帶邏輯控制的流量變送器組成的控制系統(tǒng)

科氏力質(zhì)量流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器具有很強(qiáng)的計(jì)算能力和很快的運(yùn)算速度.在完或流量信號轉(zhuǎn) 換等任務(wù)之外，加人邏輯運(yùn)算功能，并增設(shè)若干開關(guān)量輸入通道和開關(guān)量輸擔(dān)通道，從而能 實(shí)現(xiàn)簡單的邏輯控制，與執(zhí)行器及輔助設(shè)備一起組成簡單的流量批量控制系統(tǒng)^例如3000 系列科氏力流量轉(zhuǎn)換器與組件控制器，能接受4路開關(guān)量輸人信號，zui多可有6路開關(guān)量輸 出，每路開關(guān)量輸人和輸出的用途都可在組態(tài)時(shí)，從而可組成流量批量控制系統(tǒng)。

科氏力質(zhì)量流量計(jì)具有很高的測量準(zhǔn)確度，而且直接顯示質(zhì)量流量，因此，與邏輯控制 部分結(jié)合完成流量批量控制，有可能得到較高的控制度。

由智能流量批量控制器組成的控制系統(tǒng)

在由智能流量批量控制器組成的系統(tǒng)中，由于控制器是為流量批量控制專門設(shè)計(jì)，所以 功能較全，如果功能方面還存在某些不周全之處，可以與制造廠協(xié)商作為特殊訂貨，進(jìn)行補(bǔ) 充完善。

(1) 系統(tǒng)組成圖5. 2所示是一個(gè)成品油裝船發(fā)料批量控制系統(tǒng)實(shí)例[2]，由科氏力質(zhì) 量流量計(jì)測量流量，批量控制器進(jìn)行邏輯控制，根據(jù)需要分別對兩個(gè)碼頭上的油船進(jìn)行 發(fā)料，通過切換開關(guān)選擇發(fā)料對象。

由于流量轉(zhuǎn)換器裝在放料閥前面，所以背壓能得到保證，但是，如果切斷閥在發(fā)料停止 信號到來時(shí)立即全關(guān)，原來高速流動的液體會產(chǎn)生“水錘”效應(yīng)，對儀表造成影響，為了避 免這種情況的發(fā)生，切斷閥采用了二階段閥。

該系統(tǒng)中的現(xiàn)場顯示器是為了提高操作透明度而設(shè)置的，即流量變送器的模擬輸出信號 送到位于碼頭上的數(shù)字積算儀。積算儀在進(jìn)行發(fā)料的同時(shí)，同步積算并顯示總量，從而避免 黑箱操作，使客戶放心。

控制器中的信息通過通信口送上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動化裝船管理，自動開票、自動生成報(bào)表等。

(2)系統(tǒng)特點(diǎn)

①系統(tǒng)的組成較簡單，只需對控制器進(jìn)行組態(tài)，系統(tǒng)即可投入使用。

②由于系統(tǒng)還有在線校準(zhǔn)裝置，科氏力質(zhì)量流量計(jì)可定期在線校準(zhǔn)，所以發(fā)料度 更有保證。

③該系統(tǒng)設(shè)計(jì)一表兩用和增設(shè)現(xiàn)場總量指示，都是從實(shí)際需要出發(fā)，是很有實(shí)用價(jià) 值的。

基于PLC的油品密閉裝車系統(tǒng)

油品裝車是煉油行業(yè)成品油出廠的重要環(huán)節(jié)。在裝車期間，由于油品噴灑、攪動，不可避免地會發(fā)生油氣蒸發(fā)，引起油品運(yùn)輸中的損耗，也污染了環(huán)境，危害操作人員的健康，而 且容易因油氣擴(kuò)散而引起火災(zāi)事故，對生產(chǎn)造成很大威脅。為此，密閉裝車系統(tǒng)很早就已成 為人們的研究課題。

