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1.硬件设计
在确定装置整体结构框架后,研究人员首先
气体涡轮流量计对温压在线补偿及校准装置的硬件部分进行设计,此环节细分为以下几个步骤。
一是对装置所需的传感器设备进行选型。在该步骤中,温度传感器采用PT100型传感器,其精度等级为0.2级,可测量温度范围为-200℃-200℃,功耗小于0.1W。压力传感器则采用型号为JSRY-3851GP的智能型天然气压力传感器,该传感器精度等级为0.1,最大量程为40MPa。
二是对装置所需的PLC进行选型。在该步骤中,为最大程度上避免在测量环节中受到电磁干扰等问题,在本次设计中,采用PLC的下位机,具体选型则使用西门子S7-300PLC,该下位机具有突出的模块化特点,且具有较高的稳定性。同时,为实现其与其他模块之间的通信,在硬件设计方面,设计人员采用MPI通信协议实现硬件设备与其他模块之间的连接。同时使用7520模块进行信号标准电位转换,以实现各个模块之间的通信,该模块的内部电路如图2所示。
2.
软件程序设计
在该装置的运行过程中
,
其主要流程是：首先系统程序进行初始化
,
当程序初始化完成后
,
写入相关参数
,
等待传感器采样完成。待传感器采样完成后
,
再进行标况量的转换
,
最终进行计量校准数据的分析处理。在本次研究中
,
结合相关理论
,
引入标准条件下体积流量的转换公式如下：
在该公式中
,Qn
表示标况体积流量
,
该数值为瞬时值
,
单位为
m3/h
；
Zn
表示标况下的天然气压缩系数；
Zg
表示工况压缩系数；
Pg
表示介质表压
,
单位为
kPa
；
Pa
为当地大气压
,
单位为
kPa,
通过使用气压表对外界环境测量所获得；
Pn
表示标准大气压
,
为固定值
101.325kPa
；
Tn
表示标准情况下的温度
,
为固定值
20
℃
(
参考
GB/T18603)
；
Tg
表示介质温度
,
单位为℃。
基于上述公式,研究人员进一步进行循环策略和脚本程序编写,脚本程序的伪代码如下：
Qg=(标准表工况上限-标准表工况下限)*(标准表瞬时-4)/16+标准表工况下限
Qg1=(被检表工况上限-被检表工况下限)*(被检表工况瞬时-4)/16+被检表工况下限
Qg2=(被检表标况上限-被检表标况下限)*(被检表标况瞬时-4)/16+被检表标况下限
在此基础上,根据上述伪代码编写相应程序代码,以完成该装置的软件程序设计部分。在程序全部编写完成后,研究人员开始进行软件的安装,此环节分为以下几个步骤:(1)使用InnoSetup工具进行系统安装程序的制作,并使用vs2015将项目以Debug模式重新生成；(2)应用多重密码加密算法,及exe文件加密器,对本次设计的程序进行加密；(3)加密完成后,点击创建完成的快捷方式,由软件自动识别计算机的编码,在引导下逐步完成注册环节。
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