FC2000流量计算机

2000型流量计算机

一、

引言

Instromet 2000型数字流量计算机是一种高性能仪表。这种流量计算机可以使气体检 测达到采用涡轮流量计、超声波流量计、腰轮流量计或孔板中的任何一种流量计所能达到的最高精度。2000型流量计算机采用了先进的技术，允许用户对其进行组态，以达到操作要求。

二、 要求更高精度的现代大规模气体计量

在天然气的应用过程中，能源的保护和能源利用效率的改善都要求更加精确的天然气 计量。在一些国家已经引入第三方公开介入输送管线，甚至配气系统的天然气运营模式，并且正在获得相关规章制定部门的进一步支持。在这种体系结构中，管线的所有者只能收取天然气的输送费，而没有机会在天然气的销售中获利。正由于这个原因，对于管线所有者来说，在天然气的输送，特别短途输送过程中，计量设备的误差或故障所造成的财政风险非常高。存在影响计量精度和操作的因素的场合，计量设备的可靠性非常重要。 成立30年来，Instromet公司一直走在高精度大流量计量领域的前列，开发并生产高质量的气体流量计、体积修正仪和流量计算机。 Instromet 2000型流量计算机提供了精度和可靠性方面最高等级的性能，并且有条件去迎接21世纪大规模气体计量的挑战。

三、 数字化

通过采用数字化技术，使2000型流量计算机在技术精度和可靠性方面发生了质的飞 跃。今天的流量计算机已经从过去所采用的电子模拟运算模式发展到了利用模拟输入信号进行数字化运算的运算模式。2000型流量计算机有两种选择，即利用模拟输入信号的常规数字化运算模式以及可以达到系统精度极限的完全数字化系统。 Instromet 2000型流量计算机获得了这种技术全部的优势。可以选择从变送器到输出完全数字化的运算模式。甚至它的模拟输出也是经过数字化运算产生的。

四、 精度

1． 完全数字化的系统

从SMART（智能）压力和温度变送器到经过烧机的32位微处理器的全数字化信号处 理，保证整个信号处理过程中，一直保持变送器的固有精度。由于采用全数字化的电路运算，消除了信号处理中的温度影响，系统的精度完全取决于变送器所固有的精度。 温度和压力变送器的最佳选择是SMART型变送器。通过只使用这种变送器的数字输出，可以最大限度地发挥它的特长。 一般情况下，这种变送器的测量误差小于0.1%，即使在-10℃到+30℃这样一个宽的环境温度范围内，这些变送器的测量误差也将保持在0.2%以内。 事实上，数字化具有将仪表对电磁干扰的敏感性减至绝对最小的功能。 2． 数字化/模拟系统

2000型流量计算机还具有一个高精度的模拟特性。它需要流量计算机与一个采用4-20mA 模拟输出信号的常规变送器进行连接。 由于采用了高稳定性的元件，并且使用了24位A/D转换电路，使2000型流量计算机在使用模拟输出时所产生的误差已经被减至最小。 2000型流量计算机的模拟输出信号的分辨率是16位，最大误差为0.15%。这个模拟输出不需要校准。

五、 通用性

2000型流量计算机具有以下优势：

1．可扩展性。如果有必要，允许额外的输入、输出和串行口。

2．可以为采用不同流量计（涡轮流量计、腰轮流量计、超声波流量计和孔板）流量测量进行组态。

3．每个流动方向使用不同算法，同时，流量计的校准曲线使用线性化算法。 4．具有允许测量最多三路气流的扩展能力。

5．可对压力和温度变送器输入采用数字信号（HART）或模拟信号进行组态。 6．对于温度测量可选择直接的PRT 输入。

7．气体压缩因子的计算方法可选择ISO 12213第1-3部分和AGA NX19。 8．可编程的数字和模拟输出。

9．充分的数据记录能力。包括检查和报警记录。 10． 可采用固定气体组分或从类似Instromet ENCAL2000型气体色谱仪的气体色谱仪来的实时气体组分数据。 11． 串行通信口。 12． 支架或盘面安装。 13． 维护和安装方便。

这些性能清晰地表明了这个优良的流量计算机系统功能的强大和具有的通用性。

六、 组态

使用Instromet 提供的2000型流量计算机编程软件可以对2000型流量计算机进行组 态。这个编程软件运行在笔记本电脑上。通过2000型流量计算机前面板上的远红外接受口，可以将组态数据送到2000型流量计算机中。 可以对2000型流量计算机中的如下数据进行组态：

