第23卷第2期機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新Vol 23, No. 22010年3月opment Innovation of Machinery Electrical ProductsMar 2010文章編號:1002-6673(2010)02-159-02GAs流量溫壓補(bǔ)償在DCS中的設(shè)計與應(yīng)用范金玲(蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇蘇州215104)要;GAS流量的溫度壓力補(bǔ)償是工業(yè)流量檢測中經(jīng)常遇到的冋題。本文著重闡述了GAS流量測量在橫河DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用及其流量溫壓補(bǔ)償?shù)挠嬎阈Ｕc設(shè)計。關(guān)鍵詞:GAS;流量測量;DCS;溫壓補(bǔ)償中圖分類號:TP27文獻(xiàn)標(biāo)識碼:Ado:10.3969/jisn.1002-6673201002.067Design and Application on GAs Flow with Temperature and Pressure Compensation in DCSFAN Jin-Ling(Suzhou Institute of industrial Technology, Suzhou Jiangsu 215104Abstract: The gas flow measurement with temperature and pressure compensation is frequently encountered in industrial flow measuring.This paper focuses on application of gas flow measurement in the Yokogawa DCS system and design on flow correction and compensationKey words: GAS: flow Measurement; DCS; temperature and pressure compensation考慮到環(huán)境條件發(fā)生改變時,流量的測量受溫度和壓力的0引言變化影響較大時,應(yīng)考慮對測量信號進(jìn)行校正,計算中進(jìn)由于氣體的可壓縮性較強(qiáng),因此對于流量的測量,行一定的溫度和壓力補(bǔ)償,保證GAS流量的精確測量。氣體要比液體困難得多。若要求氣體計量達(dá)到相當(dāng)高的(1)P&ID( Piping& nstrument Diagram)中的回路設(shè)精度,則計量儀表的經(jīng)濟(jì)投入必然巨大。因此,合理選計見圖1、2擇測量方法及功能、特性、經(jīng)濟(jì)適用的流量計是非常必(2)計算公式:流量溫壓補(bǔ)償實際是根據(jù)理想氣體要的。對于規(guī)模生產(chǎn)及精準(zhǔn)測量,必然涉及設(shè)備儀表及!方程推導(dǎo)出來的,而GAS的性質(zhì)近似于理想氣體,可用相關(guān)控制系統(tǒng)。在丁業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中,集散控制1同樣的的補(bǔ)償公式進(jìn)行計算:系統(tǒng)(DCS)是利用計算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)Fo=Fi*SQRT((P+1.01325*100)/(Pb+1.01325*100)*視、操作、管理和分散控制的一種新型控制系統(tǒng),本文(Th+27315(+35)主要介紹GAS流量測量的溫度壓力補(bǔ)償在橫河DCS中參數(shù):Tb-設(shè)計溫度(C);P-設(shè)計壓力(KPa);的應(yīng)用與實現(xiàn)。P一實際測量壓力(KPa);T一實際測量溫度(°C);Fi一未這里所講的GAS是指氮氣(N)、氧氣(O)、壓縮|補(bǔ)償前流量(Keh);Fo一補(bǔ)償校正后的流量(Kgh)空氣(AR)等T業(yè)中常用的干燥氣體,壓力不高于1MPa溫度不低于0°C,不包括飽和蒸汽、過飽和蒸汽、天然氣和煤氣。天然氣、煤氣等屬于多組分氣體,牽涉到多組分等問題,其流量補(bǔ)償僅靠溫壓補(bǔ)償是不夠的。而飽和蒸汽和過飽和蒸汽亦有其不同的溫壓補(bǔ)償計算方法。1控制原理的設(shè)計與計算““手在實際的工業(yè)自動化生產(chǎn)中,GAS流量補(bǔ)償就是在圖1中國煤化工通壓補(bǔ)儒報制塊收稿日期:2010-02-09Fig-1二 ntrol module for for作者簡介:范金玲(1972-),女,江蘇蘇州人,講師。主要|nowHCNMH Gh temperature and從事機(jī)電一體化、自動控制方面的研究工作pressure compensationpressure compensation測試與控制If(Pres Bado>l and NOT(PCAL)then2DCS應(yīng)用程序綜合設(shè)計1=R(1)流量溫壓補(bǔ)償DCS回路設(shè)計。