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湿式气体流量计的自动化控制技术

湿式气体流量计适合于常温常压下不溶于水的各种气体的计量,由于任何气体在常温常压下的体积均相等,所以湿式气体流量计的应用范围很广泛,使用过程中可靠性很高。
湿式气体流量计的自动化控制技术
 
  1、湿式气体流量计、电远传湿式气体流量计与计算机自动化控制系统
 
  湿式气体流量计:湿式气体流量计适合于常温常压下不溶于水的各种气体的计量,由于任何气体在常温常压下的体积均相等,所以湿式气体流量计的应用范围很广泛,使用过程中可靠性很高。
 
  电远传湿式气体流量计:湿式气体流量计虽然计量可靠,但通常都是安装在装置现场,操作人员只有在巡检或记录时才能观察到过程的运行情况,而无法对系统的运行状况进行实时监控,电远传湿式气体流量计可以将气体流量转换为脉冲信号,并将脉冲信号远传到操作室的显示仪表进行流量显示,这样,操作人员就可在很远的操作室中对现场的运行状态进行实时监测,发现问题及时处理。电远传湿式流量计还可以将脉冲信号送入自动化控制系统的模块中,实现数据的实时及历史显示。
 
  计算机自动化控制系统:电远传湿式气体流量计虽然可以将脉冲信号远传至操作室并进行显示,但显示的数据只是当前时刻的,对于以前的数据无法显示。如果采用计算机自动化控制系统,就可以对这些数据进行存贮,并显示时实曲线及历史曲线,根据点数不同,可以存贮几个月、几年甚至十几年的数据,这对数据的分析及处理大有益处。
 
  2、对于系统集成商或用户,选用10mL/脉冲的电远传湿式气体流量计还是选用100 mL/脉冲的电远传湿式气体流量计,哪种更为合理?
 
  在最大气体流量及电气装置不丢数的前提下,10mL/脉冲电远传湿式气体流量计在运行开始第一个小时内的相对误差为0.002%;100mL/脉冲电远传湿式气体流量计在运行开始第一个小时内的相对误差为0.02%;两者在连续运行过程中相对误差均为0。由于湿式气体流量计的机械误差为±1%,所以采用上述两者之一均可满足要求。10mL/脉冲的电远传湿式气体流量计的最高脉冲发生频率为50000÷3600≈14HZ,如果计算机控制系统准确地捕获到该脉冲信号而不产生计数误差,必须采用以下两种方法中的一种:
 
  A、如果采用DI模块,则必须对PLC采用高速CPU,使CPU的扫描频率大于14HZ,这无疑增加了开发成本。
 
  B、如果PLC采用普通CPU,则数据采集必须采用计数器/频率模块,该模块的价格是DI模块的2倍以上,通道数是DI模块的1/4左右,折合成单点,计数器/频率模块的成本是DI模块成本的8-10倍,成本也很高。
 
  100mL/脉冲的电远传湿式气体流量计的最高脉冲发生频率为5000÷3600≈1.4HZ,由于频率很低,对PLC采用普通CPU及DI模块即可进行准确计数,在保证计量精度的前提下降低了开发成本,所以此种规格的电远传湿式气体流量计对系统集成商很有诱惑力,对用户也减轻了成本压力。
 
  3、DI模块与计数器/频率输入模块:
 
  DI(Digital Input)模块是数字量输入模块,一般这种模块可以接收两种模式信号:一种信号为开关量信号(也称为通断信号、干接点信号),通为逻辑1,断为逻辑0;另一种输入信号为电平信号(也称为湿接点信号),小于1V电压为逻辑0,大于3.5V电压为逻辑1(不同厂家产品的电压范围也可能略有不同),此模块内部不含计数器,如果将其用做计数输入模块,则CPU的扫描频率必须大于信号的输入频率,否则易造成“丢数”现象,产生计量误差。此模块的特点是价格低廉,通道数多(一般为7-16个通道)。
 
  同DI模块一样,计数器/频率输入模块也可以接收两种模式信号:一种信号为开关量信号(也称为通断信号、干接点信号),通为逻辑1,断为逻辑0;另一种输入信号为电平信号(也称为湿接点信号),小于1V电压为逻辑0,大于3.5V电压为逻辑1(不同厂家产品的电压范围也可能略有不同)。该模块的输入频率为1-50KHz,最高可达到100 KHz(频率越高价格越贵,用户可根据需要选择),每个通道都是一个独立的计数器(内含单片机),PLC及电脑主机 CPU的运行速度不影响计数器的准确度(有时由于主机CPU的运行速度较慢,屏幕上显示的计量数似乎不连续,这只是显示的时间间隔略长些,实际并没有丢数),其每个通道都有一个独立的计数器在运行,CPU扫描时,将计数器的数据取出。该模块的特点是通道数少(一般每个模块只有2-4个通道),造价高(该模块的报价一般是DI模块的2-4倍)。
 
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