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裝置的硬件部分進行設(shè)計,此環(huán)節(jié)細分為以下幾個步驟。
一是對裝置所需的傳感器設(shè)備進行選型。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模塊進行信號標準電位轉(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)程序進行初始化,當程序初始化完成后,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,再進行標況量的轉(zhuǎn)換,最終進行計量校準數(shù)據(jù)的分析處理。在本次研究中,結(jié)合相關(guān)理論,引入標準條件下體積流量的轉(zhuǎn)換公式如下：
在該公式中,Qn表示標況體積流量,該數(shù)值為瞬時值,單位為m3/h；Zn表示標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?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表示標準大氣壓,為固定值101.325kPa；Tn表示標準情況下的溫度,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,研究人員進一步進行循環(huán)策略和腳本程序編寫,腳本程序的偽代碼如下：
Qg=(標準表工況上限-標準表工況下限)*(標準表瞬時-4)/16+標準表工況下限
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=(被檢表標況上限-被檢表標況下限)*(被檢表標況瞬時-4)/16+被檢表標況下限
在此基礎(chǔ)上,根據(jù)上述偽代碼編寫相應程序代碼,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,在引導下逐步完成注冊環(huán)節(jié)。 |
