帶邏輯控制的流量變送器組成的控制系統(tǒng)

帶邏輯控制的流量變送器組成的控制系統(tǒng)

科氏力質(zhì)量流量計的轉(zhuǎn)換器具有很強的計算能力和很快的運算速度.在完或流量信號轉(zhuǎn) 換等任務(wù)之外，加人邏輯運算功能，并增設(shè)若干開關(guān)量輸入通道和開關(guān)量輸擔通道，從而能 實現(xiàn)簡單的邏輯控制，與執(zhí)行器及輔助設(shè)備一起組成簡單的流量批量控制系統(tǒng)^例如3000 系列科氏力流量轉(zhuǎn)換器與組件控制器，能接受4路開關(guān)量輸人信號，zui多可有6路開關(guān)量輸 出，每路開關(guān)量輸人和輸出的用途都可在組態(tài)時，從而可組成流量批量控制系統(tǒng)。

科氏力質(zhì)量流量計具有很高的測量準確度，而且直接顯示質(zhì)量流量，因此，與邏輯控制 部分結(jié)合完成流量批量控制，有可能得到較高的控制度。

由智能流量批量控制器組成的控制系統(tǒng)

在由智能流量批量控制器組成的系統(tǒng)中，由于控制器是為流量批量控制專門設(shè)計，所以 功能較全，如果功能方面還存在某些不周全之處，可以與制造廠協(xié)商作為特殊訂貨，進行補 充完善。

(1) 系統(tǒng)組成圖5. 2所示是一個成品油裝船發(fā)料批量控制系統(tǒng)實例[2]，由科氏力質(zhì) 量流量計測量流量，批量控制器進行邏輯控制，根據(jù)需要分別對兩個碼頭上的油船進行 發(fā)料，通過切換開關(guān)選擇發(fā)料對象。

由于流量轉(zhuǎn)換器裝在放料閥前面，所以背壓能得到保證，但是，如果切斷閥在發(fā)料停止 信號到來時立即全關(guān)，原來高速流動的液體會產(chǎn)生“水錘”效應(yīng)，對儀表造成影響，為了避 免這種情況的發(fā)生，切斷閥采用了二階段閥。

該系統(tǒng)中的現(xiàn)場顯示器是為了提高操作透明度而設(shè)置的，即流量變送器的模擬輸出信號 送到位于碼頭上的數(shù)字積算儀。積算儀在進行發(fā)料的同時，同步積算并顯示總量，從而避免 黑箱操作，使客戶放心。

控制器中的信息通過通信口送上位機，實現(xiàn)自動化裝船管理，自動開票、自動生成報表等。

(2)系統(tǒng)特點

①系統(tǒng)的組成較簡單，只需對控制器進行組態(tài)，系統(tǒng)即可投入使用。

②由于系統(tǒng)還有在線校準裝置，科氏力質(zhì)量流量計可定期在線校準，所以發(fā)料度 更有保證。

③該系統(tǒng)設(shè)計一表兩用和增設(shè)現(xiàn)場總量指示，都是從實際需要出發(fā)，是很有實用價 值的。

基于PLC的油品密閉裝車系統(tǒng)

油品裝車是煉油行業(yè)成品油出廠的重要環(huán)節(jié)。在裝車期間，由于油品噴灑、攪動，不可避免地會發(fā)生油氣蒸發(fā)，引起油品運輸中的損耗，也污染了環(huán)境，危害操作人員的健康，而 且容易因油氣擴散而引起火災(zāi)事故，對生產(chǎn)造成很大威脅。為此，密閉裝車系統(tǒng)很早就已成 為人們的研究課題。

圖5. 3所示是一個基于PLC的油品發(fā)料控制和管理系統(tǒng)實例[3?5]，它由一個PLC控制 站、兩個裝車監(jiān)控操作站和安裝在現(xiàn)場的流量計、可燃氣體報警器、控制閥、油品回收閥和 液位報警器、靜電接地夾等組成。

其中，裝車監(jiān)控操作站（上位機）部分設(shè)置兩臺工控機，分別安裝點數(shù)足夠的i/o開 發(fā)板和運行版監(jiān)控軟件，這樣從軟件上進一步保證操作站監(jiān)控的獨立性。兩個操作站設(shè)置成 互為備用的工作方式，如果一個出現(xiàn)故障，仍然可以通過另外一個操作站進行裝車操作，從 而提高了系統(tǒng)的可靠性。

該實例中，上位機監(jiān)控軟件使用CIMPLICITYHMI6.0，PLC使用Versapro編程軟件。

系統(tǒng)具有下列聯(lián)鎖功能。

①總管閥聯(lián)鎖條件：

各鶴位控制閥回訊有一個及以上為開；

各鶴位液位開關(guān)一個及以上高報警；

緊急停車按鈕被按下。

②油氣閥聯(lián)鎖條件：

靜電接地夾有一個或以上未夾或接觸不良；

90#油與93#油手動閥非僅開一個；

預(yù)置裝車量小于車型標準量；

實裝量達到預(yù)置量；

液位開關(guān)高報警發(fā)生；

緊急停車按鈕被按下；

上位機無發(fā)油命令。

③控制閥聯(lián)鎖條件：

靜電接地夾未夾或接觸不良；

液位開關(guān)高報警發(fā)生；

90#油與93#油手動閥非僅開一個；

預(yù)置裝車量小于車型標準量；

實裝量達到預(yù)置量；

緊急停車按鈕被按下；

油氣閥未開到位。

zui簡單的流量批量控制系統(tǒng)