1．气体流量计类型：涡轮，超声波，腰轮或孔板； 2． 日期和时间；

3． 操作单位：bar.a（巴.绝），kg/m，PSI（磅每立方英寸），Kpa，℃，℉，K等； 4． 气体压缩因子计算公式； 5． 气体组份数据； 6． HART 输入功能； 7． 模拟输入功能； 8． 流量计线性和标度； 9． 数据记录要求； 10． 将要打印的数据； 11． 打印机任务； 12． 模拟输出功能； 13． 数字输出功能：报警和计数器； 14． 数字输入； 15． 基准状况。

图2显示了组态菜单的一个例子。这个菜单用于设置一个记录表格。

七、 功能

2000型流量计算机采用额定21-28V.dc供电。 基本的2000型流量计算机后如下功能： 输入

1．具有两个数字（HART）输入口，每个口可以与最多3个变送器进行连接；

2．具有4个4-20mA模拟输入口（24位分辨率）； 3．具有一个PRT温度传感器直接输入口；

4．具有两个用于报警或开关输出的光电隔离数字输入口。 输出

1．具有4个4-20mA输出信号口，这些信号与计算机电路以光电方式进行隔离； 2．具有12个用于报警和计数器输出的数字输出口，这些数字输出口采用光电隔离晶体管进行输出；

3．在组态过程中对每个输出口的功能进行定义。 通信

1．具有两个用于RS-232和RS485串行通信的光电隔离串行通信口。这两个口的波特率最高可达115K波特。

2．这两个串行口采用可定义的Modbus 协议。

2000型流量计算机具有最多扩展额外三块插入式电路模件的能力。这些插入式电路模 件可以是输入模件、输出模件，也可以是通信模件。 使用一块额外的输入模件能够成倍地增加2000型流量计算机基本单元的输入能力。使用两块这样的模件将使2000型流量计算机的输入能力增加两倍。 同样，采用额外的输出模件或通信模件将使2000型流量计算机基本单元的相应功能提高一倍或两倍。额外的模件安装后，2000型流量计算机能够自动地识别的它们。

八、便于安装和操作

2000型流量计算机可任意选择是采用盘装，还是采用机柜安装。在一个高19″的标准3U型槽架上可以并排安装两台2000型流量计算机。 在2000型流量计算机的背面进行电子线路的连接。通信口采用“D”型接头，而输入和输出的连接采用插入式螺钉端子板。 通过2000型流量计算机前面板上的IrDA 远红外串行口对其进行组态数据的编程。 显示、编辑2000型流量计算机中的数据所必须的开关均设置在前面板上。在初始化组态中，确定能些数据能够显示和那些数据能够编辑。这种方式有利于关键数据的安全保护。通过密码保护/或安全开关对数据的编辑结果进行保护。 Instromet 提供带有脉冲频率输出的流量机，其频率范围是0至5千赫兹。在2000型流量计算机上可以设置累积流量的初始值，以便2000型流量计算机上显示的未修正体积总量与流量计（如涡轮流量计）上的机械计数器指示的数值相同。 超声波流量计与2000型流量计算机之间采用一个串行通信口进行连接。当和数字（HART）变送器一同使用时，不会因为2000型流量计算机而引入流量测量误差。 在使用孔板和差压变送器检测流量的场合，往往需要使用单个或多个差压变送器。这些变送器可以是具有最大精度的数字（HART）型或模拟型。 按照ISO5967计算孔板的流出系数。

九、 诊断功能

Instromet公司提供的2000型流量计算机具有强大而灵活的自诊断功能。在2000型流 量计算机中能够对所有的有源输入信号设置高位或低位报警，并且这些报警可以进行选择，从而允许利用处于报警状态下的参数的默认值参与流量计算。在报警期间所累积的流量能够在单独的计数器中进行存储。报警发生的时间和清除报警的时间均进行记录，并且能够显示出来。 2000型流量计算机对其数据和存储器功能进行内部检查。它还能监视与输入信号的通信情况。2000型流量计算机利用一个“看门狗”软件监视处理器的操作。 2000型流量计算机对其脉冲输出进行测试，以确保这些值是在所设置的操作限值以内。

这些脉冲输出对应着所计算出的流量。 当采用双脉冲气体流量计输入时，能够对两个频率的比值进行比较，并且当这个比值出现异常时，将产生一个报警。通过这种方式，可以很方便地检测到那些能够导致叶轮故障涡轮机械损坏。 当采用超声波流量计检测流量时，流量计通过一个串行口与2000型流量计算机进行通信。在2000型流量计算机上，能够运行超声波流量计的诊断软件。为了流量计能够正常运行，2000型流量计算机利用流量计来的状态数据连续地对超声波流量计的探头进行检测。 在2000型流量计算机中，所有的报警条件都在可编程数字输出端口上进行了分组，每一个报警各自属于某个特定的报警级别。那些会对所指示的修正值造成误差的报警条件被划分为责任报警。可以编程一个总的报警输出，这个总的报警输出是所有报警的“或”，即任何一个报警，都将触发总报警。

