第四章+模拟量输入及处理

1、第四章 模拟量输入处理4.1模拟量输入(AI模拟输入是指现场传感器的输出信号通过模拟输入卡件输入的过程变量。在 DCS 系统中, 一个 AI 位号就对应一个模拟输入回路, 通过 I/O组态与硬件通道关联, 而硬 件通道对应现场传感器,不需要再使用功能块独立去搭建回路。可实现模拟量输入回路的面板显 示、报警等功能,同时,作为数据源,可以被程序或流程图调用。对于模拟量输入信号,控制站根据信号特征及用户设定的要求做一定输入处理,处理流程框 图如下图所示: 图 模拟信号处理流程系统首先判断采集到的原始信号是不是标准信号,如果是则根据信号类型调用相应的内置标 准非线性处理方案,此外对某些标准温度信号,还

2、加入了冷端补偿的处理;如果信号类型为自定义,则调用用户设定的非线性处理方案(即调用用户为该信号定义的折线表处理方案 。然后,系 统依据用户的设定要求,逐次进行温压补偿、滤波、开方、报警、累积等处理。经过输入处理的 信号已经转化为一个无单位的百分型信号量,即无因次信号。 模拟量动态点显示方式 :注:动态点应靠近检测源,就是信号虚线不能过长。模拟量动态点及棒状显示方式注 1:棒状图宽度应全装置统一。注 2:棒状图位置及长度与设备比例应接近 现场实际位置。同位置多模拟量测点显示方式 : 差压显示方式 :¾SCKey 组态软件中的有 09级报警颜色配置。¾流程图报警颜色显示 :报警

3、 示例 颜色 闪烁 参数正常 原来颜色不变 不闪烁 一般报警 数据前景色变黄 闪烁 严重报警数据前景色变红闪烁 ¾ 当输入开路时,会自动产生“ ERR ”报警;¾ 根据需要,可以设定模拟输入回路的三级高低限报警。在设计中,对三级报警是如下定义的:高三报警与低三报警,禁用;高高报警与低低报警,联锁动作报警;高报警与低报警, 普通报警;在下文中,提到的二级高低报警即指高高 /低低、高 /低这两级报警。 ¾ 对于其它报警,如变化率报警,扩展量程报警等,一般不使用,默认禁止。 ¾ 表 1 AdvanTrol Pro 报警状态标识含义标识 含义解释PAT 下限位

4、卡件置位 PAT 上限位 卡件置位 正常 高高限报警 高限报警 低限报警 低低限报警 信号手 /自动输入SET控制器初始化 AI 数据结构的 “信号手自动标志” 为自动, 即 PvAmsel 等于 0。是否置上手动标志还是自动标志由组态决定。 ERR信号可疑不同卡件类型,对于信号可疑的定义不同。1、对于“交流信号” 、 “ PI 信号” 、 “ Pt 信号” 、 “热电阻信号” 、 “热电偶 信号” , PV值超过量程上下限 2%的量程值以内时,置信号可疑位。 2、对于“ DDZ II 信号” , PV 质量码有效值范围是 030000, PV值超 过量程上下限 5%的量程值以内时,置信号可疑

5、位。3、对于“ DDZ III 信号” , PV质量码有效值范围是 600030000, PV 值超过量程上限 1.625%的量程值以内或者超过量程下限 1.5%的量程值以内时,置信号可疑位。4、 对于热电偶温度信号, 冷端温度有效值范围是 -40968192, 当温度大 于 8192或者小于 -4096的时候置信号可疑。5、对于任意 AI 信号,如果其所在的卡件存在通讯故障或者卡件本身出 错的情况,那么置此信号可疑。可以通过获取该通道对应的卡件诊断信 息的第 0字节,如果等于 0xff 表示该卡件和主控卡通讯失败,如果该字 节数据不等于 0x80表明模块数据出错。6、另外,当卡件本身存在通道

6、诊断信息的情况下,控制器将根据这些 信息置相应的位号信息可疑。正偏差上位机置位负偏差 上位机置位 ±DV偏差屏蔽位,±DV功能块置位TRA变送器故障不同卡件类型,对于变送器故障的定义不同。1、对于“交流信号” 、 “ PI 信号” 、 “ Pt 信号” 、 “热电阻信号” 、 “热电偶 信号” , PV值超过量程上下限 2%的量程值时,置变送器故障位。 2、对于“ DDZ II 信号” , PV 质量码有效值范围是 030000, PV值超 过量程上下限 5%的量程值时,置变送器故障位。3、对于“ DDZ III 信号” , PV质量码有效值范围是 600030000, P

