智能流量积算仪说明书

目录概述………1功能特点…………………1主要技术指标……………1工作原理…………………2操作说明…………………3数学模型…………………10编程举例…………………11通讯说明…………………12端子接线…………………13一、概述智能流量积算仪，采用先进的微电脑芯片及技术，与各种流量传感器或变送器、温度传感器或变送器和压力变送器配合使用，可对各种液体、蒸汽、天然气、一般气体等流量参数进行测量显示、累积计算、报警控制、变送输出、数据采集及通讯。二、功能特点全范围自动温度、压力补偿运算，补偿方式任意设定线性积算、开方积算任意设定瞬时流量、累积流量、温度、压力多种参数显示小信号切除功能，切除范围0-5%可选累积流量值可通过面板按键清零，清零操作可锁掉电保护功能，累积流量值掉电保持时间大于5年，所有设定值掉电后永久保持先进的模块化结构，配合功能强大的仪表芯片，功能组合、系统升级非常方便三、主要技术指标输入信号〔1〕模拟量输入：热电阻：Pt100热电偶：K、T、E电压：0～5V、1～5V电流：4～20mA、0～20mA或0～10mA〔2〕脉冲量输入：波形：矩形、正弦或三角波幅度：大于4V〔或根据用户要求任定〕频率范围：0～10KHz根本误差：0.5％FS或0.2％FS±1个字分辨力：1/20000、14位A/D转换器显示方式：上排四位数码管显示瞬时流量，下排八位数码管显示累积流量采样周期：0.5S1报警输出：瞬时流量或累积流量二限报警，继电器输出触点容量AC220V/3A变送输出：4～20mA、0～10mA、1～5V、0～5V精度：±0.3％FS通讯输出：接口方式—隔离串行双向通讯接口RS485/RS422/RS232/Modem波特率——300～9600bps内部自由设定馈电输出：DC24V/50mA电源：开关电源85～265VAC功耗4W以下使用环境：环境温度：0～50℃相对湿度：<85%RH四、工作原理开开关量输入电路变送输出变送输出LED显示光电隔离光电隔离单片机单片机光电隔离光电隔离模拟量输入模拟量输入量A/D通道开A/D通道开关通讯接口面板设定通讯接口面板设定本仪表原理如框图所示，本积算仪以单片微处理器为核心，通过输入信号电路把各种模拟信号经A/D转换器转换成数字信号，或频率信号直接由微处理器进行计数采用，微处理器根据这些采样结果和数字设定内容进行计算并显示和输出。2五、操作说明〔一〕仪外表板如下图，左侧三个指示灯依次为：瞬时流量指示灯压力指示灯温度指示灯右侧二个指示灯为上限报警灯下限报警灯显示窗显示内容：上排四位数码管显示瞬时流量值下排八位数码管显示累积流量值〔二〕操作键说明SET-参数设定键，按下此键盘，可按次序输入参数，修改完毕一个参数请按SET键存贮并进入下一个参数值的修改。▲—在设定状态时，用于增加设定值。▼—在设定状态时，用于减少设定值。假设按下▲或▼不动，数值将快速增减，松手后停止。CLR-清零键，按下此键，上排出现-CL-，下排显示1230，用▲和▼键把1230设成1234后，再按SET键，那么完成累积量清零，输入其它值无效。SEL-选择键，工作状态下，选择显示瞬时流量、压力或温度，或分时巡回显示流量、压力和温度值，同时相应的指示灯亮。在设定参数时，选择键用作选择小数点的位数，范围从0～3。〔三〕上电自检⑴按仪表的端子接线图连接好仪表的电源、输入、输出、报警等接线。⑵仔细检查仪表的接线，正确无误前方可翻开电源。⑶接通电源后仪表上排显示HELO下排显示PASS字样表示仪表自检通过，如果显示-HH-表示超量限或断偶及热阻开路，仪表采用人机对话形式来输入参数，用各种提示符来提示应输入的数据。3〔四〕参数设定按下SET键，上排数码管出现-cd-，下排数码管出现1230，用▲和▼键把1230设成1234后，再按SET键，才进入参数修改循环圈，输入其他值无效，这主要是为了防止非技术人员误修改参数。设定状态下，下排数码管显示功能提示符，下排显示给定值：工作状态下，上排显示瞬时流量值，下排显示累积流量值。Ⅰ、流量信号为电压电流输入时，操作顺序如下：〔1〕AA：补偿模式，范围0-3。0—测量液体、天然气等；1—测量饱和蒸汽；2—测量过热蒸汽；3—枯燥气体。〔详见流量算法表〕附流量算法及密度表：饱和蒸汽密度表〔单位：密度-ρ=Kg/m³；压力-P=MPa；温度-t=℃〕温度(t)℃024压力P密度ρ压力P密度ρ压力P密度ρ1001101201301401501601701801902002102202302400.10130.14330.19850.27010.36140.47600.61810.79201.00271.25511.55481.90772.31982.79753.34770.59770.82651.1221.4971.9672.5483.2604.1235.1606.3977.8649.59311.6214.0016.760.10880.15320.21140.28670.38230.50210.65020.83101.04961.31111.62101.98522.40982.90103.46700.63880.87981.1901.5832.0732.6793.4204.3165.3916.6718.1889.97412.0714.5217.370.11670.16360.22500.30410.40420.52920.68350.87161.09831.36901.68922.06502.50263.00853.58970.69520.93591.2611.6722.1852.8163.5864.5155.6296.9558.52210.3712.5315.0517.994续表温度(t)℃68压力P密度ρ压力P密度ρ1001101201301401501601701