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FC说明书

第一章

1.0简介

为了计算气体的总能量、体积量和瞬时流量而设计了2000型气体测量修正仪。

在计算时，使用了涡轮流量计的脉冲输出（或者超声流量计的输出）以及温度变送器和测量管线压力的压力变送器的输出。

如果需要的话，该修正仪可以使用预先设定的或者实时输入的气体相对密度（即比重）、气体的组分数据和热值。

为了计算气体流量，采用了以下几种计算气体压缩因子（Z因子）的方法，如：

AGA8,ISO12213和AGA3，NX19。

对于一些特定应用场所，也可以采用固定的Z因子。

修正仪能够对所有实时输入的信号进行上、下限报警，而在报警的状态下，可以使用默认值来取代处于报警状态的参数以进行流量计算。

对于发生和取消报警的时间都有指示，同时也提供报警的输出信号。

本修正仪的特点是它采用数字通讯，温度与压力变送器都采用HART协议进行通讯，从而消除了校准修正仪及调节电位器的必要。

这一特点也限制了由于环境温度所带来的流量测量误差，只有温度和压力变送器的温度系数会产生误差。

修正仪有两个RS232/RS485串行数据通讯接口，为了能和系统的其他器件通讯，通讯协议为MODBUSASCII，还有一个ASCII的串行通讯协议可以和大多数打印机通讯。

为了使操作数据和流量测量结果具有最大的安全性同时保持辅助功能的灵活性，修正仪具有编辑功能：

既可以更改已选定的数据同时又利用临界数据保持其安全性。

为确保所有的信号都在设计要求的范围内，对所有的输入输出信号都进行测试。

当报警发生和清除时，每一个报警显示都记录发生和清除的时间。

如有报警发生时，可以选定将报警期间的累计总量单独累计并单独显示。

第二章

2．0综述

2000型气体测量修正仪，它包括一个19英寸标准尺寸的安装支架（但只有1/2宽），还包括和母板连接的许多接插件式的印刷电路板。

修正仪的前面板包括一个液晶显示屏，键盘，操作按钮和LED显示器。

液晶显示屏（LCD）是图形点阵式的，用于显示输入数据和流量信息。

键盘用来把数据输入到修正仪的内存，并且可以用来选择显示的信息。

输入和输出信号是由一个9针的D型插座连接的，可以接插到位于后面处的终端模块上。

修正仪供电电源是24V直流。

前、后面板的示意图如附录中图1、图2所示。

修正仪的各种功能

2.1.1流量计算

为计算气体体积，修正仪使用的数据可以是预设置的也可以是实时输入的，如气体数据、实时输入的压力和温度变送器的数据、从涡轮流量计送出的脉冲数据，利用该高频脉冲输入用来计算流量，还有从涡轮流量计表头来的低频（或者参比频率）输入或者是由Instromet的气体超声流量计来的输入信号。