7、V 值超过量程上限 1.625%的量程值或者超过量程下限 1.5%的量程值 时,置变送器故障位。4、对于热电阻信号,原始输入码是 030000,如果码值小于 0或者大于 30000置信号故障。5、 对于热电偶信号, 经过冷端补偿后的码值有效范围是 -30000 < 31380, 如果码值小于 -30000或者大于 31380置信号故障。4.2 模拟量滤波模拟量输入信号在 I/O组态软件设置中包含有滤波设置功能,但对于计算后的值,也就是自 定义变量,如这个变量不稳定且参与自动控制,那么这个变量也需要进行滤波,自定义半浮点的 滤波可采用移动平均模块处理。 ¾ 移动平均模块举例当开关

8、 SW_101=ON时,进行 6秒钟、6个点平均值的滤波,当开关 SW_101=OFF时,不进行滤 波,程序如下: ¾ 移动平均模块引脚引脚 数据类型 含义 SET BOOL 置位开关 YSET SFLOAT 设定值 X SFLOAT 输入值 TUINT采样时间间隔NUM UINT 采样数目0,8 YSFLOAT移动平均值输出¾ 移动平均模块算法功能用来获得过去一段时间内输入的采样数据平均值, 该模块输入的采样时间间隔 T 是以 0.1S 为 单位的,即输入 1就代表 0.1秒,num的值在0,8区间内取值。当 SET=ON,输出 Y=YSET。当 SET=OFF,输出 Y

9、 是输入的移动平均值,具体算法如下: CPV 就是输出 Y,Xi 就是输入的各个采样点的采样值,m 是采样值数量 NUM。 这种算法是对最新的一段时间内的采样数据取平均值,原理图如下: 该模块程序中开劈了 9个输入数据的缓冲区,用来存放前几个采样时刻的采样值,所以这里采样数目 num 应该在0,8区间内取,当 num 大于 8或等于 0,模块的输出直接返回输入的值,注 意这对 SET=ON和 SET=OFF都起作用,就是说当 SET=ON,NUM=0时,输出 Y 的值由输入 X 决定,而 不是由 YSET 决定。4.3 模拟量非线性处理模拟量输入和自定义控制方案中,可以使用折线表进行线性处理。

10、自定义折线表是全局的, 一块主控制卡管理下的多个模拟信号可以使用同一个折线表进行线性处理。模拟量输入信号在 I/O组态软件设置中可以直接引用折线表 , 引用折线表后这个 AI 信号显示的 就是经过折线表处理后的值,只是原信号值就无法显示了。对于自定义变量的非线性处理,则需要编制程序,可采用折线表插值模块处理。¾折线表插值模块如:对温度 TI_101进行折线表处理 , 使用 0号折现表: 注意:这个模块只对二维折线表进行处理,对一维折线表没有作用。¾ 折线表插值模块引脚参数 数据类型 含义输入折线表序号 0, 63线性插值输出¾折线表插值模块算法功能程序先对输入的折

11、线表序号 N 进行越限判断, 如果 N 在区间 0, 63内, 则判断输入 X 的值落 在 10段中的那一段,然后在进行线性插值,具体算法如下:当输入 X 落在 Xi和 Xi+1之间, 如果输入 X 小于 X0,则输出 Y 等于 Y0;如果输入 X 大于 X10时 , 输出 Y 等于 Y10。 如果 N 不在区间 0,63内,则输出 Y 等于 0。4.4在 SCControl 中定义二维折线表在 SCKey 中可以定义一维和二维折线表,ECS100系统中操作员无法在监控画面中进行设定, 有很 大 局限性,SCControl 也可以定义二维折线表,这个二维折线表的 X 轴和 Y 轴可用自定义变量

