钟罩式气体自动检测控制系统

　　钟罩式气体计量器是标定气体流量仪表的标准装置,是以钟罩内有效容积作为标准体积,当钟罩下降时,排出钟罩内的气体经测试管道通往被测气体流量计,比较钟罩内排出的气体与被测气体流量计计量的气体体积,求取仪表的精度。钟罩式气体计量检定系统主要有三种工作形式:手动检测、直读式;半自动检测(配有流量计算仪);全自动检测(计算机控制)完成对整个检测过程的自动控制。本文详细介绍全自动过程的实现方法,它结合计算机和PLC技术,实现钟罩检测装置对被测气体流量计的全自动检测。

　　1　系统组成及工作原理

　　1.1　系统组成

　　钟罩式气体自动检测控制系统主要由以下部分组成:钟罩装置、PLC可编程序控制器、计算机、压力变送器、温度变送器、旋转编码器、电磁阀、鼓风机、限位开关、继电器。

　　1.2　系统工作原理

　　钟罩气体流量标准装置是以经过标定的钟罩有效容积为标准容积的计量仪器,当钟罩下降时,钟罩内被排出的气体经过管道排往被测仪表,此时钟罩排出气体的体积与流过流量计气体的体积称为工况气体体积,系统将通过气态方程将钟罩排出的气体体积和流量计流过的气体体积统一换算到压力101.325 kPa,温度293·15 K状态下,换算后的体积称为标况气体体积,系统将换算后钟罩排出的标况气体体积与流量计流过的标况气体体积进行比较,来检测被测流量计的精度,达到检测目的。

　　该系统是利用钟罩式气体计量器,提供一个压力稳定的标准体积气源,使用高分辨率编码器为钟罩量筒的位置传感元件、电磁阀为控制元件,通过程序设定来实现定量排气,并完成检测过程的自动控制,使之成为校验气体仪表的自动标准装置。

　　1.3　系统设计

　　系统结构框图如图1所示。整个系统分两部分进行设计,下位机采用PLC为核心硬件,监控所有被测量和执行元件;上位机部分以Visual Basic编程为核心,对下位机发来的数据进行处理,得出检定结果,最后通过数据库系统保存检定数据,并提供检定数据的打印功能。

　　1.3.1　硬件电路设计

　　硬件电路主要实现采样、控制、通讯功能。

　　(1)信号采样

　　2路温度变送器　采集钟罩内气体温度、被测流量计表前温度,并以4~20 mA电流形式输出;

　　2路压力变送器　采集钟罩内气体压力、被测流量计表前压力,并以4~20 mA电流形式输出;

　　2路位置信号　钟罩提升最高限位信号、钟罩下降最低位限位信号;

　　2路脉冲信号　钟罩升降脉冲信号、被测流量计流量脉冲信号。