801902002102202302400.12500.17460.23930.32220.42710.55770.71830.91371.14871.42891.75972.14742.59813.11853.71550.72770.99481.3361.7662.3012.9583.7584.7235.8777.2488.86810.7713.0015.6118.640.13390.18630.25430.34140.45100.58720.75440.95731.20101.49091.83262.23232.69633.23163.84480.77581.0571.4151.8642.4223.1063.9374.9376.3127.5519.22511.1913.4916.1819.305过热蒸汽密度表〔单位：ρ=Kg/m³〕PMPat℃1501902302703103500.100.150.200.250.300.400.500.801.101.401.702.002.503.003.504.004.505.006.007.000.51640.77811.04231.30891.57832.12372.66584.39666.13137.87859.846411.629515.189018.416822.700827.16430.385235.424343.895456.72010.47070.70790.94661.18691.42871.91662.41213.93725.53427.15409.247310.567613.715016.724320.442724.330327.447531.834239.598850.67800.43230.65..0.86841.08491.30791.75132.19923.56554.97196.42887.93529.505412.240615.036718.226621.495424.509628.243335.302044.63520.40010.60100.80271.00481.20771.61522.02553.27184.54455.84377.17138.535010.879413.337715.924318.660321.571724.653231.006238.59220.37240.55940.74650.93431.12241.50001.88023.02834.19435.37946.58157.80619.888811.997914.256516.552718.933321.422126.709132.54880.34840.52300.69800.87321.04881.40101.75452.82273.90304.99456.09987.21869.113911.049413.028615.053917.127919.262723.700628.40376续表PMPat℃3904304705105505900.100.150.200.250.300.400.500.801.101.401.702.002.503.003.504.004.505.006.007.000.32720.49120.65530.81980.98451.31441.64562.64403.65124.66735.69366.72608.475010.249312.052813.886215.752717.656521.562925.63300.30860.46310.61780.77260.92771.23771.54982.48843.43354.38575.34416.30907.93329.577511.242512.999114.667916.371919.906223.40210.29190.43810.58420.73160.88561.17081.46482.35003.24024.34965.03745.94197.46328.999110.551212.183513.700915.301718.549521.86750.27690.41560.55410.69250.83201.11021.38882.22743.06903.91574.76655.62047.05158.49459.949911.416912.895014.385917.402920.46990.26340.39530.52710.65910.79131.05561.32042.11642.91503.71834.52305.33226.68588.04869.419710.800312.189413.588516.411919.27450.25120.37680.50260.62840.75401.00621.25852.01682.77743.54014.30565.07456.35827.64988.948010.253311.565012.885015.544018.23147〔2〕L-Sn：设置流量输入信号，4-20mA、0-10mA、0-20mA、1-5V、0-5V可选。注：输入信号选择对照表提示符输入信号内容提示符输入信号内容tc-k热电偶K型4-20DC4-20mAtc-S热电偶S型0-10DC0-10mAtc-E热电偶E型0-20DC0-20mAtc-t热电偶T型1-5VDC1-5VPt100热电阻Pt1000-5VDC0-5VCu50热电阻Cu50〔3〕KF：开平方运算设置开关，选择on，输入信号与显示值成开方关系，选择OFF，输入信号与显示值成线性关系，提示符on和oFF用▲或▼键来改变，并按SET键确认。〔4〕tb：温度补偿设置开关，先择on，需要温度补偿，选择oFF，不需要温度补偿。