12、 让操作员可以在监控画面中进行设定和修改。需注意:SCControl 中的折线表和 SCKey 中折线表已经合一, 即系统总共提供了 64个折线表,用户在 SCKey 中可以定义一维和二维折线表, SCControl 也可以定义二维折线表, 他们都存放在同 一片地址区内,所以两边定义的折线表序号不能相同,其他折线表相关模块也如此。举例:在 SCControl 中建一个二维折线表,使用 1 号折线表:代码说明:FUNCTION_BLOCK FB_LINE_XY(*二维折线表 *VAR_INPUTIN1:SFLOAT;X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10:SFLOAT;(*

13、X轴输入点 *Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9,Y10:SFLOAT;(*y轴输出点 *END_VARVAR_OUTPUTOUT1:SFLOAT;END_VARVAREND_VARIF IN1 >= 0 AND IN1 < X1 THENOUT1 = Y1;END_IF;IF IN1 >= X1 AND IN1 < X2 THENOUT1 = Y1 + (IN1 - X1 * (Y2 - Y1 / (X2 - X1;END_IF;IF IN1 >= X2 AND IN1 < X3 THENOUT1 = Y2 + (IN1 - X2 * (

14、Y3 - Y2 / (X3 - X2;END_IF;IF IN1 >= X3 AND IN1 < X4 THENOUT1 = Y3 + (IN1 - X3 * (Y4 - Y3 / (X4 - X3;END_IF;IF IN1 >= X4 AND IN1 < X5 THENOUT1 = Y4 + (IN1 - X4 * (Y5 - Y4 / (X5 - X4;END_IF;IF IN1 >= X5 AND IN1 < X6 THENOUT1 = Y5 + (IN1 - X5 * (Y6 - Y5 / (X6 - X5;END_IF;IF IN1 >=

15、X6 AND IN1 < X7 THENOUT1 = Y6 + (IN1 - X6 * (Y7 - Y6 / (X7 - X6;END_IF;IF IN1 >= X7 AND IN1 < X8 THENOUT1 = Y7 + (IN1 - X7 * (Y8 - Y7 / (X8 - X7;END_IF;IF IN1 >= X8 AND IN1 < X9 THENOUT1 = Y8 + (IN1 - X8 * (Y9 - Y8 / (X9 - X8;END_IF;IF IN1 >= X9 AND IN1 < X10 THENOUT1 = Y9 + (IN

16、1 - X9 * (Y10 - Y9 / (X10 - X9;END_IF;IF IN1 >=X10 AND IN1 <= 1 THENOUT1 = Y10;END_IF;END_FUNCTION_BLOCK4.5带 DO 输出报警的模拟输入¾流程图示意图 DO点用文字显示隐藏的方式在流程图显示。模拟输入实时值偏离设定值的大小及报警,实现的方式很多,在设计中我们用报警分析模块 来实现该功能。¾模块搭建 ¾模块引脚参数 数据类型 含义模拟量输入的质量码高限报警高高限报警低限报警 低低限报警 通道故障报警¾ 功能项9 输入为模拟量质量码,输出为该

17、质量码的报警信息。9 在主控卡控制程序里面对输入的 PV 值进行了报警处理, 对高高限报警、 高限报警、 低限报警、低低限报警分别置质量码为:0X05, 0X01, 0X02, 0X06,对可疑信号和故障信 号,则置质量码为:0X0100, 0X0800,该模块就是对这些报警信息进行分析,对比输入 的质量码与这些数值,输出分析结果。9 如果输入 FLAG =0X05,则输出 HH =ON ,表明是高高限报警。9 如果输入 FLAG =0X0100或 FLAG =0X0800,则输出 IO =ON ,表明是通道故障报警。4.6 温差、压差或流量差计算值指示¾ 流程图示意图 实现现场的温

18、度差、压力差或流量差等的计算显示或报警。¾ 模块搭建 ¾ 模块引脚编号功能块说明实例模拟量输入位号 模拟量输入位号 自定义变量¾功能项9对两个输入过程变量进行减法运算,并实现故障处理功能和报警功能;9该计算差值 (如 TDI_303 可以作为 PID 功能块或手操器的测量值输入 PV 变量, 但不能 直接作为 PID 功能块的外给定值输入 CSV 变量。9注意两输入过程变量的量纲应保持一致 , 量纲不一致时可以通过运算功能块进行量纲转 换。9根据需要,可以设定差值的二级高低限报警;¾输入求和当需要对两个输入过程量求和时 (如知道两分管道的流量求总管的流量

