分布式流量计校验系统的研制

　　1　引　言

　　流量计校验系统用来校准各种流量计(如涡轮流量计、节流式流量计),但由于以下的原因,需要对现有系统进行改造。

　　(1)工况调节中的手动操作带来的人为因素影响测试精度;

　　(2)测试数据的管理和分析没有形成一套合理的管理系统;

　　(3)测试结果没有实现网络用户之间的共享。为此,我们运用模糊控制技术以及先进的虚拟仪器技术开发了新型的流量计自动校验系统。

　　2　系统组成

　　本系统由3层组成。分别是信号检测层、信号调控层、网络管理层,其系统结构如图2—1所示。信号检测层主要由各种监控和测试设备组成。包括分布式FieldPoint的I/O模块和网络模块、执行机构、远程调理机箱、传感器和被测对象等。本层的主要任务是实现对现场信号的检测与调理。信号调控层的主要任务是完成信号的测量与控制。本系统对设备的可靠性要求很高,因此选用了基于PXI总线的模块化测控平台。PXI零槽控制器既是集中管理系统的客户机,又是现场测控设备的主控机,起到了网关的作用。该层与信号检测层通过PXI通信模块进行通信。考虑到试验现场的空间分布范围较广,PXI主控机与测试和控制设备间的通讯协议选用RS485。此层的主要应用程序分为两大类,一类的主要任务是按照试验工艺组织并实施试验、处理试验数据、生成试验报告等;另一类属于网络数据库应用程序,负责将试验结果入库存档。网络管理层为集中管理系统,包括一台高档服务器,主要用来集中管理PXI主控机,并通过以太网交换机构成一个以太局域网,集线器的线连端子可提供与其他局域网的连接。实现网络管理,主要包括用户管理、共享资源的分配与管理等几个方面。

　　3　信号的测量与控制

　　本系统的主要目的在于测量,控制系统用于调节液压系统,使其保持一定的工作状态。系统中需要测量和控制的信号有如下几类:

　　(1)电机的电流、液位、压力、温度等模拟量;

　　(2)电动阀、电磁阀等开关量;

　　(3)流量、转速等频率量;

　　(4)流量、压力等调节量;

　　由于本系统对信号的实时性要求比较高,因此必须选择一种具有较高数据传输速率的通信模块;同时本系统的信号变化比较缓慢,没有必要选用高采样率的板卡。综合这两个方面,我们选用了field-point分布式I/O模块的RS485网络。对流量、压力等信号的调节选用了调节阀,采用模糊控制,实现了对工况的调节。

　　3·1　信号的测量

　　用FieldPoint组建的系统是一个模块化分布式I/O系统,适用于测量慢变、分散的信号。FieldPoint系列模块包括I/O模块和网络模块,用网络模块可以把I/O模块连接到Internet或Intranet以及高层的软件工具。