超声波流量计操作手册

超声波流量计操作手册超声波流量计操作手册 一 超声波流量计工作原理一 超声波流量计工作原理 气体超声流量计采用绝对数字时间差法 是通过测量高频声脉冲在气体中顺流传播和 逆流传播的时间差与气体流速成正比这一原理来测量气体流量的速度式流量计 原理见图 1 图 1 超声波流量计原理图 当管道中有气体流过时 传感器 1 和传感器 2 所发射的超声波脉冲分别被传感器 2 和 传感器 1 接受 由于超声波脉冲在气流中传播速度受到气流的影响 导致超声波脉冲顺流 传播的速度要比逆流时快 在超声波声道长度内 其顺流 逆流方向的传播时间分别为 cosvc L ts cosvc L tn 沿声程测得的被测气体的平均流速 ns tt L v 11 cos2 表示被测气体的平均流速 这是沿声道长度上的平均的线性加权的气体流速 需进 行气体流速的修正 得出计算气体流量的方程式 1 sn ns ns f tt tt L K D tt L K D vKAq cos24 11 cos24 2 2 qf工况体积流量 m3 s A 管道流通面积 m2 ts超声波顺流传播的时间 s tn超声波逆流传播的时间 s L 超声波在传感器之间的声道长度 m D 管道内径 m 管轴线与传感器声道之间的夹角 K 速度分布剖面的修正系数 利用流量计算机计算出的压缩因子和温度 压力变送器来的温压信号对气体超声波流 量计来的流量信号进行体积修正 从而得到标况下的流量 二 二 超声波流量计结构组成 见图超声波流量计结构组成 见图 2 2 图 2 超声波流量计结构组成图 气体超声流量计是由信号处理单元 SPU 超声传感器构成 信号处理单元 SPU 接受超声传感器信号 具有处理 显示 输出和记录测量结果的能力 它由电源 微处理 器 信号处理组件和超声换能器激振电路等组成 位于现场的电信号处理及转换部分安装 在转换器内 流量计算机用于流量计控制和显示 存储的专用计算机 流量计算机具有对信号处理 单元进行就地和遥控组态和监控流量计运行的能力 其上位机 工控机 用于显示累积流 量 平均流速 平均声速 历史曲线 以及检测和控制支路阀门 超压报警或完成站场其 它管理和控制的任务 流量计本体实际就是两端带管法兰的直管段 它与测量直管段是承压部件 要求有一 定的抗腐蚀能力 其内径一致 三 超声波流量计接线图三 超声波流量计接线图 图 一净超声 S600 接线 1 陕京 1 号 S600 2 靖西复线 S600 3 西气东输 3 号 S600 4 陕京 1 号 S600 24 伏电源线 5 靖西复线 S600 24 伏电源线 6 西气东输 3 号 S600 24 伏电源线 7 陕京 1 号现场压变 温变与 S600 通讯线 8 靖西复线现场压变 温变与 S600 通讯线 9 西 气东输 3 号现场压变 温变与 S600 通讯线 10 陕京 1 号远传网线 11 靖西复线远传 网线 12 西气东输 3 号远传网线 13 陕京 1 号现场超声信号线 14 靖西复线现场超 声信号线 15 西气东输 3 号现场超声信号线 16 现场变送器 24 伏电源正极接线端子 17 现场变送器 24 伏电源负极接线端子 18 现场变送器 24 伏总电源线 19 21 现场仪 表接线转换器 22 24 与自控系统的通讯线 四 超声波流量计的操作四 超声波流量计的操作 1 1 超声流量计所对应的超声流量计所对应的 S600S600 流量计算机的软件安装及流量计算机的软件安装及 S600S600 内的内的 configconfig 文件下载文件下载 A A 超声流量计所对应的超声流量计所对应的 S600S600 流量计算机的软件安装流量计算机的软件安装 a 双击 config6001 4v 的安装软件 出现如下界面 3 32 221215 51 1 7 78 8 4 4 9 9 6 6 1111 1010 1212 131314141515 1616 1717 18181818 1919 2020 2222 2424 2323 b 点击 next 图标 c 点击 next 图标 将 config600 软件安装到默认的目录中 B S600B S600 内的内的 configconfig 文件下载文件下载 a 点击 S600 文件夹中的 s600tfr exe 出现如下界面 点击 network 出现如下界面 在 hostname 输入和流量计算机对应的 IP 地址 例如 