19、 , 只需要将该回路 中的减法功能块 A VE_SFLOAT更换为加法功能块 ADD 即可满足要求。下图为两路流量位号 求和: ¾流程图示意图 根据工作方式参数 MD 以及两个输入的输入品质 flagIN1、 flagIN2(质量码 来选择输出方式 以及输出的品质。¾模块搭建 ¾模块引脚参数 数据类型 含义 实例IN1 SFLOAT 输入 1IN2 SFLOAT 输入 2flagIN1 INT 输入 1的品质flagIN2 INT 输入 2的品质MD INT 选择输出方式DB SFLOAT 偏差上限值OUT SFLOAT 输出值Q1 BOOL IN1的品质输出Q2

20、 BOOL IN2的品质输出QQ BOOL 品质总报警QO BOOL 品质输出¾功能说明¾算法逻辑:当工作方式参数 MD 等于 3或 4时,则输出 OUT 的值相应的等于 IN1或 IN2。如果对应的输入 点的品质为“坏”时(质量码为:0X0100为信号可疑,则品质输出 QO 置为逻辑 1,输出保持上 一个周期的值。当工作方式参数 MD 等于 0、1、2时,则有:1 如果 MD=0,输出为两个输入值的平均值;2 如果 MD=1,输出为两个输入值中的较小值;3 如果 MD=2,输出为两个输入中的较大值;同时,还要根据相应的输入品质来调整输出:1 如果两个输入都是坏点,品质输出

21、 QO 置为逻辑 1,输出保持上一个周期的值;2 如果一个点为坏点,另一个为好点,则选择好点作为输出;3 如果两个输入都是好点, 则根据两者之间的偏差是否超过偏差设定值 DB, 进行如下选择:若偏差越限,品质输出 QO 为逻辑 1,则输出保持上一个周期的值;若偏差没有越限,品质输出 QO 为逻辑 0,输出工作方式的值。¾品质输出:1如果输入点(IN1、IN2为坏点,则相应的输出品质(Q1、Q2为逻辑 1;2如果两个输入任何一个为坏点,则品质总输出 QQ 为逻辑 1。¾参数设置当工作方式参数 MD 等于 0、1、2时,则有:1 如果 MD=0,输出为两个输入值的平均值;2 如

22、果 MD=1,输出为两个输入值中的较小值;3 如果 MD=2,输出为两个输入中的较大值;¾流程图示意图 ¾简介根据工作方式参数 MD 以及两个输入的输入品质 flagIN1、 flagIN2(质量码来选择输出 方式以及输出的品质。主要用于需要在三个输入中选择适当的值作为输出,选择的条件包括:输入的品质(质 量码以及输入之间的偏差。选择三个输入中的最优值作为控制参数,适用于对输入精度要 求高并且对随机扰动敏感的控制过程中。¾模块搭建 ¾模块引脚参数 数据类型 含义IN1、IN2、IN3 SFLOAT 型 输入flagIN1、 flagIN2、flagIN3

23、INT 型 输入数据的品质MD INT 型 选择输出方式DB SFLOAT 型 偏差上限值OUT SFLOAT 型 输出值Q1、Q2、Q3 BOOL 型 相应输入量的品质输出QQ BOOL 型 品质总报警QB BOOL 型 偏差报警QO BOOL 型 品质输出¾功能项当工作方式参数 MD 等于 4或 5或 6,则输出 OUT 的值相应的等于 IN1或 IN2或 IN3,如果对应 的输入点为坏点,则输出保持上一个周期的值不变,品质输出 QO 置为逻辑 1。当工作方式参数 MD 等于 0、1、2、3时,则有1 MD等于 0时,选择三个输入中数值居中的作为输出 OUT 的值。2 MD等于

24、1时,选择三个输入的平均值作为输出 OUT 的值。3 MD等于 2时,选择三个输入中数值最小的作为输出 OUT 的值。4 MD等于 3时,选择三个输入中数值最大的作为输出 OUT 的值。此时,还要根据相应的输入品质来调整输出:1如果三个输入都是坏点,则输出保持上一个周期的值,品质输出 QO 置为逻辑 1。2如果有两个输入是坏点,则输出剩余的一个好点的值。3如果只有一个输入是坏点,则根据另外两个输入好点之间的偏差来选择输出。若两个好点 之间的偏差不超过指定的偏差上限值 DB,则输出两个好点的平均值,否则输出保持上一 个周期的值,品质输出 QO 置为逻辑 1。4如果三个输入都是好点,则根据三点之间