所謂一般氣體流Else if (Pres Bad) then量測量時的溫度壓力補(bǔ)償,就是將傳感器所檢測到的流CPV1 P04量數(shù)據(jù),根據(jù)被測氣體當(dāng)時的工況溫度、工況壓力,通End if過一定的公式和方法得到具有計量結(jié)算意義的標(biāo)準(zhǔn)體積If (Temp Bado>l and NOT (TCAL))thenCPV2=RV2流量的過程。依據(jù)設(shè)計院提供的P&ID的回路設(shè)計(圖1)Else if (Temp Bad) then及控制要求,在DCS中采用相應(yīng)的功能塊(描述參考CPV2= P03表1)實現(xiàn)其補(bǔ)償計算及顯示功能,如圖2所示表1溫壓補(bǔ)償回路功能塊概要05=(P1+273.15)CPV2+273.15)*(CPV+Tab 1 Function block summary for temperature and101325)/(P2+101,325)!計算補(bǔ)償因子pressure compensation loopPO5= SQRT (POS)描述位號功能塊P08=dmax (P07, POS)未補(bǔ)償流量FTo0PV(未補(bǔ)償流量顯示)L測量溫度」T10pPv(測量溫度顯示)CPV3=dmin(P06, PO8)測量壓力PI001PV(測量壓力顯示)補(bǔ)償計算FY01CALCU(計算)CPV=CPV3·Rv實際流量F00PⅥI(實際流量顯示)(2)控制計算設(shè)計。從DCS控制回路可以看出,溫3技術(shù)特點說明度壓力及未補(bǔ)償流量可組態(tài)在DCS上顯示,并將過程值送入 CALCU功能塊完成補(bǔ)償計算,計算校正后的流(1)除了流程圖畫面可監(jiān)視測量溫度、測量壓力量結(jié)果輸出至實際流量顯示儀表模塊H001或在其相未補(bǔ)償前流量及校正后的流量外, CALCU模塊的調(diào)整關(guān)的工藝流程圖中,通過組態(tài)顯示其流量數(shù)據(jù)。本部分畫面也可監(jiān)視上述相關(guān)的幾個變量主要介紹 CALCU功能塊內(nèi)部的詳細(xì)補(bǔ)償計算,其中計(2)計算過程中,若溫壓測量出現(xiàn)故障或者溫度或算程序中所涉及數(shù)據(jù)項的說明如表2所示,其中-壓力儀表維護(hù)時,為不影響其正常使用,則可由cP08為 CALCU功能塊的調(diào)整參數(shù),通常作為緩存用于:CU的調(diào)整畫面預(yù)先定義一個默認(rèn)值,如P03、PO4,具參與計算的數(shù)據(jù)設(shè)定。有相對的靈活性和選擇性。表2 CALCU計算程序中的變量)根據(jù)經(jīng)驗,可在 CALCU的調(diào)整畫面Tab 2 Variables in calculation program直接對應(yīng)數(shù)據(jù)項輸入計算補(bǔ)償因子的變化范數(shù)據(jù)項描述數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項描述圍,如TempBad溫度測量故障P設(shè)計溫度計算值緩存壓力測量故障P2設(shè)計壓力c|收正后的量值4結(jié)束語Rv未補(bǔ)償流量值P05計算補(bǔ)償因子cPV1壓力測量正常值在測量介質(zhì),測量裝置,流體工況,流Rvl測量溫度值P06補(bǔ)償因子高限設(shè)定cPV2溫度測量正常值量單位均不同的場合,采用正確地溫度、壓RV2測量壓力值P補(bǔ)償因子低限設(shè)定cP3|允許的補(bǔ)償因子力補(bǔ)償方式,才能獲得準(zhǔn)確的流量。文中針F3如果溫度輸入故障或者超限則取缺省值P3,由工程師設(shè)定(經(jīng)驗值)如果壓力輸人故障或者超限則取缺省值PD4由工程師設(shè)定經(jīng)驗對工業(yè)生產(chǎn)中常用的GAS的流量測量,使用橫河集散控制應(yīng)用系統(tǒng)中運(yùn)算功能塊實現(xiàn)GAS通過 CALCU功能塊的屬性編輯鍵可進(jìn)入其自定義流量的溫壓補(bǔ)償,并對應(yīng)用實例給出了詳細(xì)的控制回路補(bǔ)償計算程序的編輯界面圖連接、運(yùn)算塊程序設(shè)計和技術(shù)特點等。工況條件下通補(bǔ)償計算程序過溫度壓力補(bǔ)償?shù)姆绞綄崿F(xiàn)GAS流量的精確測量對工alias Temp Bad (110FY1001 RVI=BADI業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義ias Pres Bad (110FY 1001 RV2=BAD)alias PCAL{P00lPV=CAL!如果壓力在檢驗?zāi)Ｊ?使用前面的值參考LIE中國煤化工alias TCAL [T11001. PV=CALI如果:任CNMHG流量時的溫度壓力補(bǔ)償溫度在檢驗?zāi)Ｊ?使用前面的值日列化我互,U,0