流量计算的结果在液晶显示屏上显示为一个12位的数字，并带有刻度因子、单位和相关符号。

（8位整数，4位小数）

例如：

Vn=.1234X100m^3

刻度因子（符号为：

twf）是通过键盘来输入的。

修正仪的模式可以选为：

当报警发生的时候，在一台独立的计数器上累计流量（即单独累计报警情况下的流量）。

对于修正仪的不同模式—安全模式、设定模式、操作模式的选择，是通过调整在后面板上的模式转换开关来实现的。

在后面板上您可以看到一个小塑料盖，这就是模式开关所在的调整孔。

这个调整孔不但可以用小塑料盖来密封，还可以用自黏结的安全标签来密封。

（参看图11）

模式转换开关的号码表示方法和功能如下：

正常运行（RUN）模式：

开关号：

onoff

1安全1断安全1通

2安全2断安全2通

3运行模式

4备用电池启动备用电池停用

编程保护模式：

开关号：

onoff

1安全1断安全1通

2IrdaInfraRedconnectorRearConnectorSkt1

3编程保护模式

4备用电池启动备用电池停用

当把FC2000置于安全模式（无论通过通讯还是编辑（EDIDT）模式都无法对数据进行更改）模式转换开关1和2必须置于off的状态。

模式开关1和2的任何其他组合都无法启动安全模式。

如果想要把一个新的操作程序下载到修正仪中，模式转换开关3只能被放置到Boot（off）的状态。

在任何其他操作模式下，模式转换开关3必须放置在运行（On）的位置。

模式转换开关4是后备电池的使能开关，当修正仪进行运算、长时间存储，这个开关必须置于Off的状态。

但对FC2000进行操作前，必须使模式转换开关4置于ON状态。

前面板的控制键

所有对修正仪的必要的控制操作，都可以在前面板上进行，功能如下：

2.2.1键盘功能

2.2.1.1菜单的上翻和下翻键

上翻键用来把菜单上的高亮条向上移动到所需的数据行上

下翻键用来把菜单上的高亮条向下移动到所需的数据行上

2.2.1.2返回或者回车键

返回或者回车键回车键确认数据值的输入，还有高亮显示的条

目能够被选中。

一般在一条数据要进行编辑或者选中或者确

认时使用。

2.2.1.3信息键

信息键用于显示附加的屏幕帮助或者是信息。

任何时候都可以

按下这个键，帮助和信息都会以文本框的形式显示出来。

2.1.4功能键

功能键面板上显示的有[F1]、[F2]、[F3]、[F4]字样的就

是功能键。

这几个键将会有不同的功能，这取决于正在使用的

当前页的内容。

每一个键的特定功能将会在不同的当前页的键

的正上方以高亮的方式显示出来。

但也不是所有的功能键都需

要在每一页被使用，所以如果在当前页上该功能键无任何功

能，在该键的正上方将不会有任何显示。

2.2.1.5指数键

指数键在允许的地方，指数键将用来表示指数类型的一些数字。

2.2.1.6数字键

数字键[1][2][3][4][5][6][7][8][9][0][.]&[-]当输入或者编辑数据到

存储器中的时候使用。

2.2.1.7打印键

打印键是打印机的快捷键，但只有在打印机已经正确安装合理配

置后才会起作用。

2.2.2发光二极管指示器

2000型的流量计算机上有5个指示器，从上到下显示为：

电源接通绿色

责任报警红色

非责任报警红色

错误操作红色

流量上下限报警黄色

2.2.3红外编程口

在2000型流量计算机的前面板上，左下角有一个暗红色的小窗口，这就是红外编程口。

设计这个口的目的是，一台通讯口上配有红外接收发射装置的PC机，在没有任何物理连接的情况下可以通过这个通讯口直接和FC2000进行数据的接收和发送。

2.2.4显示

2000型流量计算机的显示可以分为几部分，如下所示：

每页标题信息时间和日期

=

=MJ/m3

=MJ/m3

1of6

底部

菜单

主显示区域功能

典型的显示图页面

页首显示了本页的标题；信息提示符（如果本页有信息显示）；2000型流量计算机的当前时间和日期。

屏幕的中间部分是主要的显示区域，在这个区域里显示的是所选定的数据（即对于该页所应显示的相应数据），同时也显示出该页页码是全部页码的第几页。

最下面的一行按反向格式（reverseformat）示出。

并且给出了4个功能键F1、F2、F3、F4在当前页的功能。

主菜单功能项的功能

可通过几种不同的方式找到2000型流量计算机的主菜单，取决于2000型流量计算机当前的操作方式和当前的显示页。

您可以用功能键来选择Menu；或者是在目前的菜单里选择MainMenu；如果计算机刚刚被启动，并且显示页停留在起始页上，那么主菜单将还停留在显示屏上。

主菜单里的项目如下：

总量（TOTALS）

管线工况（LINECONDITIONS）

气体数据（GASDATA）

设置（SETTING）

预设置数据（PRESETDATA）

编辑（EDIT）

报警（ALARMS）

显示（DISPLAY）

系统（SYSTEM）

一般信息（GENERALINFO）

这些都与机器设置的类型和与什么连接有关，一旦用户选定了以上这些条目中的一项，都会进入到次一级的目录里，然后再进行选择。

次一级目录如下:

站（STATION）

管路1（STRAM1）

管路2（STRAM2）

管路3（STRAM3）

但是如果系统中只有两路管线，则此次级目录只显示管路1和管路2。

但是如果系统中只有1路管线，则这个次级菜单根本不会被显示。

2.3.1主菜单功能项：

总量（TOTALS）

这一项是只读的显示项，一旦被选中将会显示所有的这台机器里的流量总量，包括：

Vb--未修正的体积总量

Vb-c—未对流量计的非线性进行过修正的体积总量

Vn—修正后的体积量

M—质量流量

E—能量流量

总量还有次一级目录：

主总量（MainTotals）

报警总量（AlarmTotals）

当前一小时（日、月）累计总量（CurrentHour,DayandMonthaccumulatedTotals）

前一小时（日、月）累计总量（PreviousHour,DayandMonthaccumulatedTotals）

当前一小时（日、月）非累计总量（CurrentHour,DayandMonthnon-accumulatedTotals）

前一小时（日、月）非累计总量

（PreviousHour,DayandMonthnon-accumulatedTotals）

当前一小时（日、月）报警累计总量

（CurrentHour,DayandMonthaccumulatedAlarmsTotals）

前一小时（日、月）报警累计总量

（PreviousHour,DayandMonthaccumulatedAlarmsTotals）

当前一小时（日、月）报警非累计总量

（CurrentHour,DayandMonthnon-accumulatedAlarmsTotals）

前一小时（日、月）报警非累计总量

（PreviousHour,DayandMonthnon-accumulatedAlarmsTotals）

这些条目将分成数页来进行显示，每一页最多只显示4条，每条都附有适当的符号、刻度因子、和单位。

2.3.2主菜单功能项：

管线工况（LineCondition）

这一项是只读的显示项，一旦被选中将会显示所有的在这台机器里的管线工况，包括：

流量

波峰流量和当时发生的时间和日期

管线压力和温度

管线工况和基准状况下的压缩因子

修正系数

流量计信息

这些条目将分成数页来进行显示，每一页最多只显示4条，并附有适当的符号、刻度因子、和单位。

2.3.3主菜单功能项:

：

气体数据（GasData）

这一项是只读的显示项，一旦被选中将会显示所有的在这台机器里的气体数据，包括：

相对密度

高位和低位热值

按摩尔百分数表示的气体成分

这些条目将分成数页来进行显示，每一页最多只显示4条，并附有适当的符号、刻度因子、和单位。

2.3.4主菜单功能项：

设置（SETTING）

这一项是只读的显示项，一旦被选中将会显示所有的在这台机器里的设置信息，包括：

所使用的压缩因子的方程式

所使用的流量计的修正公式

使用高位和低位热值来计算能量的公式

在小流量的工况下总量或流量的暂停计量

在报警的情况下总量或流量的暂停计量

报警计数器的功能（报警计数器是否工作）

气体数据的来源-预设置的还是串行（实时）输入的

这些条目将分成数页来进行显示，每一页最多只显示4条，并附有适当的符号、刻度因子、和单位。

2.3.5主菜单功能项：

预设的置数据

这一项是只读的显示项，一旦被选中将会显示所有的在这台机器里的所有预设置数据，包括：

报警等级

所有的常数

基准条件

这些条目将分成数页来进行显示，每一页最多只显示4条，并附有适当的符号、刻度因子、和单位。

2.3.6主菜单功能项：

编辑功能

一旦被选中将会显示所有的在这台机器里的所有已经设置好的数据，这样才能通过键盘和显示来对数据进行修改和编辑。

当进入这一项后，首先要求用户提供一个4位的数字密码，然后才能进入数据项。

最多可以设置成为一个三级密码，这三级密码可以对不同的项目进行保护。

出厂时设置这三个密码为111，222，333。

这三个密码管制的内容为：

密码111：

预设置所有的主计数器

将所有的主计数器复位到0

将所有流量的尖峰值复位到0

改变所有的设置项

改变所有的预设置数

调整时间和日期

密码222：

改变所有的设置项

改变所有的预设置数

调整时间和日期

密码333：

改变所有的预设置数

调整时间和日期

如果密码错误，将拒绝对数据的访问。

密码正确后，可以对数据项进行访问。

可以使用键盘上的上翻键或下翻键来移动显示屏上的光标，一旦光标停留到目标所需的数据项上，可以使用键盘上的回车键来选中目标。

新的数据可以由键盘输入，完成后按回车键来确定。

在这种编辑的状态下，修改的数据被记录了下来，这时您可以修改您所需要改动的所有数据，但是这时所有的新数据还没有被2000计算机所应用。

在所有的数据修改完毕后，您可以使用退出（EXIT）功能键，退出编辑状态。

但当您退出的时候，会出现另一列退出（EXIT）菜单的选择项：

EXIT+SAVE退出编辑模式，将变更保存到存储器中，并使用这些

新的数据。

EXIT+NOSAVE退出编辑模式，不保存，不做任何修改。

UNDO取消在本节中前面已做过的修改，不退出编辑模式，还可以看到修改过的数据。

2.3.7主菜单功能项：

报警项

选中此项后将会给用户提供出如下的报警的类型。

MAINMENU退回到主菜单

ALL显示所有的报警类型

FAULTS显示所有的故障报警

ACC显示所有的责任报警

N-ACC显示所有的非责任报警

WARNINGS显示所有的警告

以上所示的选项,都可以放在报警清单里。

在报警清单里，有时间和日期，最新的报警放在最上边。

在每一个报警清单里，都有报警类型的符号（附录1里有详细说明）发生的时间和日期。

如果报警已经被清除，将会有清除的时间和日期。

2000型流量计算机最多能允许显示168条报警信息，包括现在的和过去的报警，使用光标键可以让您浏览任意页。

所有带有发生（ON）和清除（OFF）时间（即报警不再发生）的的报警纪录，都可以通过按下“清除”键”CLEARR”功能来将它从报警清单上清除。

2.3.8主菜单功能项：

显示

选中此项后，将会提供给用户如下的选择菜单，在这个菜单中还关联到键盘的功能：

CONTRAST对比度用来调节显示屏的亮度

BACKLIGHT背景光可以选择常开，常闭或者选择在动作时开，动作完成以后延时几分钟闭

KEYREPEAT键重复功能允许这个功能被重复地设成On或OFF

EXIT退出退回到主菜单

2.3.9主菜单功能项：

系统

选中此项后，允许操作者修改一些系统功能。

当选中后，将列出如下的次级目录：

SYSTEMEDITON/OFF系统编辑开/关实现将系统的编辑功能从浏览到编辑之间的转换。

COMMS允许通过前面板对通信进行选择，例如对波特率和通讯地址进行察看和修改。

SERIALNUMBER可以察看仪表的出厂序列号，并对其进行修改。

EXIT退回到主菜单

在所有的数据修改完毕后，您可以使用"退出EXIT"功能键，退出编辑状态。

但当您退出的时候，会出现另一列选择项：

EXIT+SAVE退出系统模式，并保存更改，使用新的值。

EXIT+NOSAVE退出编辑模式，不保存，不做任何修改。

2.3.10主菜单功能项：

一般信息

选中此项后，将会显示一些基本信息，例如：

流量计的类型、软件的版本号、流量计算机所连接的管路的数目。

2000型流量计算机的功能

2.4.1总量的预定值

通过进入主菜单的编辑项，并输入所需总量的起始值，可以对所有管路和站点的主要总量的初始值设置一个预定值。

在退出编辑项后，将从新设置的这个值开始进行累计计算。

2.4.2将总量计算复位到零

通过进入主菜单的编辑项并在复位页里的计数器任选项处按下YES，可以使所有管路和站点的主要总量复位成零。

在退出编辑项后，被复位的总流量将从零开始计数。

所有的管路和站点的峰值流量和发生的时间日期，都能通过进入主菜单的编辑项，并在复位页中的峰值任选项处，按下YES键进行修改。

（此处修改指峰值流量的复位回零和输入当时的时间和日期）

2.4.3时钟

在修正仪内部有一个时钟，它不仅提供了显示屏上的时间和日期，还为峰值流量的计算等提供了精确的计时。

时钟的设置是在编辑状态下进行的，就是进入主菜单里的编辑项里的时钟和日期设置。

这时，光标键和功能键就可以用来调整年、月、日、小时、分钟、和秒。

当修正仪没有电源供电时，时钟是由内部的锂电池来供电的。

在修正仪无电源供电的情况下，电池可以用一年。

输入信号

对于2000型流量计算机，对于输入的设置既可以是从涡轮流量计的脉冲发生器上送出的脉冲（如2.5.1节所述）,也可以是直接从超声流量计上读出的数字信号（如节所示）。