25、的三对偏差是否超过 DB 作如下的选择:i. 三对偏差都不超过 DB 时,则输出根据 MD 所选的方式输出。ii. 只有一个偏差超过 DB 时,则选择三个输入中数值居中的值作为输出 OUT 的值。 iii.若有两对偏差超过 DB 时, 则取偏差不超限的一对输入值的平均值作为输出 OUT 的值。iv. 若三对偏差都超过 DB 时,则输出保持上一个周期的值,品质输出 QO 置为逻辑 1。 ¾参数设置当工作方式参数 MD 等于 0、1、2、3时,则有1 MD等于 0时,选择三个输入中数值居中的作为输出 OUT 的值。2 MD等于 1时,选择三个输入的平均值作为输出 OUT 的值。3 MD等

26、于 2时,选择三个输入中数值最小的作为输出 OUT 的值。4 MD等于 3时,选择三个输入中数值最大的作为输出 OUT 的值。¾回路报警1 如果 IN1是坏点,则相应的输出品质 Q1置为逻辑 1;否则输出品质 Q1置为逻辑 0。2 如果 IN2是坏点,则相应的输出品质 Q2置为逻辑 1;否则输出品质 Q1置为逻辑 0。3 如果 IN3是坏点,则相应的输出品质 Q3置为逻辑 1;否则输出品质 Q1置为逻辑 0。4 IN1、IN2、IN3中任一个为坏点时,则品质输出 QQ 为逻辑 1;反之为逻辑 0。5 如果工作方式参数 MD 等于 4或 5或 6,且相应的 IN1或 IN2或 IN3为

27、坏点时,品质 输出 QO 置为逻辑 1。6 如果工作方式参数 MD 等于 4或 5或 6,且三个输入点都是好点时,若三点之间的三 对偏差均超过 DB 时,则品质输出 QO 为逻辑 1。¾流程图示意图 现场有些液体或气体,我们不仅要知道它在管道内的瞬时流量,还需要准确的计量在一 定时间内,通过的总量,那么,这时候就需要用到流量累积。¾模块搭建 ¾模块引脚参数 数据类型 含义 实例ACCUM structAccum 累积变量X SFLOAT 递增量Y structAccum 输出¾功能项该回路可实现流量位号的累积功能,并可对累积进行复位、保持等操作;公式 :

28、 Y = accum + X实现方法将累积量整数部分转成 LONG 型, 小数部分与递增量相加 (包括进位处理 , 然后合成累 积量输出。注意该模块每秒累加一次,但必须满足以下条件:1. 主控卡的运算周期不大于 1s ;2. 该模块所在程序的运行周期必须是 1Ts, 即每个主控卡运算周期均调用一次该模块。 以上两个条件的任一条件不满足,可能造成该模块工作不正常!¾参数设置¾位号、注释、操作等级、单位、趋势、区域、语音、报警等设置¾量程:8字节变量定义范围。¾系数:控制站送到操作站的数乘以量程,除以系数后显示。¾数据类型:当前自定义 8字节变量仅

29、提供累积量类型。累积量定义为:高 2字节为 空 +4字节长整数部分 +2字节半浮点数作为小数部分。¾该模块的功能是进行累积, Y 与 accum 引脚用同一变量,此变量以 X 每秒的速度递 增。¾EN 和 ENO 能作为附加参数加以设置。¾accum 、 x 的量纲必须一致,否则出错。¾补偿后的流量累积该功能块的 X 引脚,不仅可以连接现场变送的流量,也可以连接各种补偿后的流量,实 现补偿流量的累积,下图以过热蒸汽流量补偿累积为例: ¾流量和的累积该功能块的 X 引脚还可以连接多个流量的和,实现多流量和的累积,下图以两个输入流 量的和的累积为例

