計量裝車(chē)系統是化工行業(yè)對外銷(xiāo)售的關(guān)鍵環(huán)節，它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益和信譽(yù)，但是我國目前的計量裝車(chē)系統大多采用傳統的儀表計量方式，就是用DCS、PLC或A/D接口板采集現場(chǎng)計量?jì)x表發(fā)出的頻率、4~20 mA或1~5 V DC信號，然后在計算機內部根據脈沖當量或量程范圍變換成當前的瞬時(shí)流量，然后再進(jìn)行積分累積運算，從而完成裝車(chē)的計量工作，還有的系統使用與計量?jì)x表成套的批量控制器完成計量裝車(chē)任務(wù)。
從上述計量過(guò)程中不難發(fā)現，這種傳統的計量方式存在以下缺陷：
1、無(wú)論采用上述哪種計量方法，都存在二次計量的精度損失。一次計量是在流量檢測儀表內部完成的，然后再由檢測儀表變換成電信號輸出到外界供檢測計量系統使用，那么無(wú)論二次計量精度有多高，都存在一個(gè)精度損失的問(wèn)題，因此造成了不必要的二次計量精度損失，而計量精度是裝車(chē)系統中的關(guān)鍵指標。
2、計量?jì)x表本身所具有的性能沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái)。近年來(lái)隨著(zhù)IT技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用，極大地提高了儀器儀表行業(yè)的自動(dòng)化、智能化水平，尤其是近些年來(lái)，數字通信和現場(chǎng)總線(xiàn)的興起和推廣應用，更加速了儀器儀表的智能化水平，許多智能化儀表不僅具有就地顯示、補償運算等功能，而且還具有遠程數字通信的功能。儀器儀表運用了先進(jìn)技術(shù)，而與之相應的智能化的系統卻沒(méi)有及時(shí)跟上，形成了儀表性能提高了，系統成本沒(méi)有降低，系統集成仍沿襲舊的傳統，儀表的先進(jìn)性、方便性和靈活性沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái)的局面。
二、 解決方案
針對目前計量裝車(chē)系統存在的缺陷，憑借我公司多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗，和在系統集成方面雄厚的實(shí)力，我公司成功開(kāi)發(fā)出了基于支持數字通信的智能計量?jì)x表的計量裝車(chē)系統。下面以市場(chǎng)上比較具有代表性的羅斯蒙特質(zhì)量流量計為例做以說(shuō)明。
羅斯蒙特質(zhì)量流量計的現場(chǎng)計量?jì)x表部分一般由一次檢測元件----質(zhì)量流量計，智能變送器RFT9739、RFT9701、RFT9712，和累積計量?jì)x表DRT、FMS等三部分組成。智能變送器在提供了標準的4--20mA輸出和脈沖頻率輸出的同時(shí)，還提供了標準的HART協(xié)議和基于RS-485的MODBUS協(xié)議兩種智能數字通訊。我們開(kāi)發(fā)的智能計量?jì)x表的計量裝車(chē)系統就是通過(guò)智能變送器上的這兩種智能數字通訊，利用普通PC機上豐富的RS-232串口資源，再配以RS-232變HART適配器或者RS-232變RS-485適配器，使普通PC機與現場(chǎng)質(zhì)量流量計構成一個(gè)智能數字通訊網(wǎng)絡(luò )結構，然后使用自主開(kāi)發(fā)的PC機上的通訊采集軟件包通過(guò)該網(wǎng)絡(luò )與智能變送器進(jìn)行數字通訊，使PC機獲取智能變送器中豐富的信息，如瞬時(shí)流量、累計流量、密度、溫度、粘度和壓力等，還可以監視毫安和頻率輸出信號、工作狀態(tài)、和故障狀態(tài)等。
PC機與智能變送器的通訊距離可以達到1200米，可以滿(mǎn)足絕大多數場(chǎng)合應用的需要。而且無(wú)論是RS-485還是HART都支持總線(xiàn)式通訊方式，即在同一通訊鏈路上PC機可以接15臺（R-S485）或31臺（HART）智能變送器。隨著(zhù)所掛智能變送器設備的增加，PC機循環(huán)采集智能變送器的周期也相應加長(cháng)，我們以比較慢的通訊速率9600 bps為例，采集單臺智能變送器所需要的時(shí)間約為 0.1 S ，按同時(shí)采集zui多設備31臺計算，一個(gè)固定循環(huán)周期是 3.1 S ，這相對于裝車(chē)系統快速反應的要求是不能容忍的，解決這個(gè)問(wèn)題的方法是在采集軟件上采取優(yōu)先算法，即當前已裝量與設定裝車(chē)量進(jìn)行比較，凡是具有zui小裝車(chē)量的智能變送器具有采集優(yōu)先權。每次采集該智能變送器后只采集一臺其它智能變送器，以控制在 0.2 S 時(shí)間內采集即將到達裝車(chē)量的智能變送器，從而保證裝車(chē)控制的實(shí)效性。
