带逻辑控制的流量变送器组成的控制系统

带逻辑控制的流量变送器组成的控制系统

科氏力质量流量计的转换器具有很强的计算能力和很快的运算速度.在完或流量信号转 换等任务之外，加人逻辑运算功能，并增设若干开关量输入通道和开关量输担通道，从而能 实现简单的逻辑控制，与执行器及辅助设备一起组成简单的流量批量控制系统^例如3000 系列科氏力流量转换器与组件控制器，能接受4路开关量输人信号，zui多可有6路开关量输 出，每路开关量输人和输出的用途都可在组态时，从而可组成流量批量控制系统。

科氏力质量流量计具有很高的测量准确度，而且直接显示质量流量，因此，与逻辑控制 部分结合完成流量批量控制，有可能得到较高的控制度。

由智能流量批量控制器组成的控制系统

在由智能流量批量控制器组成的系统中，由于控制器是为流量批量控制专门设计，所以 功能较全，如果功能方面还存在某些不周全之处，可以与制造厂协商作为特殊订货，进行补 充完善。

(1) 系统组成图5. 2所示是一个成品油装船发料批量控制系统实例[2]，由科氏力质 量流量计测量流量，批量控制器进行逻辑控制，根据需要分别对两个码头上的油船进行 发料，通过切换开关选择发料对象。

由于流量转换器装在放料阀前面，所以背压能得到保证，但是，如果切断阀在发料停止 信号到来时立即全关，原来高速流动的液体会产生“水锤”效应，对仪表造成影响，为了避 免这种情况的发生，切断阀采用了二阶段阀。

该系统中的现场显示器是为了提高操作透明度而设置的，即流量变送器的模拟输出信号 送到位于码头上的数字积算仪。积算仪在进行发料的同时，同步积算并显示总量，从而避免 黑箱操作，使客户放心。

控制器中的信息通过通信口送上位机，实现自动化装船管理，自动开票、自动生成报表等。

(2)系统特点

①系统的组成较简单，只需对控制器进行组态，系统即可投入使用。

②由于系统还有在线校准装置，科氏力质量流量计可定期在线校准，所以发料度 更有保证。

③该系统设计一表两用和增设现场总量指示，都是从实际需要出发，是很有实用价 值的。

基于PLC的油品密闭装车系统

油品装车是炼油行业成品油出厂的重要环节。在装车期间，由于油品喷洒、搅动，不可避免地会发生油气蒸发，引起油品运输中的损耗，也污染了环境，危害操作人员的健康，而 且容易因油气扩散而引起火灾事故，对生产造成很大威胁。为此，密闭装车系统很早就已成 为人们的研究课题。

图5. 3所示是一个基于PLC的油品发料控制和管理系统实例[3〜5]，它由一个PLC控制 站、两个装车监控操作站和安装在现场的流量计、可燃气体报警器、控制阀、油品回收阀和 液位报警器、静电接地夹等组成。

其中，装车监控操作站（上位机）部分设置两台工控机，分别安装点数足够的i/o开 发板和运行版监控软件，这样从软件上进一步保证操作站监控的独立性。两个操作站设置成 互为备用的工作方式，如果一个出现故障，仍然可以通过另外一个操作站进行装车操作，从 而提高了系统的可靠性。

该实例中，上位机监控软件使用CIMPLICITYHMI6.0，PLC使用Versapro编程软件。

系统具有下列联锁功能。

①总管阀联锁条件：

各鹤位控制阀回讯有一个及以上为开；

各鹤位液位开关一个及以上高报警；

紧急停车按钮被按下。

②油气阀联锁条件：

静电接地夹有一个或以上未夹或接触不良；

90#油与93#油手动阀非仅开一个；

预置装车量小于车型标准量；

实装量达到预置量；

液位开关高报警发生；

紧急停车按钮被按下；

上位机无发油命令。

③控制阀联锁条件：

静电接地夹未夹或接触不良；

液位开关高报警发生；

90#油与93#油手动阀非仅开一个；

预置装车量小于车型标准量；

实装量达到预置量；

紧急停车按钮被按下；

油气阀未开到位。

zui简单的流量批量控制系统

zui简单的流量批量控制系统常以电磁切断阀或气动电动切断阀为终端执行元件，以流量 定量控制仪或计算机完成流量演算、累积、显示和逻辑控制。流量传感器或变送器的型号有 很大的选择空间，近几年来有的单位选用科氏力质量流量计，这当然有利于提高计量 度，'但投资较高。目前大多数用户仍使用涡轮流量计，主要原因如下。