30、: ¾累积量清零累积量清 0,在操作面板中,组态权限的人员可以直接将累积量改为 0,也可以设置清零 开关,使累积量进行程序清 0 , 当累积量开关 =ON时, 将累积量 -累积量, 结果再赋给该累积 量即清零。清零需要马上将清零开关复位,否则累积量将一直为零。程序图如下: ¾累积量进料举例: 说明在定量设定的处理中,程序开始(START=ON后先将累积量清零,然后将阀门开到一个阀 位低限值 ML (10% , 等累积到初始上升累积值 AUP (2吨 后, 输出阀位按一定速率 (AUP=2秒 上升直到阀位高限值 MH (90% 。等累积到初始下降值 ADOWN (90吨后,输

31、出阀位按一定速 率下降直到阀位低限值 ML (10% 。一直累积到设定值(FQ_101_SV后,将阀门关死,程序复 位(START=OFF 。此模块是根据当前现场累积量 ACCUM, 来作相应阀位设定的。在上升阶段将累积 ( MH + ML * TUP / 2 。在下降阶段将累积 ( MH + ML * TDOWN /2BSET 模块引脚描述参数 数据类型 含义ACCUM structAccum 当前累积值ASET structAccum 设定累积值AUP FLOAT 开始上升累积值TUP UINT 上升时间(秒ADOWN FLOAT 开始下降累积值TDOWN UINT 下降时间(秒MH SF

32、LOAT 阀位高限ML SFLOAT 阀位低限SV SFLOAT 阀位设定值¾气体流量补偿简介气体的密度随压力、温度的变化而变化很大,当现场仪表没有提供补偿时,那么此时需 要在 DCS 中实现气体的温压补偿,气体温压补偿常见补偿方式有理想气体温压补偿、蒸汽流 程补偿、和经验公式补偿法。理想气体温压补偿法是指将普通气体视为理想气体,根据理想 气体状态方程进行补偿的方法;经验公式补偿法是指根据实验数据,在一定温度压力范围内,推算出其补偿公式,根据公式进行补偿。在没有经验补偿公式时,对于难以液化的纯净的气 体可以近似的认为是理想气体,采用理想气体补偿公式进行补偿;最终是否采用理想气体温 压

33、补偿应得到设计单位的书面确认。¾气体流量补偿流程图示意图 理想气体是指任意压力和任意温度下其状态均符合 PV = NRT的气体。若要具有这种性质,理想气体必须有如下特征:1分子本身没有体积。若有体积,在 T 恒定、压力 P 时(PVm 不能保证为常数。2分子间无相互作用力。若有相互作用,在 T 恒定时,压力 p=(n/V RT n 无法满足, 因为分子间的相互作用会影响压力。实际气体性质:压力小,温度高时分子间相互作用小,体积较大,所以行为接近理想气体。 难液化的气体如 H2、 N2、 O2 等通常可认为是理想气体。¾理想气体流量补偿模块 FLOW = PT_CMT(PRE

34、SS0, TEMP0, PRESS , TEMP , FLOW0理想气体温压补偿模块引脚参数 数据类型 含义PRESS0 FLOAT 型 设计压力,单位为 MPaTEMP0 FLOAT 型 设计温度,单位为摄氏度PRESSstructAI 型 压力补偿位号 TEMP structAI 型 温度补偿位号 FLOW0 SFLOAT 型 需要温压补偿的流量 FLOW SFLOAT 型 补偿后的无因次化值,数值范围为 0-100% ¾ 理想气体温压补偿模块算法及功能 实际工作温度值=温度补偿位号量程*温度补偿无因次化值+温度补偿位号下限; 实际工作压力值=压力补偿位号量程*压力补偿无因次化值

35、+压力补偿位号下限;C=(实际工作压力值/设计压力值*( 设计温度/实际工作温度 ;¾理想气体温压补偿模块参数设置当仅仅需要理想气体温度补偿时,则工作压力 PRESS 与补偿压力 PRESS0值设置为一致;但 因数据类型不同,工作压力 PRESS 为半浮点型,需要注意量程。当仅仅需要理想气体压力补偿时,则工作温度 TMPRT 与补偿温度 TMPRT0值设置为一致, 但因数据类型不同,工作温度 TMPRT 为半浮点型,需要注意量程。¾ 理想气体温压补偿应用示例有一孔板流量计测量氮气流量,氮气的设计温度为 300,设计压力为 3.6MPa (表压 ; 氮 气的实测压力为 PI-

