基于PLC、组态王设计气体计量检定系统

　　1 引言

　　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检表，比较钟罩内排出的气体与被检表指示的气体体积，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：(1)手动检测、直读式;(2)半自动检测(配有流量积算仪);(3)全自动检测(计算机控制)完成对整个检测过程的自动控制。详细介绍全自动过程的实现方法。它采用计算机和PLC技术进行检测，脉冲数据采集选用高精度、高可靠性的光电双向编码器，来实现用气体计量器进行气体流量仪表的自动测量、记录、检定。

　　2 系统组成及工作原理

　　2.1系统组成

　　钟罩式气体计量装置自动控制系统有：标准装置、计算机、PLC可编程控制器、静音空气压缩机、光电双向编码器、电磁阀等组成。

　　2.2系统工作原理

　　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，采用光电双向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。

　　2.3 实现方法

　　(1)根据下表1输入理论仪表系数

　　表 1

　　(2)根据钟罩式气体计量器检定证书的实际高度所对应的标准容积值，测出提升脉冲数。

　　(3)实际测量仪表系数K

　　仪表系数K=((H12-H11)*Q1)/((H2-H1)*|F1-F2|(单位：升/个脉冲))

　　(H1、H2、H11、H12、F1、F2—第一、二次上升、下降高度及所对应的频率。Q1—钟罩标称容积。)

　　重复上述过程计算出10个仪表系数后取平均值，就是实际仪表系数K。

　　最后根据公式：Q=K*f (Q—标准容积;K—实际仪表系数;f——标准容积所对应的脉冲数)得出所需要的标准容积。

　　系统原理框图如图1。

　　图1 系统原理框图

　　3 硬件配置

　　3.1 光电双向编码器

　　光电双向编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成电脉冲信号的传感器。其原理框图如图2。为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号和零位信号。三个通道输出信号A、B、Z。顺时针旋转时，通道A输出波形超前通道B波形90°;逆时针旋转时，通道A输出波形迟通道B波形90°;光电双向编码器每旋转一圈，输出一个基准脉冲，基准脉冲的波形中心对准通道A输出的波形。

　　图2光电双向编码器原理图