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上海圓馨能源科技有限公司
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美國(guó)ABB質(zhì)量流量計(jì)使用狀況統(tǒng)計(jì)
2012-11-26 閱讀(1729)
美國(guó)ABB質(zhì)量流量計(jì)使用狀況統(tǒng)計(jì)
2009年9月,，某公司油品水路出廠安裝了兩臺(tái)ABB公司的FCM2000質(zhì)量流量計(jì),，一臺(tái)是苯原料進(jìn)廠,，另一臺(tái)是苯乙烯產(chǎn)品出廠,。由于該表安裝于罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，需要在遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,，但儀表出廠時(shí)沒(méi)有附加通信處理板,，故該表不能進(jìn)行數(shù)字通信。經(jīng)過(guò)與廠家,，確認(rèn)在該表的31,、32端子上提供了基于電流信號(hào)的HART通信，為了實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集,，在不增加成本的基礎(chǔ)上,，只能考慮在電流口上采集信號(hào)了。該端口提供了4-20mA電流信號(hào)和HART信號(hào),，可以輸出瞬時(shí)流量,、密度、儀表系數(shù)等信息,，一般僅用于275,、375手操器組態(tài)用?？紤]到計(jì)量人員需要同時(shí)觀察出廠苯乙烯的累計(jì)量,、瞬時(shí)流量、溫度,、密度等信號(hào),，以便在流量計(jì)工作過(guò)程中監(jiān)督工藝情況，了解是否有氣化,、抽空等情況發(fā)生,。為了克服人工抄表帶來(lái)的弊端，減少事故的發(fā)生,，有必要在計(jì)算機(jī)上對(duì)該類儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控,。
2 系統(tǒng)組成
苯乙烯出廠采集系統(tǒng)包括上位機(jī),、通信轉(zhuǎn)換適配器和流量計(jì)，由于采用了基于4-20mA的HART協(xié)議,，必須要對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,，以便計(jì)算機(jī)可以識(shí)別，為此系統(tǒng)采用了某電子公司生產(chǎn)的SM100-BHART協(xié)議轉(zhuǎn)RS485智能適配器,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
兩塊儀表分別用一對(duì)屏蔽電纜從31、32端口引到500米遠(yuǎn)的計(jì)量室,，接入SM100-B適配器,。適配器上電纜的接法必須根據(jù)變送器供電電源和信號(hào)是否分開來(lái)確定，即區(qū)分變送器是兩線制還是四線制,。二線制傳輸方式中,，二根導(dǎo)線同時(shí)傳送變送器所需的電源和電流信號(hào)，目前大多數(shù)變送器均為二線制,；四線制方式中,，供電電源和變送器輸出信號(hào)分別用二根導(dǎo)線傳輸。由于ABB質(zhì)量流量計(jì)的變送器采用的是四線制,。
3 HART協(xié)議
HART（HighwayAddressableRemoteTransduce）r,，即可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道通信協(xié)議。HART信號(hào)傳輸是基于BELL202通信標(biāo)準(zhǔn),，采用FSK（頻移鍵控）方法,，數(shù)字信號(hào)的傳送波特率為1200b/s，數(shù)字信號(hào)“0”和“1”分別用1200Hz和2200Hz的正弦波表示,，這些頻率的正弦波疊加在模擬信號(hào)上一起傳送,。由于FSK信號(hào)平均值為零，對(duì)模擬信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生任何影響,，HART屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過(guò)渡性產(chǎn)品,。HART規(guī)定了3類命令，第1類稱為通用命令,，這是所有設(shè)備都執(zhí)行的命令,；第2類稱為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn),；第3類稱為特殊設(shè)備命令,，以便于在某些設(shè)備中實(shí)現(xiàn)特殊功能。
