1.硬件設(shè)計
在確定裝置整體結(jié)構(gòu)框架后,研究人員首先氣體渦輪流量計對溫壓在線補償及校準(zhǔn)裝置的硬件部分進(jìn)行設(shè)計,此環(huán)節(jié)細(xì)分為以下幾個步驟。
一是對裝置所需的傳感器設(shè)備進(jìn)行選型。在該步驟中,溫度傳感器采用PT100型傳感器,其精度等級為0.2級,可測量溫度范圍為-200℃-200℃,功耗小于0.1W。壓力傳感器則采用型號為JSRY-3851GP的智能型天然氣壓力傳感器,該傳感器精度等級為0.1,最大量程為40MPa。
二是對裝置所需的PLC進(jìn)行選型。在該步驟中,為最大程度上避免在測量環(huán)節(jié)中受到電磁干擾等問題,在本次設(shè)計中,采用PLC的下位機,具體選型則使用西門子S7-300PLC,該下位機具有突出的模塊化特點,且具有較高的穩(wěn)定性。同時,為實現(xiàn)其與其他模塊之間的通信,在硬件設(shè)計方面,設(shè)計人員采用MPI通信協(xié)議實現(xiàn)硬件設(shè)備與其他模塊之間的連接。同時使用7520模塊進(jìn)行信號標(biāo)準(zhǔn)電位轉(zhuǎn)換,以實現(xiàn)各個模塊之間的通信,該模塊的內(nèi)部電路如圖2所示。
2.軟件程序設(shè)計
在該裝置的運行過程中,其主要流程是：首先系統(tǒng)程序進(jìn)行初始化,當(dāng)程序初始化完成后,寫入相關(guān)參數(shù),等待傳感器采樣完成。待傳感器采樣完成后,再進(jìn)行標(biāo)況量的轉(zhuǎn)換,最終進(jìn)行計量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的分析處理。在本次研究中,結(jié)合相關(guān)理論,引入標(biāo)準(zhǔn)條件下體積流量的轉(zhuǎn)換公式如下：
在該公式中,Qn表示標(biāo)況體積流量,該數(shù)值為瞬時值,單位為m3/h；Zn表示標(biāo)況下的天然氣壓縮系數(shù)；Zg表示工況壓縮系數(shù)；Pg表示介質(zhì)表壓,單位為kPa；Pa為當(dāng)?shù)卮髿鈮?/span>,單位為kPa,通過使用氣壓表對外界環(huán)境測量所獲得；Pn表示標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,為固定值101.325kPa；Tn表示標(biāo)準(zhǔn)情況下的溫度,為固定值20℃(參考GB/T18603)；Tg表示介質(zhì)溫度,單位為℃。
基于上述公式,研究人員進(jìn)一步進(jìn)行循環(huán)策略和腳本程序編寫,腳本程序的偽代碼如下：
Qg=(標(biāo)準(zhǔn)表工況上限-標(biāo)準(zhǔn)表工況下限)*(標(biāo)準(zhǔn)表瞬時-4)/16+標(biāo)準(zhǔn)表工況下限
Qg1=(被檢表工況上限-被檢表工況下限)*(被檢表工況瞬時-4)/16+被檢表工況下限
Qg2=(被檢表標(biāo)況上限-被檢表標(biāo)況下限)*(被檢表標(biāo)況瞬時-4)/16+被檢表標(biāo)況下限
在此基礎(chǔ)上,根據(jù)上述偽代碼編寫相應(yīng)程序代碼,以完成該裝置的軟件程序設(shè)計部分。在程序全部編寫完成后,研究人員開始進(jìn)行軟件的安裝,此環(huán)節(jié)分為以下幾個步驟:(1)使用InnoSetup工具進(jìn)行系統(tǒng)安裝程序的制作,并使用vs2015將項目以Debug模式重新生成；(2)應(yīng)用多重密碼加密算法,及exe文件加密器,對本次設(shè)計的程序進(jìn)行加密；(3)加密完成后,點擊創(chuàng)建完成的快捷方式,由軟件自動識別計算機的編碼,在引導(dǎo)下逐步完成注冊環(huán)節(jié)。 |
