计算机控制技术在流量计自动计量中的应用

本公司生产过程的自控系统采用了YOKOGAWA（横河）公司的CENTUM-CS3000，该系统应用了最新的计算机控制技术，控制算法丰富。跟早期的CENTUM-V相比，组态更简单，操作更方便，更大程度上满足了生产装置对自动化控制水平的要求。

一、控制系统的硬件配置

系统由工程师站HIS0164、操作站HIS0163、HIS0162及现场控制站FCS0101、FCS0102组成。HIS0164用于系统组态和工艺操作监视，HIS0163、HIS0162用于工艺操作和监视。现场控制站由具有双冗余控制结构的控制单元AFG40D和本地节点组成。工程师站通过E-net向各操作站下装组态数据，网内各站共享外设资源；工程师站、操作站和控制站的通信，控制站和控制站的通信及控制站与各节点的通信，使用双重化实时控制网络V-net。

二、应用软件组态

工程师站安装有WindowsXP操作系统，利用CENTUM-CS3000系统软件组态。组态菜单采用树型分支机构，一个项目由若干个文件夹或文件组成，在对应的文件里或以根据系统配置组态控制站、流程图、操作组及报表等。在Control Drawing图上选取所需的控制功能块并输入相应的组态数据，再把它们连接到相应的输入输出通道上，即生成控制方案或直接生成顺控表，对各个功能块、模拟量、输入输出数字量、内部开关及报警器等进行直接控制。

三、流量计自动计量组态说明

本公司在用的流量计主要是椭圆齿轮脉冲流量计（简称为流量计），生产过程如何使计量自动、无误地进行是保证生产质量、减少操作人员工作量的重要部分。在节点NODE1的第1插槽插上AAP135-S脉冲输入卡件，组态时把第一通道的Label组态为%%FQC502Y2，以便于识别。现场流量计信号（脉冲式）线接到该卡件的第一通道上，流量计后的气动阀及各罐的计量气动阀、底阀的数字输出信号，接到卡件ADV559上（在NODE1的第2插槽），在Label分别组态为NDO001Y2、NDO029等。在功能块的组态中，用批量信号设定器BSETU-2作为脉冲输入信号输入处理、并进行流量给定，控制阀门启闭。流量给定值FQC502.BSET=NCT159.PV×XNS221.DT03×FQCY11.DT07，由计算块NCL033计算得出，再把数据传给批量数据块UN209.DT03。NCT159.PV为配方基数值，各个罐不同，YT-32为2000；XNS221.DT03为系数，在Graphic图上输入，FQCY11.DT07为固定小数0.1，如YT-32需计量150L，则系数调出窗口输入0.75，即FQC502.BSET=150L。现场的管道及阀门的分布情况如图1所示。这是在工程师站组态的Graphic图（操作监视画面），用于操作、监视整个计量过程情况。图中采用CS3000中的变色功能，在阀门打开时，相应的位置阀门由原来的绿色变为红色，表示该阀门状态是开。功能按键及选择哪个罐，则相应的按键的背景色变为绿色。其它的状态、功能变化由顺控表ST01FQC、ST07及ST08控制。计量过程如下：

1、计量判断。输入系数“0.75”，按“制造”、“开始”、“YT-32”，计量由ST07表进行判断，如表中第1列的所有条件成立，则执行表ST08的第3步，计量开始。如流量计正在使用中，则第2列的条件成立，操作站报警提示“FQC502正在使用中”，不能计量，必须等到别的罐计量完了，才能进行。

2、计量执行。执行ST08的第3步，进行配方数据设定，流量计给定值设定、流量累积值收集器清零，启动1秒计时器，之后执行第4步，计时时间到，置初期化标志NSW101.PV为0（N），计量中标志NSW102.PV为1（Y），提出计量要求，执行表ST01FQC的第2步，进行计量。

在ST01FQC的第2步，先对流量计计量完标志NSW362.PV置为0，流量计累积值SUM清零，之后执行第5步；判断FQC502.BSET有给定值，不为0，则置流量计计量中标志NSW361.PV为1，打开YT-32计量阀门，执行第8步，FQC502状态变为AUT（自动），NDO001Y2（流量计后的气动阀）打开，启动10秒计时器、脉冲计数器，计量开始，此时监视图上的两个阀门变为红色。直至FQC502报警BEND（批量计量结束），流量计状态恢复为手动状态，NDO001Y2关闭，再启动10秒计时器，执行第12步，延时关闭YT-32计量阀门，计时时间完了，关闭YT-32计量阀门，同时置流量计计量完标志为1。执行第10步，等待表ST08执行完第6步，使其条件成立，在打印机打印输出YT-32本次计量的设定值和实际计量值，并在操作监视画面上显示。

当流量计计量完标志NSW362.PV为1，则表ST08执行第5步，进行数据收集，收集到UN209.DT01。执行第6步，把FQC502计量中标志NSW361.PV置为0。之后执行第7步，置YT-32计量中标志NSW102.PV为0，计量完标志NSW103.PV为1；操作监视画面中的阀门状态及按键状态恢复到原来的状态，完成整个计量过程。FQC502计量实行表是YT-32、YT-33和YT-34共用，YT-33和YT-34的计量判断表和计量执行表则跟ST07及ST08类同。

四、结论

该流量自动计量过程自从使用以来，操作简单可靠，同一系统中各个罐的计量按控制过程有序地进行，保证了计量的准确无误，实用性强。

参考文献：

1、CENTUM CS综合生产控制系统概说.横河西仪有限公司（XYC），1994(7).

2、CS1000/CS3000 ENGINGEERING.Yokogawa Electronic Corporation.

（作者单位：汕头乐凯胶片有限公司）