36、101:06MPa(表压 , 实测温度为 TI-101:0 600, 流量为 FI-101:01000M3/h(已在变送器上进行开方处理 , 补偿后的流量为自定义半浮点数 FY_101:01000M3/h, 图形化编程示例如下: ¾ 扩展应用:理想气体温度补偿或压力补偿 ¾ 理想气体流量补偿在组态中实现选用组态中的补偿时,进入DCS 的流量信号必须为未开方的信号。 若选择组态中补偿,则输入信号必须为差压信号,在组态中开方处理4.10.2 水蒸汽温压补偿水在一定压力下,加热至沸腾即开始气化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等 于饱和温度,这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽;如果

37、把饱和蒸汽继续进行加热,其温度将会 升高,并超过该压力下的饱和温度,这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。因此,饱和蒸汽压力与温度成一一对应关系,所以,对于饱和蒸汽,只需要进行温度补 偿或压力补偿;而过热蒸汽就不存在这种对应关系,因此,过热蒸汽必须同时进行温压补偿。4.10.2.1 过热蒸汽:蒸汽在当前压力下的温度高于在该压力下液相的沸腾温度时,称该蒸汽处于过热状态。过热蒸汽温压补偿系列共有多个模块:过热蒸汽温压补偿模块(差压信号 COMPENSATE , 和过热蒸汽流量补偿模块(流量信号 EXHSTEAM ,过热蒸汽综合补偿模块(OHSTEAM 3个 模块在图形化编程软件的辅助模块系列的输入

38、模块中。过热蒸汽温压补偿模块(差压信号 COMPENSATE ,这个模块在项目中应用不多,如果有需 要时统一采用过热蒸汽综合补偿模块(OHSTEAM 。4.10.2.1.1 过热蒸汽流量补偿模块 EXHSTEAMEXHSTEAM 模块引脚 参数 press 数据类型 FLOAT 含义 标准大气压下所测得的相对压力，单位 为 KPa， 其范围为 98.677715898.6777 KPa 表示实际温度，单位为摄氏度，范围为 temper FLOAT 140560 表示测量蒸气流量，为无因次量，数值 范围为 0100 flow0 SFLOAT flow0 为实测流量信号；若现场信号未 开方，需将该

39、信号开方后再输入模块； density0 FLOAT 蒸气设计密度，单位为 kg/m3 补偿后的无因次化值 flow SFLOAT flow 为补偿后的流量值，无需再做任何 处理。 enthalpy FLOAT 表示当前蒸气的焓值，单位为 kJ/kg EXHSTEAM 模块算法及功能 EXHSTEAM 模块的适用范围：工作温度为 140560，工作压力（表压）为 98.6777 15898.6777 Kpa。 根据实际压力和实际温度，通过 EXHSTEAM 过热蒸汽计算器得到焓值与比容，而其密度 =1/，然后可以采用下面公式进行处理： 该功能块是过热蒸气进行温压补偿处理，输入 flow0 就是

40、测量流量的无因次化值，输出 flow 为补偿后的流量无因次化值，不需要其它处理。 EXHSTEAM 过热蒸汽计算器如下图： EXHSTEAM 模块应用举例： 有一孔板流量计测量过热蒸汽流量，过热蒸汽的设计压力为 4MPa（表压） 设计温度为 400 ， ； 过热蒸汽的实测压力为 PI-101： 06MPa （表压） 实测温度为 TI-101： ， 0600， 流量为 FI-101 （已在变送器上进行开方处理） ，补偿后的流量为自定义半浮点数 FI_101,计算方法如下： 1 经 EXHSTEAM 过热蒸汽计算器得出设计密度为 13.93Kg/m3； 2 图形化编程示例如下： 4.10.2.1.