2.5.1涡轮流量计

如果2000型流量计算机被组态成接收由涡轮流量计来的脉冲输入信号，则该信号应该是具有如下参数的周期性变化的一个或两个输入信号。

电流输入10mA

频率范围最大到5kHz

其中一个输入将被定义成参比频率输入（rf）或者（lf），而另一个输入将作为高频输入（hf）,将会用高频输入来计算所有的总量。

参比频率输入将被用来做涡轮叶片的故障检查，也可以用于它得到未修正的体积量。

由于采用输入脉冲的计数技术,对总量的计算将一直延续到涡轮流量计频率为零的时候为止。

2.5.1.1最小输入频率

最小的输入频率被用来计算流速。

也可以通过最小频率（fmin）值的输入而把报警条件限制到到1Hz之间。

用最小频率（fmin）的值也可以在涡轮流量计输入信号消失前，计算出消失时间，这个消失时间以秒为单位表示等于1/fmin。

2.5.1.2涡轮流量计的线性化

当涡轮流量计的输入连接到高频输入时，有一种便利条件，它为涡轮流量计输入的线性化提供了选择性。

这些可供选择的方案有：

off没有修正

straats使用straatsma方程进行线性度修正

10pnt使用10点内插法进行线性度修正

2.5.1.使用straatsma方程进行线性化

可以使用straatsma方程式来得到涡轮流量计的特性方程

该方程形式为：

E=A0+A1*+A2*+A3*

Q=按最大流量的百分数（%）表示的流量计的流量

E=Q流量下按百分数表示的流量误差

A0，A1，A2，A3=流量计的修正系数

如果选用straatsma线性化方法，则必需输入A0，A1，A2，和A3等系数。

这种修正方法可应用于未修正的流量，未修正的和修正后的总量。

2.5.1.使用10点内插法进行线性化

可以使用输入10个流量坐标点的数值和相应的误差值（存在修正寄存器中的值）来得到涡轮流量计的特征方程。

通过采用在座标点之间进行内插的方法可以对已修正的流量进行线性度修正。

同样用上述方法也可以对未修正的流量，未修正的和已修正的总量进行线性度修正。

输入%Qmaxn位置的数据是涡轮流量计最大流量的一个百分数（%），而输入%n位置的数据是读数误差的一个百分数。

如果输出的流量数据小于通过流量计的真实值，则误差的输入是一个负值。

%n=是在%Qmaxn流量下,涡轮流量计流量读数误差的百分比（%）。

N是一个从0到9的整数

在流量小到几乎为零时，流量的最小值应该输入到n=0的位置上，其它的数据点应输入流量增大的值，直到顶点为最大值为Qmax。

如果需要输入的值不到十个，那么没有被使用的数据点必须设定为无效数据，输入一条短横线“--”，不能有数据写入。

2.5.1.3涡轮叶片故障检测

涡轮的叶片的故障检测是通过比较高频输入的脉冲与参比（监视）频率输入的脉冲来完成的。

高频输入的脉冲与参比（监视）频率输入的脉冲之比将被输入到修正仪的寄存器里，并被定义为叶片比:

BR=（涡论的叶片数）/（参比（监视）轮的叶片数）

当下列情况发生时将会报警：

a）叶片比BR小于或等于3：

（LF×BR）-（HF）≥±4

被测试的脉冲超过100个监视脉冲

b）叶片比BR大于3

（LF×BR）-（HF）≥±（HF×

LF=在限定时间内参比频率传感器所检出的频率数

HF=在同样的限定时间内高频传感器所检出的的频率数

开始执行叶片故障测试的条件是：

当前一次测试结束后，至少产生100个低频脉冲或者是高于100倍BR的高频脉冲产生。

如果未修正的流量小于报警的最低流量，则叶片故障报警将会被抑制,而不再报警。

如果给叶片比BR输入一个0初值，即当涡轮流量计只有一个传感器时，叶片故障报警可以被关掉。

2.5.2与超声气体流量计之间的通讯

2000型流量计算机可以和Instomet公司的Check、Flare、P、Q等型号超声流量计（它们分别具有1、2、3或5声道）连接，电气上的连接可以使用专门的通讯口接口插座。

默认的通讯参数细节如下，如果需要可以进行修改：

RS232

4800波特率

8位数据传输

1个停止位

无奇偶校验位

2.5.2.1与PC机之间的通讯软件—UNIFORM软件

2000型流量计算机可以提供一个额外的通讯口以便和计算机连接（通过RS232连接），PC机上运行的软件是超声在线诊断软件”UNIFORM”。

这个通讯接口允许用户通过流量计算机直接访问到超声流量计，不需要再进行流量计算机与现场流量计的连接，也不会中断已有的和现场的连接。

电气上的连接可以通过一个通讯口接口插座来实现。

通讯的详细设置必须和超声流量计的通讯口设置成一致,所需设置的项目如2.5.2节所示。

对于UNIFORM软件的详细操作可以在相应的流量计和软件的说明手册中找到。

2.5.2.2超声流量计表体对于温度和压力引起的影响的修正

由于温压变化所造成的膨胀效应有可能影响流量计所计量的流量，为了对温压影响进行修正，本计算机提供了可选择的功能。

这个功能可以在超声设置面板上选择P/TCorreqn.项来进行选择，可选项有：

Off没有修正

Flange对带法兰的测量管式超声流量计进行修正

Weld对焊接的测量管式超声流量计进行修正

对于法兰连接带测量管的流量计

Qc=Q×{1+（3×α×10-6×（ta-tr）+（3×D）/（4×d×E）×（Pa-Pr））}

对于有焊接测量管的流量计

Qc=Q×{1+（3×α×10-6×（ta-tr）+（3×D）/（7×d×E）×（Pa-Pr））}

公式中：

Qc经温度和压力修正后的流量

Q由超声流量计测得的流量

ta实际测得的温度值（摄氏度°C）

tr参比温度（摄氏度°C）

D测量管内径（m