zui簡單的流量批量控制系統(tǒng)常以電磁切斷閥或氣動電動切斷閥為終端執(zhí)行元件，以流量 定量控制儀或計算機完成流量演算、累積、顯示和邏輯控制。流量傳感器或變送器的型號有 很大的選擇空間，近幾年來有的單位選用科氏力質(zhì)量流量計，這當然有利于提高計量 度，'但投資較高。目前大多數(shù)用戶仍使用渦輪流量計，主要原因如下。

①渦輪流量計有較高的測量度，非常高的重復(fù)性，而且流量只在很小范圍內(nèi)變化， 0.2級傳感器經(jīng)非線性校正后，準確度還可進一步提高，能滿足絕大多數(shù)使用需要。

②價格便宜。大約只需相同口徑科氏力質(zhì)量流量計的1/20。

③安裝、使用和維修都簡單、方便。

④渦輪流量計的zui大不足之處是軸承容易磨損。這一點對于流量定量控制來說問題并 不嚴重，因為這種控制是間歇操作，多數(shù)定量控制系統(tǒng)一天只運行數(shù)小時，所以軸承的壽命 可比24h連續(xù)運行工況長若干倍。

圖5. 4所示為以渦輪流量計為流量測量單元，以軟密封電磁閥為終端控制元件，同智能 批量控制儀一起組成的典型流量定量控制系統(tǒng)。就其結(jié)構(gòu)而言也是由流量批量控制器組成的系統(tǒng)。

流量批量控制簡單的動作過程如下： 操作人員向控制器輸入本次發(fā)料量設(shè)定值 Qs (或保持上一次設(shè)定值）后按一下“復(fù) 位”鍵，然后“準備就緒”指示燈閃爍， 就可按啟動按鈕，繼電器閉合，電磁閥勵 磁打開，以預(yù)期的瞬時流量gv開始發(fā)料。 控制器指示瞬時流量并累積發(fā)料量<3 (或 一邊累積一邊做AQ=QS—Q的運算）并顯 示此累積值，當Q= Qs時，控制器發(fā)出關(guān) 閥信號，將繼電器接點斷開，完成本次發(fā) 料。待按一下復(fù)位（RESET)按鈕，即準備下一次發(fā)料。

單擺式交替灌裝控制系統(tǒng)

這種控制方式適用于在灌裝臺上對兩個臺位的容器進行交替灌裝操作。圖5. 5所示是被 廣泛使用的一種定型系統(tǒng)，也屬由控制器組成的系統(tǒng)，如FBC-10型流量批量控制器。

在這種控制系統(tǒng)中，操作人員通過面板上的按鍵設(shè)定好“本批操作發(fā)料次數(shù)”、“一次發(fā) 料預(yù)定量”和“VA閥提前量”、“VB閥提前量”、“間歇時間”、“小流量監(jiān)視值”、“小流量 監(jiān)視時間”等數(shù)據(jù)之后，就可按“復(fù)位”鍵、“啟動”鍵開始發(fā)料，先是VA閥開，待累積

流量達到一次發(fā)料預(yù)定量一提前量時，vA閥關(guān)閉，進人間歇期，“發(fā)料次數(shù)”加1。間歇期 結(jié)束后，自動打開VB閥灌裝。如此交替灌裝，直至實際“發(fā)料次數(shù)”與預(yù)定的“本批操作 發(fā)料次數(shù)”相等，才停止循環(huán)。

交替灌裝的特點是接受料液的容器容積小，發(fā)一次料所需的時間也短，稍有不慎就會發(fā) 生料液外溢的事件。而忘記開泵、工藝閥門切換不當?shù)那闆r又難以杜絕，所以設(shè)置有“小流 量監(jiān)視值”和“小流量監(jiān)視時間”兩個參數(shù)，當“vA閥控制接點”閉合（或“VB閥控制 接點”閉合）后，如果定量控制器接收到的流量信號小于“小流量監(jiān)視值”，就啟動計時器， 所計時間大于等于“小流量監(jiān)視時間”后，組態(tài)就可以有兩種選擇，即“啟動操作繼續(xù)有 效”和“發(fā)料操作暫停”。交替灌裝時一般選“發(fā)料操作暫停”，若想繼續(xù)發(fā)料操作，則可按 “復(fù)位”鍵，因為進人小流量監(jiān)視程序后，操作人員首先要處理為什么沒有流量問題，往往 無暇顧及臺位上的操作。為了應(yīng)急，定量控制器上還應(yīng)有“緊急停止”按鈕。

在單擺交替灌裝定量控制系統(tǒng)中，提高定量度需從兩方面做工作，一是分別測 定VA和VB執(zhí)行器的滯后時間，二是尋找滯后時間短的切斷閥。據(jù)報道，在現(xiàn)場有防爆要 求的條件下，經(jīng)過改進的快速氣動切斷閥，滯后時間可以做到0.2s以內(nèi)[3]。