圖5. 3所示是一個(gè)基于PLC的油品發(fā)料控制和管理系統(tǒng)實(shí)例[3?5]，它由一個(gè)PLC控制 站、兩個(gè)裝車監(jiān)控操作站和安裝在現(xiàn)場的流量計(jì)、可燃?xì)怏w報(bào)警器、控制閥、油品回收閥和 液位報(bào)警器、靜電接地夾等組成。

其中，裝車監(jiān)控操作站（上位機(jī)）部分設(shè)置兩臺工控機(jī)，分別安裝點(diǎn)數(shù)足夠的i/o開 發(fā)板和運(yùn)行版監(jiān)控軟件，這樣從軟件上進(jìn)一步保證操作站監(jiān)控的獨(dú)立性。兩個(gè)操作站設(shè)置成 互為備用的工作方式，如果一個(gè)出現(xiàn)故障，仍然可以通過另外一個(gè)操作站進(jìn)行裝車操作，從 而提高了系統(tǒng)的可靠性。

該實(shí)例中，上位機(jī)監(jiān)控軟件使用CIMPLICITYHMI6.0，PLC使用Versapro編程軟件。

系統(tǒng)具有下列聯(lián)鎖功能。

①總管閥聯(lián)鎖條件：

各鶴位控制閥回訊有一個(gè)及以上為開；

各鶴位液位開關(guān)一個(gè)及以上高報(bào)警；

緊急停車按鈕被按下。

②油氣閥聯(lián)鎖條件：

靜電接地夾有一個(gè)或以上未夾或接觸不良；

90#油與93#油手動閥非僅開一個(gè)；

預(yù)置裝車量小于車型標(biāo)準(zhǔn)量；

實(shí)裝量達(dá)到預(yù)置量；

液位開關(guān)高報(bào)警發(fā)生；

緊急停車按鈕被按下；

上位機(jī)無發(fā)油命令。

③控制閥聯(lián)鎖條件：

靜電接地夾未夾或接觸不良；

液位開關(guān)高報(bào)警發(fā)生；

90#油與93#油手動閥非僅開一個(gè)；

預(yù)置裝車量小于車型標(biāo)準(zhǔn)量；

實(shí)裝量達(dá)到預(yù)置量；

緊急停車按鈕被按下；

油氣閥未開到位。

zui簡單的流量批量控制系統(tǒng)

zui簡單的流量批量控制系統(tǒng)常以電磁切斷閥或氣動電動切斷閥為終端執(zhí)行元件，以流量 定量控制儀或計(jì)算機(jī)完成流量演算、累積、顯示和邏輯控制。流量傳感器或變送器的型號有 很大的選擇空間，近幾年來有的單位選用科氏力質(zhì)量流量計(jì)，這當(dāng)然有利于提高計(jì)量 度，'但投資較高。目前大多數(shù)用戶仍使用渦輪流量計(jì)，主要原因如下。

①渦輪流量計(jì)有較高的測量度，非常高的重復(fù)性，而且流量只在很小范圍內(nèi)變化， 0.2級傳感器經(jīng)非線性校正后，準(zhǔn)確度還可進(jìn)一步提高，能滿足絕大多數(shù)使用需要。

②價(jià)格便宜。大約只需相同口徑科氏力質(zhì)量流量計(jì)的1/20。

③安裝、使用和維修都簡單、方便。

④渦輪流量計(jì)的zui大不足之處是軸承容易磨損。這一點(diǎn)對于流量定量控制來說問題并 不嚴(yán)重，因?yàn)檫@種控制是間歇操作，多數(shù)定量控制系統(tǒng)一天只運(yùn)行數(shù)小時(shí)，所以軸承的壽命 可比24h連續(xù)運(yùn)行工況長若干倍。

圖5. 4所示為以渦輪流量計(jì)為流量測量單元，以軟密封電磁閥為終端控制元件，同智能 批量控制儀一起組成的典型流量定量控制系統(tǒng)。就其結(jié)構(gòu)而言也是由流量批量控制器組成的系統(tǒng)。

