本项甘所要达到的预期目标不但要具备传统电磁流量计些摹本功能,而且还要在智能化、集成化、开放性、可靠性以及运算处理能力等方面有较大进步和提。基于以上的分析,并广泛参考内外电磁流量变送器的功能后,我们对电磁流量计变送器所要实现功能提出如下要求,并制定相应的设计原则来保证项目顺利进行。
2.1.1系统功能要求1、具有双向流量测量、双向总量累计功能: 2、内部具有三个积算器可分别显示正向累计量、反向累积量及差值积算量,且累计量可以少显示lO位有效数字: 3、具有HART标准总线通讯接口; 4、带电隔离和自恢复功能过流保护的两路冲量输出,可输出冲和频率,且每个冲对应的单位体积以及满量程输出的频率均可设置; 5、带电隔离和自恢复功能过流保护的报警信号输出,报警信号定义可在软件内设置; 6、带电隔离和自恢复功能过流保护的4~20mh电流输出; 7、带电隔离和自恢复功能过流保护的路开关量输入,其功能可软件设置; 8、系统自带实时时钟,可以记录上电和断电时间; 9、频率可调的低频三值矩形波励磁,可提流量测量的稳定性,降低功耗; 10、开关式恒流源,系统功耗低,可使用的励磁线圈的动态范围大,即线圈的内阻从0~70n均可以满足要求: 11、显示单位可以为体积单位或长度单位和时间单位的任意组合,系统可以自动动态切换到指数方式显示,实现大范围显示的功能: 12、完善的报警检测能力,如空管报警功能和励磁故障检测功能: 13、具有信号电缆屏蔽驱动功能,传感器和变送器可分体安装。
2.1.2系统设计原则
1、提系统检测精度。检测精度低是衡量仪表系统的个重要指标。提检测精度应从硬件电路设计优化、软件处理(数字滤波、软件修正等)、提励磁技术水平以及抗干扰等方面入手,综合考虑各方面因素,对流量检测有响的干扰因素作必要的技术处理。
2、提系统智能性。系统的智能性包括控制智能性和数据处理智能性。在开发本系统时应充分利用微处理器强大的控制能力,即在软件控制和符理仪表测量过程中,避使用常规仪器仪表中大量的硬件电路,即尽可能实现“硬件软件化”。另外,系统应具有量程选择、励磁方式选择、自动调等功能,其软件应具备数字滤波、非线性修正等数字处理能力。
3、提系统开放性。系统开放性包括硬件电路开放性、软件设计开放性以及系统通讯接口开放性三部分。硬件功能模块划分要明确,电路功能单元要相互立。同时,组成电路单元的元器件应通用性强,替代性好;软件设计时应考虑可读性和可扩充性,易于后人二次开发,支持重用性。
4、提系统可靠性。由于本仪表系统工作环境恶劣,为了保证仪表系统有非常的可靠性,在器件选取上应考虑成熟的产品;在硬件设计上应使其具备掉电保护、自诊断等功能,输入输出电路必须电隔离和过流保护功能;软件设计上必须采取容错、滤波、软件陷阱等抗干扰措施。
5、降低系统成本。在能满足系统要求的情况下,为了获得较性能价格比,应尽可能采用简单、实用的方案,同时尽量选择性价比较、功能强大的元器件。这样做不仅可以降低系统成本,而且还可以简化系统结构,缩小系统体积,增加系统可靠性。另外,降低成本除了要考虑硬件成本,还应考虑研制成本和使用维护成本。因此,在系统开发时应尽量选用成熟的理论和方法,提系统开发次性成功的概率,缩短研制周期,降低研制成本。