十、 压缩因子计算

压缩因子是在国家所规定的相应公式的基础上进行计算的，例如：对天然气来说，应 当采用ISO 12213 的第1-3部分中的公式，或AGA NX19与工况压力和温度一起使用的公式。与组分有关的数据能够按三种方式进行输入，一种是作为能够被输入的固定值进行输入，一种是作为在气体组分改变时能够被编辑的固定值进行输入，还有一种是从气体色谱仪（例如Instromet 生产的Encal 2000型气体色谱仪）来的实时的气体数据。 同样，基准条件下的压缩因子也是利用实时的气体组分或固定的气体组分。 十一、输出功能

通过一个合适的数字输出通道，2000型流量计算机所具有的许多功能都可以得到最好的应用。这些数字通道可以采用RS-232和RS-485通信接口。所采用的Modbus通信协议允许对任何在2000型流量计算机中的出现的变量和常量进行查询。同时协议还允许改变气体组分、时间和日期等数据。2000型流量计算机可以连接到一台具有总的系统能力的监控计算机。 2000型流量计算机具有4个可编程的模拟输出，经编程它们可以任意输出0-20mA或者4-20mA的模拟信号，并且经编程这些信号可对应所给出的任意有意义的变量。2000型流量计算机具有多达12个专用开关量输出口，这些开关量输出口可用于报警和脉冲输出。而且通过插入扩展输出模块进一步扩充。

2000型流量计算机的脉冲输出能够对应于正常工作操作期间有意义的流量比例信号，或在故障条件下独立的流量信号。

2000型流量计算机通过可任选的外置打印机能够按照用户的需要打印所有显示数据。这台打印机需要靠近2000型流量计算机的机柜进行安装。这个机柜的尺寸为19”。

用户能够对2000型流量计算机的打印功能进行编程。经编程后，2000型流量计算机能够打印包含任何显示数据的常规报表。常规报表的打印时间间隔可以从一分钟到一个月中选择。 与打印常规报表一样，当发生错误时，2000型流量计算机能够自动打印错误数据。当发生断电的情况后，2000型流量计算机还能打印所有的编程数据，同时打印断电情况发生的时间和日期。

十二、线性化功能

为了更加充分的发挥Instromet气体涡轮和气体超声流量计优越的重复性，2000型流量计算机能够对已知的误差进行修正。2000型流量计算机利用一个十点插值算法对每一个方向上的流量进行修正。

为了这个十点插值算法，需要给出十个流速值的流速和相应的误差。通过这些流量点之间的线性化插值对特定的流速进行修正。 十三、数据记录功能

2000型流量计算机能够被组态用于记录16个不同的数据表；每个数据表都能够被组态用于

记录一个时间间隔中的任何参数。每个数据表的时间间隔可以不同。记录时间间隔可以设置为一分钟到一年中的任何数值。一个日历月的记录间隔可以选择。每个表的记录数量可以设置。记录数量的极限值定义为所有工作的表的总和最多可达25000。

在记录数量达到最大值时，每个表都可以设置为停止记录或者继续记录并覆盖以前的数据。 所有的表都可以单独的开始和结束，也可以作为组开始和结束，或者设置为连续记录。已记录的数据可以通过一系列的端口读取。

已记录的数据可以通过一个modbus通讯口连续的读取。 十四、报警 记录报警、警告和故障的发生和清除时间。能够记录并在LCD上显示超过160个报警。LED显示器也提供报警显示值。 十五、技术规格

供电：21-28V.dc供电，带有一个标称熔断24Vdc的直流电源输出为变送器供电 尺寸：1/2 19” 机柜安装128mm×213mm×235mm(长×宽×高)

十六、显示

采用图形显示，分辨率为240×64 输入（基本单元）

? 两个涡轮/腰轮流量计0-5kHz的脉冲输入口

? 两个HART输入口，每个都可以与三个SMART变送器连接 ? 四个4-20mA模拟输入口

? 三个用于报警或开关的数字输入口

? 所有的输入口都可以通过扩展的输入电路模件增加两倍或者三倍 ? PRT温度传感器输入口 输出（基本单元）

? 四个4-20mA模拟输出口

? 12个用于报警和计数器输出的数字输出口

? 所有的输出口都可以通过扩展的输出电路模件增加两倍或者三倍 通讯口

? 2个RS-232或者RS-485口 ? 可编程的Modbus协议 ? 波特率最高可达115K波特 ? 可以加一对扩展口

? 前面板上的红外口可以用于2000型计算机的编程

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