查询模块:

  主要是完成对数据库的数据进行检索和查看,内容包括传感器的实验室检定数据、温度铂电阻的实验室检定数据、传感器波形检测数据、流量积算仪和压力变送器的检定数据、标准器信息。查询条件有以下几种:
a 根据被检器具名称
 
b 根据委托单位名称 c 根据检定日期
 
4.3、通讯模块的功能:
  是通过无线网络将各检测单元的数据汇总,实现网络数据共享,包括实验室检定数据和现场检定数据两个部分,实验室部分可以及时把有关数据通过GPRS模块发送到服务器,同时进行数据存储,方便现场查询,现场检定可以通过远程服务器接受到现场检定装置的数据后进行存储,同时可以使数据在局域网内进行共享。实现数据同出一源,动态监测现场的检定过程。
通讯模块的功能


5、结论:
 随着 IT 技术的不断发展,3G、4G 网络的出现,通讯更加快捷,现场检定装置的投用必将使大家的检定工作能够有据可查,及时掌握现场信息,合理调整工作方法,从而提高劳动生产力,提高管理水准。

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