7.2  智能流量积算仪

7.2.1  用途与特点

   智能流量积算仪能对来自流量传感器、变送器的脉冲信号或模拟信号进行处理，得到瞬时流量值和累积流量值，然后显示。而且具有流量再发送功能和通信功能。

7.2.2硬件结构

  图7.1 所示为FC3000型智能流量积算仪，它由单片机、操作键、显示器、通信接口和过程通道组成。过程通道包括模拟流量信号输入通道，脉冲流量信号输入通道以及流量再发送信号输出通道。为了节省配电器，模拟信号和脉冲信号输入通道都带有外供直流温压电源，每路电源均带短路保护，以免操作不慎将电源短路时，引起仪表损坏。

                    图7.1  FC3000型仪表硬件结构框图

7.2.3 信息流程

  图7.2所示的是FC3000型仪表实现其主要功能的信息传送关系流程。其中多处涉及到信号切换和选择由软件实现。这一方法比编码开关、选择开关等硬件实现方法可靠性更高和成本低。

                          图7.2  FC3000型仪表信息流程

7.2.4 主要功能

（1）       瞬时流量和累积流量计算与显示功能

  ①输入为差压信号

                                  （7.1）

式中  q——瞬时流量;

qmax——流量测量上限；

Ai——经无量纲处理后的差压信号。

  ② 流量与输入信号呈线性关系

                                                             (7.2)

  ③输入为脉冲信号

                                                            (7.3)

式中   fi——脉冲输入信号频率，Hz；

Ri——瞬时流量单位时间换算系数；

Kt——脉冲输出流量计流量系数（当q为体积流量时，Kt为单位体积对应的脉冲数；当q为质量流量时，Kt为单位质量对应的脉冲数）。

④累积流量与瞬时流量之间的关系

                                                     （7.4）

式中  Q——累积流量值；

dt——采样周期；

K_T——计算倍率。

（2）开平方运算功能   该仪表能对流量输入信号进行开平方运算。开平方是数学量运算，采用多陪字长的浮点运算，可以认为是无误差运算。

 （3）小信号切除功能  模拟信号在转换和处理过程中，难免存在零点漂移，虽然流体已无流动，但流量计 仍有读数，导致缓慢地积算。为杜绝这一现象，流量显示仪表中一般均有小信号切除功能。

  从图7.2可看出，该仪表的小信号切除可在菜单中选择：①不切除；②使用仪表制造厂规定的切除点。其中仪表制造厂规定的切除点为输入信号的0.75％，如图7.3所示。

                               图7.3   小信号切除点

  由于小信号切除是在模拟流量输入信号经无量纲处理和A/D转换后进行的，因此该项操作也属数字量运算，可做到准确无误。

  （4）断电保护功能   断电保护功能是可编程流量显示仪表的一项必不可少的功能，是在主电源中断时，保护仪表的设定数据和累积值，使之不丢失和不被修改。

   断电保护时间是这种功能的主要指标。用电池

可擦不挥发储存器（EEPROM）技术实现保护，保护时间可达10年以上，FC3000型采用后一种方法。

  （5）定时抄表功能   定时抄表功能是按操作员预先设定的抄表时刻自动读取流量累积值，并存放在仪表内的一个单元中。当抄表人员按以下秒表键后，仪表即显示抄表符号和该单元中的数据。该单元中的累积值一直保持到次日“抄表时间”才被刷新。如果整个网络所有流量显示表设置同一抄表时间，那么，抄表人员巡回路线和时间的差异就不影响抄录结果，因此有利于分表和总表的平衡计算。

  （6）实时时钟   老式可编程仪表，其时钟是以表内的晶振为基础的，不仅误差较大，而且依赖外部电源，当主电源中断时，时钟停走，所以需经常对时钟。新型的时钟是以自带锂电池的专用芯片为核心的实时时钟（realtime clock ）,走时误差很小，仪表的主电源中断后，依靠其自带锂电池可继续走10年。所以减少了麻烦。

   （7）自诊断功能   可编程仪表的一个重要优越性是其自诊断功能，仪表按照预先设计的程序定时对有关硬件和有关数据进行检查和诊断，发现异常情况后，面板上的报警灯点亮，并在一定的条目中用代码或助记符或短语显示故障类型或故障发生在何处。

   图7.4所列为FC3000仪表的故障代码。但若CPU发生故障，图7.4所列的诊断无法进行，这时面板上的“CPU故障”灯点亮，通知有关人员进行处理。

                               图7.4  故障代码及意义

  （8）密码设置功能  密码设置功能是可编程仪表防止未被授权的人员修改关键数据的重要手段。

  本章所介绍的几种流量显示仪表的初始密码均为“000000”，如果相对仪表中先前设置的关键数据作修改，须将规定的条目调出来，然后键入密码“000000”并得到CPU认可，然后数据修改才能实现。

  如果想换上自己的密码，可按下面的步骤：a.先用初始密码将锁打开；b.将密码输入条目调出来，输入自己新的密码；c.按回车键后并按规定操作退出数据修改状态，密码即更换成功。

  密码一经更换，操作者即应记住自己设定的密码，如果经过努力还是回忆不起，可以同供应商联系，由他们提供一个“万能密码”，将锁打开，但是锁打开之后还是需要设定一个自己的密码，否则经常使用“万能密码”，被泄露次数一多，仪表就不会再有密码了。

  （9）面板清零有效性选择功能  早年模拟式流量积算仪，面板商都设置有累积值清零机构，操作很方便，但同时也给数据安全带来问题。所以仪表设计者在用于清零的按键上开了一个小孔，可以插入一把小锁，以保证数据安全。

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