①涡轮流量计有较高的测量度，非常高的重复性，而且流量只在很小范围内变化， 0.2级传感器经非线性校正后，准确度还可进一步提高，能满足绝大多数使用需要。

②价格便宜。大约只需相同口径科氏力质量流量计的1/20。

③安装、使用和维修都简单、方便。

④涡轮流量计的zui大不足之处是轴承容易磨损。这一点对于流量定量控制来说问题并 不严重，因为这种控制是间歇操作，多数定量控制系统一天只运行数小时，所以轴承的寿命 可比24h连续运行工况长若干倍。

图5. 4所示为以涡轮流量计为流量测量单元，以软密封电磁阀为终端控制元件，同智能 批量控制仪一起组成的典型流量定量控制系统。就其结构而言也是由流量批量控制器组成的系统。

流量批量控制简单的动作过程如下： 操作人员向控制器输入本次发料量设定值 Qs (或保持上一次设定值）后按一下“复 位”键，然后“准备就绪”指示灯闪烁， 就可按启动按钮，继电器闭合，电磁阀励 磁打开，以预期的瞬时流量gv开始发料。 控制器指示瞬时流量并累积发料量<3 (或 一边累积一边做AQ=QS—Q的运算）并显 示此累积值，当Q= Qs时，控制器发出关 阀信号，将继电器接点断开，完成本次发 料。待按一下复位（RESET)按钮，即准备下一次发料。

单摆式交替灌装控制系统

这种控制方式适用于在灌装台上对两个台位的容器进行交替灌装操作。图5. 5所示是被 广泛使用的一种定型系统，也属由控制器组成的系统，如FBC-10型流量批量控制器。

在这种控制系统中，操作人员通过面板上的按键设定好“本批操作发料次数”、“一次发 料预定量”和“VA阀提前量”、“VB阀提前量”、“间歇时间”、“小流量监视值”、“小流量 监视时间”等数据之后，就可按“复位”键、“启动”键开始发料，先是VA阀开，待累积

流量达到一次发料预定量一提前量时，vA阀关闭，进人间歇期，“发料次数”加1。间歇期 结束后，自动打开VB阀灌装。如此交替灌装，直至实际“发料次数”与预定的“本批操作 发料次数”相等，才停止循环。

交替灌装的特点是接受料液的容器容积小，发一次料所需的时间也短，稍有不慎就会发 生料液外溢的事件。而忘记开泵、工艺阀门切换不当的情况又难以杜绝，所以设置有“小流 量监视值”和“小流量监视时间”两个参数，当“vA阀控制接点”闭合（或“VB阀控制 接点”闭合）后，如果定量控制器接收到的流量信号小于“小流量监视值”，就启动计时器， 所计时间大于等于“小流量监视时间”后，组态就可以有两种选择，即“启动操作继续有 效”和“发料操作暂停”。交替灌装时一般选“发料操作暂停”，若想继续发料操作，则可按 “复位”键，因为进人小流量监视程序后，操作人员首先要处理为什么没有流量问题，往往 无暇顾及台位上的操作。为了应急，定量控制器上还应有“紧急停止”按钮。

在单摆交替灌装定量控制系统中，提高定量度需从两方面做工作，一是分别测 定VA和VB执行器的滞后时间，二是寻找滞后时间短的切断阀。据报道，在现场有防爆要 求的条件下，经过改进的快速气动切断阀，滞后时间可以做到0.2s以内[3]。