HART工作于OSI網(wǎng)絡(luò)7層協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層,，其協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)通信是以幀的格式傳送,，HART幀由鏈路同步信息、地址信息、用戶數(shù)據(jù)以及校驗(yàn)碼組成,，HART幀又分為請(qǐng)求幀,、應(yīng)答幀和陣發(fā)幀。請(qǐng)求幀和應(yīng)答幀的主要差別在于應(yīng)答幀包含了數(shù)據(jù)通信狀態(tài)和變送器的工作狀態(tài),，如圖3,，圖4所示。
鏈路同步碼：HART協(xié)議采用2到20個(gè)十六進(jìn)制的“FF”字節(jié)作為接收設(shè)備的同步信息,，主設(shè)備可通過(guò)鏈路層管理命令設(shè)定同步字節(jié)個(gè)數(shù),，ABB流量計(jì)變送器采用的是8個(gè)“FF”組成的同步碼；定界符：表示HART幀的開始,，定義了幀的類型及尋址格式,。如長(zhǎng)幀的請(qǐng)求幀定界符為“82”,，應(yīng)答幀定界符為“86”,；命令號(hào)：表示現(xiàn)場(chǎng)儀表所要執(zhí)行的功能，命令號(hào)的有效范圍為0～255,。常見的有0,、2、3,、6,、11、33等命令,，本系統(tǒng)僅使用0和3命令,，0為取變送器地址，3為采集流量,、密度等變量數(shù)據(jù),；字節(jié)長(zhǎng)度：表示后續(xù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，也是HART幀的結(jié)束位置,，對(duì)于有的命令該字節(jié)總為0,；響應(yīng)碼：應(yīng)答幀包含兩個(gè)字節(jié)的響應(yīng)碼，前一字節(jié)表示數(shù)據(jù)通信狀態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)儀表命令執(zhí)行結(jié)果,，當(dāng)zui高位為1時(shí),，數(shù)據(jù)通信出錯(cuò)，zui高位為0時(shí),，表示現(xiàn)場(chǎng)儀表命令執(zhí)行結(jié)果成功,；數(shù)據(jù)字節(jié)：表示與命令相關(guān)的數(shù)據(jù)；校驗(yàn)碼：表示從定界符開始對(duì)所有字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算,，以確保通信無(wú)差錯(cuò),。
為了加快采集速度，程序設(shè)計(jì)一開始用0號(hào)命令將兩臺(tái)變送器的設(shè)備地址取出來(lái),，分別放到兩個(gè)數(shù)組變量中,。當(dāng)連續(xù)用3號(hào)命令請(qǐng)求取數(shù)據(jù)時(shí),，可在命令幀中直接引用設(shè)備地址，就不必重復(fù)取設(shè)備地址,，縮短了儀表的訪問(wèn)時(shí)間,。取得HART地址為“1”的變送器設(shè)備地址信息的請(qǐng)求幀如圖5所示。
接下來(lái)進(jìn)行變量采集,，需要上述響應(yīng)幀中的5個(gè)字節(jié)121300052D：其中12是制造廠代碼,，13是設(shè)備類型，不同廠家的變送器該位是不同的,。00052D是設(shè)備標(biāo)識(shí)數(shù)的連續(xù)3個(gè)字節(jié),，00是高位，2D是低位,。12還要加上80變成92表示發(fā)送方為主機(jī),，zui后921300052D序列作為3號(hào)命令的設(shè)備地址。圖6是采集1＃表的累計(jì)量,、流量,、溫度、密度等數(shù)據(jù)的請(qǐng)求幀：
由變送器返回的響應(yīng)幀中,，命令號(hào)“03”后第4個(gè)字節(jié)起,，每5個(gè)字節(jié)為一組，分別對(duì)應(yīng)變送器的溫度,、密度,、瞬時(shí)流量、累計(jì)量等各變量,，每組變量中5個(gè)字節(jié)的末字節(jié)為計(jì)量單位代碼,，可忽略。通過(guò)VisualBASIC程序?qū)⒚拷M中前4個(gè)字節(jié)的IEEE754格式的16進(jìn)制轉(zhuǎn)成十進(jìn)制小數(shù),，就可以顯示流量計(jì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)了,。上海圓馨工業(yè)設(shè)備有限公司歡迎您的來(lái)電！：孟：零二一-五三零八零二六二,，一三三二一九五六三五六,，零二一-五三零八八零五五 一九九三七九一六零六 ：一九九三七九一六零六.com地址：上海市 北京東路668號(hào) （科技京城東樓）20樓c-2室
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