注：如果用户已选择on，即需要温度补偿，而温度传感器或变送器实际未接，那么仪表自动按不需要温度补偿处理，同时温度指示灯闪烁告知。〔5〕Pb：压力补偿设置开关，选择on,需要压力补偿，选择oFF，不需要压力补偿。注：如果用户已选择on，即需要压力补偿，而压力传感器或变送器实际未接，那么仪表自动按不需要压力补偿处理，同时压力指示灯闪烁告知。〔6〕in-c：小信号切除设定，设定范围为0～5，表示小信号切除点为信号量程的0～5%，出厂值为1%。〔7〕n-累积量显示值的小数点位数，范围从0～3。〔8〕Hour：流量单位m2/h和L/min的选择，设置on为m2/h设成OFF为L/minCP：仪表常数，单位为脉冲数/m3，即多少个脉冲数相当体于1升，范围为10.00-250000.00。当输入信号为频率时才有这个参数，且无〔2〕、〔3〕参数。〔9〕dot-瞬时流量显示值及上下限报警设定值的小数点位数，范围从0-3。〔10〕UL流量量程下限，变送输出下限。8〔11〕UH-流量量程上限，变送输出上限。〔12〕HA-瞬时流量上限报警值。〔13〕LA-瞬时流量下限报警值。〔14〕HA-3：累积流量上限报警值。带有累积量报警的仪表具有清零端子，短接一下实现累积量清零。〔15〕LA-3：累积流量下限报警值。〔16〕P-Sn：压力补偿输入信号类型，4-20mA、0-10mA、0-20mA、1-5V、0-5V可选。〔17〕PL：压力补偿量程下限。〔18〕PH：压力补偿量程上限。〔19〕Po：设计工况压力值。如果压力补偿Pb=oFF，那么不出现16-19项。〔20〕t-Sn：温度补偿输入信号类型，热阻、热偶、mA、V可选。见输入信号对照表。〔21〕tL-压力补偿量程下限。〔22〕tH-压力补偿量程上限。〔23〕to：设计工况温度值。如果压力补偿Pb=oFF，那么不出现20-23项。〔24〕OSEt：瞬时流量调零点校正系数范围-99.9-99.9，修正后显示值=修正前测量值+oSEt。〔25〕bs-L：变送输出下限时对应的仪表瞬时流量量程下限。〔26〕bs-H：变送输出上限时对应的仪表瞬时流量量程下限。〔27〕Addr：仪表通讯编号，范围为1-99。〔28〕bAUd：通讯波特率，范围为300-9600。〔29〕C-oP：选择通讯协议，设置为ON时为Modbus协议，设置为OFF为本公司自行开发的协议。Ⅱ、当流量信号为脉冲输入时，操作顺序如下：CP：仪表常数，单位为脉冲数/m3，即多少个脉冲数相当于1立方米，范围为99.9～2500000.0。当测量值介质温度大于150℃，传感器仪表常数必须进行温度修改正，温度修正公式如下：Kt=K20[1+5.1×10-5(t-20)]式中：Kt传感器工作温度下的仪表常数〔1/m3〕K20传感器出厂时下的仪表常数〔1/m3〕T：介质温度〔℃〕9六、数学模型由于测量的流量介质不同，流量算法不同。该仪表根据用户测量情况不同，可以设置不同的补偿算法。注意：对于模式1、2、3，仪表测量显示的压力是相对压力，密度表格中的压力是绝对压力。绝对压力=相对压力+0.101325MPa。〔1〕模式0，常用的补偿算法，适合液体流量、天然气、一般气体的计算。当没有温度补偿或压力补偿，不计算温补或压补。Q′=ρQ=〔P×106+98070〕〔To+273.15〕Qρo (Po×106+98070)〔T+273.15〕其中：Q′-补偿后的瞬时流量值Q-设计工况点瞬时流量值，即不需要补偿时的流量值ρ-介质密度ρ-o设计工况点介质密度ρ=P×106+98070R×Z×(T+273.15〕Po-设计工况压力值To-设计工况温度值P-压力测量值T-温度测量值R-气体常数Z-气体压缩系数RZ值的计算可根据流体在工作温度、工作压力和工作密度的情况下，代入上式求出近似RZ值，也可以通过查找流体的压缩系数和气体常数值相乘后得出。只有压力补偿时，公式为Qˊ=P×106+98070QPo×106+98070只有温度补偿时，公式为Q′=To+273.15QT+273.15〔2〕模式1，测量饱和蒸汽。饱和蒸汽必须进行温度补偿或压力补偿。且只能选一种补偿。温度测量值范围应在100~240℃；压力范围0.101~3.910MPa。10〔3〕模式2，测量过热蒸汽。过热蒸汽必须进行温度补偿和压力补偿。温度测量值发内应在150~590℃；压力范围0.101~7.00MPa。〔4〕模式3，测量枯燥空气。七、编程举例例1：孔板测量某液体，差压输入〔信号未开方〕，需要压力、温度补偿。用户提供参数如下：差压变送器〔4～20mA〕量程=0～300T/h温度变送器〔Pt100〕量程=0～400℃压力变送器〔4～20mA〕量程=0～6Mpa设计工况温度T0=342℃设计工况密度ρ0=6.6Kg/m3瞬时流量下限报警值LA=50T/h瞬时流量上限报警值HA=250T/hRZ=935.50ρo=Po×106+98070求出：ρo=3.7MPaR×Z×〔T0+273.15〕参数设定如下：KF=onPb=ontb=on.n=1UL=0.0UH=300.0LA=50.0HA=250.0PL=0.000PH=6.000TL=0.0TH=400.0Po=3.700To=342.0例2：孔板测量过热蒸气，差压输入〔信号已开方〕，需要压力温度补偿。用户提供参数如下：差压变送器〔4～20mA〕量程=0～4000m3/h温度变送器〔Pt100〕压力变送器〔4～20mA〕量程=0～4MPa设计工况压力To=2.0Mpa，设计工况密度ρo=4.0Kg/m3，瞬时流量下限报警值LA=100m3/h，瞬时流量上限报警值HA=3600m3/hRZ=1108.56ρo=P×106+98070求出：To=200℃R×Z×〔To+273.15〕参数设定如下：11KF=oFFPb=onTb=on.n=0UL=0UH=4000LA=100.0HA=3