流量计算机中设定的 IP 地址 为 129 76 69 74 则在 hostname 中输入 129 76 69 74 注意 在输入地址以后 要将局域网设置成与注意 在输入地址以后 要将局域网设置成与 S600S600 同段的网址 例如 流量计算机中设同段的网址 例如 流量计算机中设 置的置的 IPIP 地址为 地址为 129 76 69 74 129 76 69 74 那么在笔记本电脑中的那么在笔记本电脑中的 IPIP 地址应设置为 地址应设置为 129 76 69 0 129 76 69 0 255 255 74 74 除外 因为在同一网段中不允许有相同的除外 因为在同一网段中不允许有相同的 IPIP 地址存在 同时电脑中的子网掩码为地址存在 同时电脑中的子网掩码为 电脑自动生成 通常为电脑自动生成 通常为 255 255 255 0255 255 255 0 点击界面中的 Receive 键 出现如下界面 点击 NEW 弹出对话框 在对话框内输入要储存的文件名 点击 Receive Now 键 出现进程图框 当达到 100 的时候 表明文件已经下载完毕 此时在 S600 的文件夹中找到 configs 文件夹 所下载的文件就储存在此文件夹中 2 2 超声流量计及其配套流量计算机的启用超声流量计及其配套流量计算机的启用 当超声波流量机和流量计算机到达现场之后 要按照如下步骤进行启用 当超声波流量机和流量计算机到达现场之后 要按照如下步骤进行启用 A A 流量计和流量计算机的安装流量计和流量计算机的安装 B B 流量计和流量计算机的接线 流量计和流量计算机的接线 a a 流量计的接线 流量计的接线 流量计的接线主要有四根两对线 一对为 24VDC 电源接线 另一对为信号接线 在 MARKIII 的电子处理单元中 打开后盖 可以看到如图界面 将通讯线 两根 接到通讯口 A 的 1 和 2 端子上 同时将 1 和 4 2 和 5 短接 电源的接线端子模块如图所示 1 1 为为 24VDC24VDC 的正极 的正极 2 2 为为 24VDC24VDC 的负极 的负极 b b 流量计算机的接线流量计算机的接线 流量计算机的信号接入通常有如下几种 1 温度信号 4 20Ma 模拟信号 温度信号的输入要看在 S600 的应用软件中将其设置到那个模拟通道 具体方法如下 将 S600 的应用软件从流量计算机中下载下来 具体步骤参考 1 B 在 S600 文件夹中点击 PCSETUP 出现如下界面 选择第二个图标 open an exiting configuration 出现如下界面 选择刚刚下载的应用文件 例如 jingbian 1 出现如下界面 用户名及密码均为 daniel 按 ok 选择 I O Setup 出现如下界面 选择 Analog Input 出现如下界面 在界面的右方可以看到 ADC 01 TEMP 代表流量计算机的 1 号模拟通道为温度 其具体接线端子请参考流量计算机 的说明书 2 压力信号 4 20Ma 模拟信号 同上 可以看到 ADC 02 PRESS 代表流量计算机的 2 号模拟通道为压力 其具体接线端子 请参考流量计算机的说明书 3 超声波流量计的通讯信号 数字信号 超声波流量计的通讯信号从现场过来是两根线 走的是超声波流量计的通讯信号从现场过来是两根线 走的是 RS485RS485 通讯 通讯 modbusmodbus ASCIIASCII 协议 协议 首先要确定在流量计算机中将流量计的通讯口设置在那个通讯端口上 具体操作如下 首先要确定在流量计算机中将流量计的通讯口设置在那个通讯端口上 具体操作如下 a 在 S600 面板上主菜单下按 6 TECH ENGINEER b 再按 6 COMMUNICATIONS c 然后按 3 ASSIGNMENT d 选择 ULTRASONIC LINK 可以看到超声波流量计的通讯口设置在那个端口 注意 关于注意 关于 S600S600 流量计算机的通讯口是如何定义的 请参考流量计算机的通讯口是如何定义的 请参考 S600 S600 流量计算机中文操流量计算机中文操 作手册作手册 3 4 3 4 通讯口为通讯口为 RS232RS232 通讯端口 其端口形式为通讯端口 其端口形式为 RJ45RJ45 5 6 7 5 6 7 为为 RS485RS485 通讯端口 其端口形式为接线端子排的形式通讯端口 其端口形式为接线端子排的形式 