流量批量控制簡單的動作過程如下： 操作人員向控制器輸入本次發(fā)料量設(shè)定值 Qs (或保持上一次設(shè)定值）后按一下“復(fù) 位”鍵，然后“準(zhǔn)備就緒”指示燈閃爍， 就可按啟動按鈕，繼電器閉合，電磁閥勵 磁打開，以預(yù)期的瞬時(shí)流量gv開始發(fā)料。 控制器指示瞬時(shí)流量并累積發(fā)料量<3 (或 一邊累積一邊做AQ=QS—Q的運(yùn)算）并顯 示此累積值，當(dāng)Q= Qs時(shí)，控制器發(fā)出關(guān) 閥信號，將繼電器接點(diǎn)斷開，完成本次發(fā) 料。待按一下復(fù)位（RESET)按鈕，即準(zhǔn)備下一次發(fā)料。

單擺式交替灌裝控制系統(tǒng)

這種控制方式適用于在灌裝臺上對兩個(gè)臺位的容器進(jìn)行交替灌裝操作。圖5. 5所示是被 廣泛使用的一種定型系統(tǒng)，也屬由控制器組成的系統(tǒng)，如FBC-10型流量批量控制器。

在這種控制系統(tǒng)中，操作人員通過面板上的按鍵設(shè)定好“本批操作發(fā)料次數(shù)”、“一次發(fā) 料預(yù)定量”和“VA閥提前量”、“VB閥提前量”、“間歇時(shí)間”、“小流量監(jiān)視值”、“小流量 監(jiān)視時(shí)間”等數(shù)據(jù)之后，就可按“復(fù)位”鍵、“啟動”鍵開始發(fā)料，先是VA閥開，待累積

流量達(dá)到一次發(fā)料預(yù)定量一提前量時(shí)，vA閥關(guān)閉，進(jìn)人間歇期，“發(fā)料次數(shù)”加1。間歇期 結(jié)束后，自動打開VB閥灌裝。如此交替灌裝，直至實(shí)際“發(fā)料次數(shù)”與預(yù)定的“本批操作 發(fā)料次數(shù)”相等，才停止循環(huán)。

交替灌裝的特點(diǎn)是接受料液的容器容積小，發(fā)一次料所需的時(shí)間也短，稍有不慎就會發(fā) 生料液外溢的事件。而忘記開泵、工藝閥門切換不當(dāng)?shù)那闆r又難以杜絕，所以設(shè)置有“小流 量監(jiān)視值”和“小流量監(jiān)視時(shí)間”兩個(gè)參數(shù)，當(dāng)“vA閥控制接點(diǎn)”閉合（或“VB閥控制 接點(diǎn)”閉合）后，如果定量控制器接收到的流量信號小于“小流量監(jiān)視值”，就啟動計(jì)時(shí)器， 所計(jì)時(shí)間大于等于“小流量監(jiān)視時(shí)間”后，組態(tài)就可以有兩種選擇，即“啟動操作繼續(xù)有 效”和“發(fā)料操作暫停”。交替灌裝時(shí)一般選“發(fā)料操作暫停”，若想繼續(xù)發(fā)料操作，則可按 “復(fù)位”鍵，因?yàn)檫M(jìn)人小流量監(jiān)視程序后，操作人員首先要處理為什么沒有流量問題，往往 無暇顧及臺位上的操作。為了應(yīng)急，定量控制器上還應(yīng)有“緊急停止”按鈕。

在單擺交替灌裝定量控制系統(tǒng)中，提高定量度需從兩方面做工作，一是分別測 定VA和VB執(zhí)行器的滯后時(shí)間，二是尋找滯后時(shí)間短的切斷閥。據(jù)報(bào)道，在現(xiàn)場有防爆要 求的條件下，經(jīng)過改進(jìn)的快速氣動切斷閥，滯后時(shí)間可以做到0.2s以內(nèi)[3]。