应用背景综述:
1、
在化工行业、油气行业、石化行业的计量交接(油品、化工品销售公司、炼油厂、计量处、码头等)过程中(含计量橇),因涉及到贸易结算,因而对流量的精度会有非常高的要求,通常会采用精度在
0.1%
及以上的质量流量计作为计量设备;
2、
同样,在食品及饮料行业及部分医药行业的罐装设备上,
如可乐、纯净水、蒸馏水、牛奶、啤酒等,必须保证每一瓶饮料的容量精确且相等,大部分工艺会采用小口径紧凑型质量流量计或者电磁流量计进行流量计量(罐装流量计一般没有电流输出,只有脉冲输出);
3、
质量流量计、电磁流量计(小口径罐装机)均属于高精度流量测量设备,然而为保证高精度的计量,如上工艺通常采用流量计的脉冲输出与二次表或者
PLC
通信,以避免
4-20mA
通信
A/D
及
D/A
转换过程中带来的精度损失,而为确保计量的准确性,就要求整个系统收、发脉冲的统一,即信号传输过程中无丢脉
冲的现象。
流量脉冲计数原理
:
通常情况下,在过程控制中,我们采用
4-20mA
作为流量信号传输标准信号,并将实际测量得到的瞬时流量按照比例分配给
4-20mA
;然而在计量交接中,我们为避免精度损失而采用脉冲计数的方式(部分情况下采用
ModbusRS485
数字通信)进行信号传输;
4-20mA
与脉冲的转换关系如下:假设流量计测得的实际流量值是
36t/h
,即
10kg/s
,此时,设每个脉冲当量为
0.1kg
,在
1
秒钟内需要连续并正好发出
100
个脉冲,才能当量于
10kg/s
,因而设脉冲宽度
5ms
,在脉冲占空比
50%
的情况下,正好当量于
10kg/s
;即每秒连续发
100
个脉冲,每个脉冲宽度
5ms
,脉冲之间有
5ms
间隙;
通常情况下,脉冲当量设置越小,计量精度越高,但要确保脉冲当量与脉冲频率的乘积大于流量瞬时值;此外,非常重要的一点是,在计量通信的过程中,流量计发出的脉冲数量必须与二次表或者
PLC
收到的脉冲数量相等,如发生丢脉冲现象,计量精度将发生偏差甚至错误。
Fluke F725S
及
F726CN
脉冲检测及模拟功能描述
:
为确保计量交接过程中,脉冲收发的准确与均衡,必须保证流量计脉冲输出板卡的发送功能及脉冲计数二次表(
PLC
、批控仪等)接收功能准确;
FlukeF725S
中文多功能校验及检测设备在传统压力过程校验检修、温度过程校验检修的基础之上,增加了高精度的脉冲及频率的测试校准及模拟输出功能;目前,某全球最大的质量流量计供应商工程服务部已采用
F726CN
实现对现场流量设备的脉冲测试。
在中控室
DCS
,
PLC
或者现场其它二次脉冲接收仪表(装车、装船批控仪)端,
F725S
(
F726CN,
中文)可以高精度的输出频率及脉冲信号,其中频率信号占空比
50%
,频率脉冲的脉宽依据模拟的频率值自动调整;脉冲模拟信号的脉宽
5ms
,占空比
50%
,每秒可以向
DCS/PLC/
批控仪的脉冲接收端发送
100
个脉冲,检测相关脉冲及频率卡件、设备在接收脉冲过程中是否有丢脉冲现象或者相关卡件、设备故障于否;
在现场端,
F725S
(
F726CN
,中文)可以完成与油气、石化行业现场计量(贸易)交接质量流量计、
天然气
CNG
计量橇上的质量流量计,食品及饮料行业罐装设备的质量流量计、电磁流量计对接,通过流量计模拟发送脉冲信号或者频率信号来判断相关流量计的脉冲及输出功能是否正常;通常,流量计输出的是无源脉冲,故
F725S/F726 CN
与流量计对接时,需要利用
DCS/PLC/
批控仪等设备提供的回路供电,基于回路中串接的电阻电压信号完成频率及脉冲的检测;
在现场实际使用的过程中,部分客户出于成本考虑,可能会采用其它经济性流量计作为测量元件,如
涡街流量计,但其与批控仪与二次表之间的通信仍会采用脉冲计数,在
F725S/F726 CN
进行脉冲、频率测试过程中,需要依赖脉冲接收设备为回路提供的
24V
供电。