其名称为其名称为 TB TB 2 2 具体接线设置如下 具体接线设置如下 例如 超声波流量计的通讯口设置为 5 其具体接线的时候 超声波的通讯线 接到流量计算机的 TB 2 端子排上的 1 并与 3 短接 超声波的通讯线 接到流量计算机的 TB 2 端子排上的 2 并与 4 短接 4 与 DCS 的通讯信号 数字信号 同上 在 S600 的面板上查找到 SCADA LINK 所对应的通讯口 并将通讯线接到相应的通讯 口上 3 3 超声流量计系统的停用超声流量计系统的停用 当超声波流量计系统准备停用的时候 应遵循下列步骤 A 给超声波流量计断电 B 在 S600 流量计算机上观看流量是否为零 C 如果流量计算机的流量为零的化 将其断电 D 如果仍有流量 说明超声波流量计的电源尚未断开 或者停错电源 应查找相应的电源 将其断开 4 CUI4 CUI 软件的操作软件的操作 CUICUI 软件的操作应分为两步 软件的操作应分为两步 1 1 用笔记本电脑使用 用笔记本电脑使用 CUICUI 程序与超声波流量计进行通讯 程序与超声波流量计进行通讯 a 通讯线的连接 将 RS232 通讯线一端的 3 根线连接到超声波流量计的通讯端口 2 上 具体接线图如下 RS232 通讯线的 2 3 5 分别接到流量计的 J7 端子上的 1 2 3 将通讯线的另一端 RS232 的插口插到电脑上 b 使用 CUI 软件与流量计进行通讯 打开 CUI 软件后 选择 Direct 直连 的连接方式 这样就可以使用 CUI 软件对超声波流量计进行检查了 2 2 通过通过 CUICUI 软件对流量计进行操作软件对流量计进行操作 当使用 CUI 软件与流量计通讯上之后 默认操作界面为 Monitor 也就是显示界面 在此界面可以看到超声波流量计的各个通道的基本情况 MeterMeter output output 指流量计测量出来的工况流量的大小指流量计测量出来的工况流量的大小 ChordChord velocities velocities 指各个声道所测量出来的介质流速指各个声道所测量出来的介质流速 ChordChord SOS SOS 指各个声道的声速大小指各个声道的声速大小 ChordChord Gains Gains 指各个声道的增益 所谓增信号益就是指流量计给探头所供应的驱动能量的指各个声道的增益 所谓增信号益就是指流量计给探头所供应的驱动能量的 大小 大小 如果某声道探头脏了 那么探头的能量就会被大大削弱 此时流量计可以通如果某声道探头脏了 那么探头的能量就会被大大削弱 此时流量计可以通 过探头的反馈信号得知能量损耗较大 结果就会增加此声道的增益 从而增过探头的反馈信号得知能量损耗较大 结果就会增加此声道的增益 从而增 加能量 能够克服由于探头脏污而导致的能量损失 加能量 能够克服由于探头脏污而导致的能量损失 SignalSignal toto noisenoise ratios ratios 信噪比 指的是超声波流量计的信号和噪声的比值 信噪比越信噪比 指的是超声波流量计的信号和噪声的比值 信噪比越 大 则说明超声波流量计的工作情况越好 大 则说明超声波流量计的工作情况越好 Alarms Alarms 声道报警 当探头工作不正常 或者探头不能正常被处理的时候 就会出现某个声道报警 当探头工作不正常 或者探头不能正常被处理的时候 就会出现某个 声道的报警 此时声道的状态指示为红色 声道的报警 此时声道的状态指示为红色 2 2 通常在通常在 CUICUI 中需要将流量计的维护报告下载到笔记本电脑中 具体步骤如下 中需要将流量计的维护报告下载到笔记本电脑中 具体步骤如下 在主菜单中点击 logs reports 在弹出的下拉菜单中选择 Maintenance log reports Type in the duration for the test 5 minutes is usually ok and type in a comment 输入测试的周期 通常 5 分钟就可以壳 同时输入一个报告的注释 The best functionality is found when the log is saved in Microsoft excel format 此软件的一个非常好的功能就是可以把测试的结果以微软的 Excel 格式储存起来 Press start and go grab coffee 点击 start 键 