41、2 过热蒸汽综合补偿模块 OHSTEAM 该模块必须注意 SIGNALSEL 与 SIGNAL 的关系，当 SIGNALSEL 为 OFF 时，SIGNAL 必须为差压信 号，当 SIGNALSEL 为 ON 时，SIGNAL 必须为流量信号，此时补偿后的值即为实际的流量值，不需要 其它处理。 OHSTEAM 模块引脚 参数 数据类型 含义 信号选择开关， 当它为 OFF 时， 是对差压进行 SIGNALSEL BOOL 型 进行处理，当它为 ON 时，是对流量信号进行 处理 实际压力， 它是在标准大气压下测得的相对压 PRESS FLOAT 型 力 ， 单 位 为 KPa ， 范 围 为 9

42、8.6777 15898.6777KPa TEMPER FLOAT 型 实际温度，单位为，范围为 140560 当 SIGNALSEL 为 OFF 时必须为差压信号，当 SIGNAL SFLOAT 型 SIGNALSEL 为 ON 时必须为流量信号。为无因 次量，数值范围为 0100% DENSITY0 FLOW FLOAT 型 SFLOAT 型 100% OHSTEAM 模块算法及功能 根据实际压力和实际温度，通过查表法得到焓值与比容，而其密度=1/，如果为流量信 号即 SIGNALSELON，采用下面公式进行处理： 蒸汽设计密度，单位为 kg/m3 蒸汽补偿后的值，为无因次量，数值范围为

43、0 当 SIGNALSELOFF 时，处理的是差压信号，其公式为： OHSTEAM 模块参数设置 SIGNALSEL：选择开关，当它为 OFF 时，是对差压进行进行处理，当它为 ON 时，是对流量 信号进行处理。 DENSITY0：蒸汽设计密度，单位为 kg/m3，根据实际压力和实际温度，通过查表法得到焓值 与比容，而其密度=1/。 OHSTEAM 模块应用举例： OHSTEAM 模块扩展应用： 无 4.10.2.2 饱和蒸汽 当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于 蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞

44、时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的 分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因 而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相 等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度 不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸 汽（也称饱和蒸汽） 。 饱和状态下的液体和蒸汽的温度称为饱和温度，与饱和温度相对应的饱和蒸汽的压力称为饱 和压力。实验指出，对于某一液体来说，它的饱和压力和饱和温度之间，

45、存在着一一对应的关系。 饱和蒸汽温压补偿系列共有多个模块： 饱和蒸汽补偿模块(流量信号SATSTEAM， 饱和蒸汽补 偿模块(差压信号SATSTEAM_DP ，饱和蒸汽综合补偿模块 SATASTEAM_EX，3 个模块在图形化 编程软件的辅助模块系列的输入模块中。 饱和蒸汽补偿模块(差压信号SATSTEAM_DP，这个模块在项目中应用不多，如果有需要时统 一采用饱和蒸汽综合补偿模块 SATASTEAM_EX。 4.10.2.2.1 饱和蒸汽流量补偿模块 SATASTEAM SATASTEAM 模块输入参数： 参数 P 数据类型 FLOAT 含义 是在标准大气压下所测得的相对压力，单位为KPa，

46、其 范围为015898.6777KPa X D Y SFLOAT FLOAT SFLOAT 表示测量蒸气流量，为无因次量，数值范围为0100 表示蒸气设计密度，单位为kg/m3 补偿后的无因次化值 SATASTEAM 模块算法及功能 SATSTEAM 功能块是对采用孔板计量的饱和蒸气进行温压补偿处理，输入 flow0 就是测量流量 的无因次化值，输出 flow 为补偿后的流量无因次化值，不需要其它处理。 SATSTEAM 的适用范围：工作压力（表压）为 015898.6777KPa。 根据实际压力，通过查表法得到焓值与比容 µ ，而其密度=1/，然后可以采用下面公式进 行处理： 绝对压力 开方过的流量 百分比 SATASTEAM 模块应用举例： 有一流量计测量饱和蒸汽流量，饱和蒸汽的设计压力为 4MPa （表压） ；饱和蒸汽的实测压力 为 PI-101：06MPa （表压） 实测温度为 TI-101：0600， 流量为 FI-101（已在变送器上进 ， 行开方处理） ，补偿后的流量为自定义半浮点数 FI_101,计算方法如下： 1）经计算得饱和蒸汽的设计密度 20.61Kg/cm3； 2）图形化编程示例如下： 4.10.2.2.2 饱和蒸汽综合补偿模块 SATASTEAM_EX FLOW = SATSTEAM_EX(SIGNALSEL，PRESS，