GLZ型高压流量自控仪使用说明书.docx
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GLZ型高压流量自控仪使用说明书
GLZ型高压流量自控仪
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一诺仪表
企业标准：
Q/TCEP12《GLZ型高压流量自控仪》
第1章GLZ型高压自控仪简介
1.1GLZ型高压流量自控仪
GLZ型高压流量自控仪是我公司首创的机电一体化高科技产品。
该产品集流量计量、调节控制、无线通讯于一体，无外部供电时可计量流量，有外部供电时可自动调节控制流量。
具有抗干扰能力强、控制稳定、结构紧凑、操作简便、耐腐蚀、耐高温、防结垢等特点。
GLZ型高压流量自控仪在油田高压注水、注聚工程中得到了极大的应用。
它解决了多年来油田在高压注水、注聚工程中定量注水、平稳注水及精确注水的难题，为油田减小输差、减少人力物力、提高产量提供了技术保障。
GLZ型高压流量自控仪可采用太阳能供电，无需外接电源即可实现现场计量、自动控制、远程输出与远程控制等功能，可在现场供电困难、无人值守情况下完成流量计量与控制工作，在控制室中对现场进行数据采集、数据存储、过程监控。
1.2工作原理
GLZ型高压流量自控仪由信号发生机构、控制器、执行机构三部分构成。
1.2．1、信号发生机构
信号发生机构采用经过特殊处理的叶轮、轴和轴承,提高其防腐蚀、耐高温、防结构能力。
当被测介质流过时，流体冲击叶轮产生转动，转动的叶轮与磁性芯体磁感线切割产生脉冲信号，信号经过电路处理后，传送至控制器。
可测量各种导电介质及低粘度油品。
叶轮作为信号采集可动部件，具有精度高、适应能力强、抗震能力强、可靠性好、寿命长等特点。
磁性芯体采用我公司独创，具有专利技术的插入快卸式芯体结构，可方便从表体取出，简化了流量计的周期性检定和维护工作。
1.2．2、控制器
控制器接收由信号发生机构产生信号并进行处理，计算出介质实际流量值，并与用户设定流量值进行比较。
若不符合设定要求时，控制器就会发出指令，控制执行机构，使瞬时流量值接近或等于设定值。
控制器也具有流量的配比功能。
在配比过程中，通过采集其它流量计的流量信号，乘以比例值（使用中要考虑自控仪的流量围）来控制阀门的开启和关闭，实现比例计量调节。
控制器采用备用电池与外部电源双电源供电方式。
提供外部电源时，电池供电关闭，控制器提供流量计量与流量控制及其他功能。
没有外部电源时，控制器可进行流量计量功能，保证在外部掉电状态下可以进行流量计量。
控制器电池供电采用低功耗技术，单节电池可持续工作2年，避免了电池的频繁更换。
1.2.3、执行机构
执行机构根据控制器发送的指令，通过电机的旋转调节阀门的开启度，自动调整高压注水、高压注聚流量，达到自动控制的目的。
执行机构是经过减速装置的电机驱动装置，包括电机和阀门组件（蜗杆减速-阀芯阀套和密封件）。
它具有电子位置显示、阀门位置指示、电子限位、机械限位、手动调节功能。
手动调节阀门时，由于减速装置和阀门压力自平衡系统的作用，手轮很轻，易于准确调节，省时省力。
第2章技术指标
2.1性能规格
表1性能规格
测量介质
液体
介质温度
0℃～120℃
公称通径
15mm、25mm、40mm、50mm、65mm、80mm
公称压力
16MPa、25MPa、32MPa、42Mpa；
准确度
1.0级、1.5级、2.0级
允许压差
≤6MPa
防爆等级
ExdIIBT4
输出信号
脉冲、4-20mA电流、RS485
工作电压
AC220V±10%/50Hz，DC24V±5%；
部供电：
0~50℃条件下8000小时（仅提供流量显示）
使用温度
-20℃～+50℃，常温型
-35℃～+55℃，保温型，配置保温箱
-40℃～+60℃，保温伴热型，配置保温箱
使用环境
相对湿度：
≤85%（25℃）
大气压力：
86KPa～106KPa
过程连接
GB/T9115.4-2000
2.2流量围
表2流量围
Ⅰ型
公称
通径（mm）
流量
围
（m3/h）
直式
（Z）
角式
（J）
DN25/8~12
0.1～3
√
√
DN25/12~14
0.3～6
√
√
DN25/18
1～10
√
√
DN40/18
1～10
√
√
DN40/24
2～20
√
√
DN50/18
1～10
√
√
DN50/28
2.5～25
√
√
DN65/30
3～30
√
×
Ⅲ型
公称
通径（mm）
流量
围
（m3/h）
直式
（Z）
DN25/15
0.3～6.00
√
DN25/20
0.5～10.0
√
DN25/25
0.8～18.0
√
DN40/15
0.3～6.0
√
DN40/20
0.5～10.0
√
DN40/30
1.2～24.0
√
DN50/25
0.8～18
√
DN50/35
1.55～30.0
√
注:
1、瞬时流量稳定度：
±5％2、“√”表示有此规格。
2.3扩展功能
2.3.1压力防止倒流型
压力防止倒流型高压流量自控仪具有防止倒流功能。
自控仪检测进出口压力，当进口压力低于出口压力时（此时介质会出现回流），自控仪自动关闭阀门。
采用大屏幕液晶，显示瞬时流量、累积流量、进口压力和出口压力等工作状态,当压力恢复到进口压力高于出口压力,阀门自动打开,按原来的设定流量进行控制。
表2.3.1压力采集及防倒流增加部件与配置表
序号
所需部件
备注
数量（套）
1
进口压力变送器