然后可以喝杯咖啡休息一下 此时流量计开始记录当前的所有流量参数 当记录停止之后 CUI 会自动生成一个 excel 文件 里面储存了超声波流量计的状态参数 设置参数等 如下表 通常观看某个声道的状态还有一种方法 就是在 CUI 软件的 Tools 里面选择 waveform viewer 此此 时可以观看某个声道的状态 时可以观看某个声道的状态 如果声道的状态非常不好 则表示干扰非常大 或者探头脏污 需要清洗 五 维护五 维护 六 常见故障处理六 常见故障处理 1 1 超声波流量计不能工作 超声波流量计不能工作 未供电 检查电源 保险丝断 更换保险 CPU 板坏 更换 CPU 板 2 2 超声波有供电但无任何反应 超声波有供电但无任何反应 S600 面板上的灯是否正常 灯收发不稳有可能是 S600 的问题 发灯闪收灯灭 检查收灯的接线 流量波动过大 忽高忽低 有可能是放大器的问题 3 3 上位机无法读到流量计算机的数据 上位机无法读到流量计算机的数据 接线是否有问题 设备负荷过大 通讯口的设置 1 波特率 2 奇偶位校验 3 停止位 4 地址 数据类型对不对 4 4 信号传送问题信号传送问题 信号没进来 通道损坏 进来后信号不对应 检查量程设置 压力 温度 七 附表七 附表 一 一 S600S600 操作操作 1 1 流量计算机的主菜单显示内容如下 流量计算机的主菜单显示内容如下 1 FLOW1 FLOW RATESRATES 瞬时流量 瞬时流量 2 TOTALS2 TOTALS 累积量 累积量 3 OPERATOR3 OPERATOR 操作人员界面 操作人员界面 4 PLANT4 PLANT I OI O 设备 设备 I OI O 5 SYSTEM5 SYSTEM SETTINGSETTING 系统设置 系统设置 6 TECH ENGINEER6 TECH ENGINEER 技术 技术 工程工程 人员界面 人员界面 8 CACULATIONS8 CACULATIONS 计算 计算 2 2 流量计算机操作子菜单说明如下 流量计算机操作子菜单说明如下 1 1 FLOW FLOW RATESRATES 瞬时流量 瞬时流量 2 2 TOTALS TOTALS 累积量 累积量 3 3 OPERATOR OPERATOR 操作人员界面 操作人员界面 2 1 2STR01 FWD CVOL 标况流量累积 2 1 4STR01 FWD EVERGY 能量累积 2 1 3STR01 FWD MASS 质量流量累积 2 1 1STR01 FWD UVOL 工况流量累积 2 TOTALS 累积量 2 1STREAM 流量 3 OPERATOR 操作人员界面 3 1STREAM 流量 3 1 1 COMPOSITION 组分 3 1 6CALCULATED DATA 计算数据 3 1 5 METER IO 流量计 IO 输入 3 1 3 STATUS 流量计状况 3 1 4 METER SETUP 流量计参数设置 3 1 2 STREAM SETUP 流体参数设置 3 1 7 FWD AVG DATA AVG 数据 1 FLOW RATES 瞬时流量 1 1STREAM 流量 1 1 2 STR01 CVOL FR 小时标况流量 1 1 2 STR01 MASS FR 小时质量流量 1 1 2STR01EVERGY FR 小时能量 1 1 2 STR01 UVOLFR 小时标况流量 4 4 PLANT PLANT I OI O 设备 设备 I OI O 5 5 SYSTEM SYSTEM SETTINGSETTING 系统设置 系统设置 4 PLANT I O 设备 I O 4 1ANALOG INPUTS 模拟量输入 4 1 1 ADC 01 TEMP 01 通道温度输入 4 1 2 ADC 02 PRESS 02 通道压力输入 4 6ANALOG OUTPUTS 模拟量输出 4 6 1ADC 01 PRESS 01 通道压力输出 4 6 2 ADC 02 TEMP 02 通道温度输出 4 6 3 ADC 03 PRESS 03 通道压力输出 4 6 4 ADC 04 TEMP 04 通道温度输出 5 SYSTEM SETTING 系统设置 5 1UNIT SETUP 单位设置 5 1 1CONVERSIONS 转换因素 5 1 2 SETUP 设置 5 2REPORT SETUP 报告设置 5 3 ALARM