静态质量法小口径流量计检定装置控制系统中干扰因素分析及措施

   2023-11-15 互联网1650
核心提示:一、静态质量法检定装置及控制系统简介 静态质量法小口径流量计检定装置采用高精度电子秤作标准器,在定常流情况下,使流体通过

      一、静态质量法检定装置及控制系统简介

      静态质量法小口径流量计检定装置采用高精度电子秤作标准器,在定常流情况下,使流体通过被检流量计进人称重罐,将电子秤显示的流体质量,通过密度换算成体积量与被检流量计上显示的流量值进行比较,得出被检流量计的有关技术指标。该检定装置流程图如图1所示。

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      静态质量法小口径流量计检定装置检定过程采用计算机控制。一般计算机控制系统是将现场的各种数据、信号,通过数据采集接口采集到计算机中。根据系统状况,通过输出接口控制现场各执行机构。在静态质量法小口径流量计检定装置控制系统中,计算机通过PCL-836计数板采集流量计发出的脉冲数,通过RS-232串口读取称重装置显示值,通过继电器板控制换向器动作。整个检定过程按计算机程序进行,组成一个集数据采集、数据处理、过程控制于一体的自动控制系统。静态质量法小口径流量计检定装置中控制系统结构图如图2所示。

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      二、干扰因素分析及措施

      1. 来自空间电磁辐射的干扰及措施

      由于工频电源、电视、无线电波、外部磁场等会以电磁感应方式对控制系统造成干扰,因此对该系统中所有易受电磁辐射干扰的环节必须进行良好的屏蔽和正确的接地。

      2. 来自电源的干扰及措施

      (1)现场存在电磁设备如:行吊、空气压缩机等,电磁设备的启动将对计算机控制系统造成干扰,因此,计算机及辅助设备的供电电源与电磁设备的供电电源应分开,至少不在同一个插座上。
      (2)现场电压波动较大,为保证计算机控制系统稳定可靠地运行,并且能够在电网突然断电的情况下,保存检定数据,使用UPS电源对计算机及辅助设备进行供电。
      (3)为了抑制交流电网对直流供电系统的干扰,流量计等仪表的供电电源采用直流稳压电源。
      (4)为抑制电磁感应,电源引线尽量短、粗,并采用扭绞线。

      3. 来自信号源的干扰及措施

      由于流量脉冲信号是低频信号,易受外界因素的影响。
      (1)为避免受电场的影响,流量脉冲信号线应采用屏蔽线。
      (2)为避免受磁场的影响,流量脉冲信号线应使用扭绞线,使两线上的磁场相互抵销。
      (3)为避免地电位差的影响及各电路流经一个公共地线时产生干扰,必须采取正确的接地措施。对于低频信号,地线阻抗低,须将信号地、电源地、屏蔽层、流量计外壳并联一点接地。
      (4)信号线和功率线要分开布设,信号线应尽量靠近地线或用地线包围它。

      4. 继电器板的干扰及措施

      在计算机控制系统中,我们设计制作了一个继电器板,用于控制换向器动作,由于继电器的吸合、断开会产生电磁干扰,影响计数板的正确计数,因此,将继电器板用一金属罩罩起来,将金属罩接机壳,这样电力线、磁力线将终止于金属罩内。

      5. 机械振动引起的干扰及措施

      称重系统是该检定装置的核心,称重系统包括称重罐、称重传感器和二次表。根据检定装置流程需要,称重罐、称重传感器需安装在3m多高的称重架上。检定时,液体的冲力及机械振动必然对称重系统引起干扰,因此,在设计称重罐、称重架时,将称重罐重心设计在中心线上,尽量增加其稳定性,减小因机械振动引起的干扰。

      6. 提高计数板的抗干扰能力

      根据测量信号的幅值、频率不同,选用不同规格、型号的计数板,根据该检定装置的现场条件和流量信号的特点,选购了抗干扰能力较强的PCL-836计数板,该计数板具有滤波功能。

      7. 影响控制系统正常运行的其他因素及措施

      (1)各电源线、地线、信号线是否有接触不良的,若有,将其接好。
      (2)流量计脉冲信号的幅值、频率是否满足计数器要求,一般计数器接收的脉冲信号幅值低电平小于0.8V,高电平大于2.4V小于等于5V。不同厂家生产的流量计其脉冲信号规格不一,幅值有5V的,有12V的,还有24V的,因此不可随意乱接,若信号幅值在5V以上,可做一信号转换板,将信号幅值转换为5V。流量计信号频率一般较低,能够满足计数器要求。
      (3)计数器控制端子的接法要正确,gate端应通过继电器控制,计数时接高电平,不计数时接低电平。

      三、结束语

      静态质量法小口径流量计检定装置控制系统,经采取以上抗干扰措施后,运行正常,计算机自动采集流量脉冲信号,自动控制换向器动作,实现了整个检定过程的自动化。在该检定装置控制系统中,所采用的抗干扰措施同样适用于其他工业控制系统。由于本文是结合该检定装置控制系统实例来分析干扰因素及措施,有些其他实用的抗干扰措施,如:用隔离变压器切断地环路的影响,用光电耦合器将低频数字电路中干扰因素隔离,用滤波器滤除干扰信号等,在此不再详述,可结合具体控制系统加以应用。

      参考文献

      [1] 光伟,微机监控系统的抗干扰措施.微计算机信息,1998.5
      [2] (日)山崎弘郎.电子电路的抗干扰措施.北京:科学出版社,1989
      [3] (美)亨利.电子系统噪声抑制技术.北京:人民铁道出版社,1978


 
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