三、 應用效果
我們在實(shí)驗室進(jìn)行了大量實(shí)驗和論證，在一切開(kāi)發(fā)研究工作完成后，我們分別在大慶華科（集團）公司的環(huán)慶助劑廠(chǎng)和環(huán)宇化工廠(chǎng)分別進(jìn)行了實(shí)際的工業(yè)實(shí)施，這兩個(gè)廠(chǎng)分別具有兩臺智能變送器，負責兩條管線(xiàn)內物料的裝車(chē)計量。
在該系統中計算機不僅與現場(chǎng)的兩臺智能變送器進(jìn)行通訊，還要為操作人員提供人機操作界面，人機操作界面選用我公司自主開(kāi)發(fā)的紫金橋監控組態(tài)軟件。根據裝車(chē)控制的實(shí)際需要設定裝車(chē)量，在計算機界面上提供自動(dòng)、手動(dòng)兩種控制現場(chǎng)的閥門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉，泵的啟、停等操作。同時(shí)在軟件上增加了每一車(chē)裝車(chē)出廠(chǎng)計量單的打印，并自動(dòng)形成裝車(chē)操作歷史記錄，為日后的裝車(chē)記錄檢索提供了各種手段。從裝車(chē)計量的安全性考慮，計算機上有兩種操作級別，普通級別是操作員，能夠完成日常的裝車(chē)計量任務(wù)和自身密碼的管理；較別是系統管理員，在完成普通級別操作的基礎上，能夠進(jìn)行裝車(chē)操作記錄的檢索和打印，操作員的增加和刪除，每個(gè)操作人員允許操作范圍和密碼的設定等各種系統管理工作。這樣每一次裝車(chē)操作都有操作記錄，記錄了某年月日時(shí)分秒，哪一位操作員為哪一個(gè)單位付出了多少?lài)嵷浳?，不僅如此，在硬件設計上實(shí)現了室內計量計算機如果不進(jìn)入開(kāi)始裝車(chē)狀態(tài)，現場(chǎng)的閥門(mén)無(wú)法進(jìn)行開(kāi)啟操作，進(jìn)而從根本上杜絕裝車(chē)計量上的漏洞。
通過(guò)多年的實(shí)際工業(yè)化運行證明，不僅整個(gè)系統運行穩定可靠，*裝車(chē)計量控制的需要，而且還具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、 計量精度高。 由于取消了二次計量所產(chǎn)生偏差，在實(shí)際的工業(yè)運行中，在40噸/小時(shí)（約±11Kg/S）的瞬時(shí)流量下， 每次定量裝車(chē)的偏差仍能控制在±10 Kg范圍內。
2、 由于采用了優(yōu)先采集算法，大大增強了系統的實(shí)時(shí)性，實(shí)際工業(yè)運行表明該系統*裝車(chē)控制的實(shí)時(shí)性的要求。
3、 監測信息量全面，充分發(fā)揮了智能計量?jì)x表的功能，實(shí)現了現場(chǎng)智能變送器可預測性維護。
4、 與其它傳統形式的計量裝車(chē)系統相比，降低了系統的復雜性和成本，減少了敷設電纜，減少了工程量和布線(xiàn)負擔，降低了整個(gè)項目的成本，具有投資少，施工期短等優(yōu)點(diǎn)。
5、 該系統可以和任何DCS、PLC或其它控制系統并列運行，對4~20MA模擬量和脈沖量無(wú)任何干擾。
6、 系統在軟件和硬件上具有多重安全保護機制，可以保證在裝車(chē)環(huán)節*。
7、 系統構成靈活方便，人機界面友好、直接。
四、 結論
數字通信在計量裝車(chē)系統中的應用，極大地提高了計量系統的先進(jìn)性和自動(dòng)化、智能化水平，使得一些先進(jìn)的算法和思想得以順利實(shí)現，例如：根據當前的瞬時(shí)流量自動(dòng)計算提前關(guān)閉裝車(chē)閥門(mén)的時(shí)間或量等；
數字通信在計量裝車(chē)系統中的應用使得裝車(chē)不再是單一的操作環(huán)節，而是一個(gè)完整的計量系統，他可以自動(dòng)生成操作記錄，按需要生成各類(lèi)報表。由此可見(jiàn)，數字通信在計量裝車(chē)系統中的應用順應了儀器儀表行業(yè)的測量信息數字化、檢測控制儀表智能化、控制管理集成化的發(fā)展的潮流，使得智能儀表的性能得以充分發(fā)揮，符合當今和未來(lái)數字化和智能化的發(fā)展趨勢。
數字通信在計量裝車(chē)系統中的應用是我們把計算機技術(shù)、通信技術(shù)綜合運用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域的一次嘗試，也是剛剛開(kāi)始，我們與國外在這方面還有相當大的差距，今后還有相當長(cháng)的路要走。
