毕托巴流量计采集数据的分析与处理

孙 涛

（唐山首信自动化信息技术有限公司 京唐运行事业部，河北 唐山 063000）

毕托巴流量计因其结构简单，安装便利，广受用户欢迎。首钢京唐三号高炉工艺管道气体介质流量检测主要采用的是毕托巴流量计，本文针对毕托巴流量计采集数据的处理方法做了详细研究和学习，并开发了便于其他场所应用的程序功能块。现以毕托巴流量计计算书原始数据为例，一步一步介绍开发程序功能块的具体过程[1]。

1 原始数据

每台毕托巴流量计发给用户后，厂家都会提供一份流量计计算书，计算书标有对应流量计编号、测试参数、测量介质、安装管道要求、流量计算公式和系数函数曲线等数据。以某高炉煤气管道安装的毕托巴流量计的计算书为例，具体数据如下。

表1 流量计参数表及接DCS 公式 流量计编号：174XXXXXX

高炉煤气：温度：180 ℃；表压：270Kpa；刻度流量：805000Nm3/h。管内径：φ2000mm 安装在——管道，前10D后5D。

变送器量程：差压：0～3.3Kpa。D/A转换输出量程：20mA →805000Nm3/h。密度：1.334kg/m3。

标况流量计算公式如下：

备注：差压与系数a 做折线函数关系如图1。

图1 差压与系数a 关系曲线

2 数据分析

由公式可知，标况流量计算公式中的变量分别为分段修正系数、、P、T。其中P 和T 分别代表介质实际工作压力和温度，可以直接通过模拟量采集模块从传感器获得数据，为毕托巴流量计实时测得的差压值，也可以通过模拟量采集模块从毕托巴流量计直接获得。而是一个随着差压变化的量，即不同差压对应不同的系数。如图1，a 是关于的函数，即a 与符合如图1 函数关系[2]。

从图1 分析得知，该折线函数是由五段直线函数曲线构成，即每个直线函数符合下述函数关系：

3 函数转化

根据两点确定一条直线，可通过两点获得该段直线的函数关系。

（1）将经过第一段直线两点带入公式中，则第一段直线函数可列出如下计算式：

进而获得第一段直线函数为：

（2）将经过第二段直线两点带入公式中，则第二段直线函数可列出如下计算式：

进而获得第二段直线函数为：

（3）将经过第三段直线两点带入公式中，则第三段直线函数可列出如下计算式：

进而获得第三段直线函数为：

（4）将经过第四段直线两点带入公式中，则第四段直线函数可列出如下计算式：

进而获得第四段直线函数为：

（5）将经过第五段直线两点带入公式中，则第五段直线函数可列出如下计算式：

进而获得第五段直线函数为：

通过以上五段直线函数的确定，不难发现，当给出我们实际差压值后，带入对应段直线函数中的中，我们便会获得该差压值下的值，即修正系数Ai。

4 功能块开发

通过可编程控制器可将上述折线不同差压下的修正系数用数学公式的形式表现出来。本控制系统采用的是AB 公司1756-L71 控制器，利用Studio 5000 Logix Designer 31.00.00 版本开发创建功能块。

建立自定义数据类型，定义变量具体如下图2：

图2 变量定义

其中Com1～Com5代表对应差压下的折线系数a1～a5，XP1～XP5 代表对应折线系数下的差压～，XP 代表当前差压值，Com 为当前差压下的折线系数。

创建名为Flow 功能块，根据函数转化部分的分段函数，分别创建各个直线段的修正系数算法，如下：

最后依据公式编写流量计算逻辑为：

最终，程序逻辑如图3 所示。

图3 程序逻辑

在连续任务中调用子例程，子例程中调用Flow 功能块，在相应管脚处输入毕托巴流量计计算书中的表数据，并带入相应变量，如下图4。

图4 功能块调用

当子例程执行后，Q 引脚处的计算结果即为工况下的实际流量。

5 推广应用

通过Flow 流量功能块的开发创建，简洁、方便、快捷的应用到了首钢京唐三号高炉制粉系统、干法除尘系统、TRT 发电系统、综合管网系统之中[3,4]。

6 结论

文中从原始数据分析，到函数转换，再到最后软件实现与应用，完整的展现了毕托巴流量计采集的数据的处理方法和过程。经过与厂家数据比对，计算结果完全吻合。该种方法为其他毕托巴流量计使用者提供了应用参考，具有很好的借鉴意义。