压力测量
1
2
出口压力变送器
压力测量
1
3
安装附件
安装配件
1
2.3.2GPRS数据远传型
GPRS模块可实现远程数据的传输。
自控仪在现场工作时，可通过控制室，远距离查看自控仪瞬时流量、累积流量等状态，并根据所需流量通过GPRS设定现场自控仪，进行远程控制。
表2.3.2GPRS数据远传增加部件及配置表
序号
部件
备注（数量为套）
1
GPRS模块/无线模块
1
2
安装附件
1
2.3.3自备电源型（太阳能供电）
对于不具备AC220/DC2V外供电电源的场合，自控仪可通过自备太阳能电源系统供电。
现场流量调节采用低功耗的驱动技术，在光照不足的情况下,太阳能供电系统可确保自备电源能够满足自控仪5天工作时间，在此时间，自控仪可正常进行调节操作。
2.3.3太阳能供电增加部件与配置表
序号
部件
备注
数量（套）
1
YNS供电系统
供电
1
2
3024太阳能充电控制器
控制
1
3
安装附件
安装
1
第3章选型
基本型号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
说明
计量方式
公称通径
结构形式
公称压力
材质
电气防护
准确度
供电方式
控制方式
输出信号
阀门形式
使用温度
GLZ
-
高压流量自控仪
Ⅰ
叶轮式（有可动部件）
Ⅱ
旋涡式或电旋式（无可动部件）
Ⅲ
电磁（无剪切）
15
公称通径mm15
25
公称通径mm25
40
公称通径mm40
50
公称通径mm50
65
公称通径mm65
80
公称通径mm80
Z
直式
J
角式
F
分体式
16
公称压力Mpa：
16
25
公称压力Mpa：
25
32
公称压力Mpa：
32
42
公称压力Mpa：
42
G
碳钢
S
304不锈钢
P
普通型
B
隔爆型
1
准确度1级
1.5
准确度1.5级
2
准确度2级
T
自备太阳能电源或DC24V
A
AC220V
1
常规控制
示例：
GLZ-I25Z32GB1.0A1IH2
选型：
GLZ-型高压流量自控仪、I-叶轮式、25-公称通径为25mm、Z-直通式、32-公称压力为32MPa、G-材质为碳钢、B-隔爆型、1.0-准确度1.0级、A-电源AC220V、1-控制方式为常规、I-20mA输出、H-环形调节阀、
2-使用温度：
-35℃～+55℃（保温型）
2
压力采集与防止倒流
4
压力采集（单压力）
F
脉冲输出
I
4-20mA电流输出
R
RS485输出：
YN2005协议
M
RS485：
ModbusRTU协议
W
无线输出
G
GPRS型
C
CDMA型
H
环形阀调节
V
锥形阀调节
O
无剪切调节阀
1
-20℃～+50℃，常规型
2
-35℃～+55℃，保温型
3
-40℃～+60℃，保温伴热型
第4章安装
4.1直式安装尺寸
图4.1直式尺寸
表4.1直式安装尺寸
公称通径
（mm）
公称压力
（MPa）
L
H
D
K
d
n
c
备注
15
16
400
252
120
82.5
22
4
22.5
26
400
252
120
82.5
22
4
22.5
25
16
480
280
150
101.5
26
4
29
26
480
280
150
101.5
26
4
29
40
16
480
290
180
124
29.5
4
32
26
480
290
180
124
29.5
4
32
50
16
480
310
215
165
26
8
38.5
26
480
310
215
165
26
8
38.5
32
48
310
325
171.5
29.5
8
44
65
25
500
320
265
197
32.5
8
57.5
4.2角式安装尺寸
图4.2角式安装尺寸
表4.2角式安装尺寸
公称通径（mm）
公称压力（MPa）
L
D
K
C
n
d
H
D1
K1
C1
n1
d1
H1
25
16
170
140
101.5
29
4
26
176
140
101.5
29
4
26
350
26
276
140
101.5
29
4
26
176
140
101.5
29
4
26
350
50
16
150
215
165
38.5
8
26
176
170
130
28
6
24
350
26
150
215
165
38.5
8
26
176
170
130
30
6
24
350
32
150
235
171.5
44
8
29.5
176
170
130
40
6
24
350
42
185
235
171.5
48
8
29.5
190
210
158
45
6
29.5
450
65
25
230
245
190.5
41
8
29.5
213
245
190.5
41
8
29.5
450
4.3、分体式自控仪安装尺寸
图4.3分体直式自控仪尺寸
表4.3分体直式安装尺寸
公称通径
（mm）
公称压力
（MPa）
L
H
D
K
d
n
C
备注
25
16
500
350
150
101.5
26
4
29
25
500
350
150
101.5
26
4
29
40
16
560
350
180
124
29.5
4
32
25
560
350
180
124
29.5
4
32
4.4执行器安装示意图
图1
图2
图3
4.5自控仪安装示意图
图4.5.1直式自控仪安装示意图
图4.5.2角式自控仪安装示意图
4.6、安装说明
1、选用自控仪时，要根据公称通径、公称压力、流量围、被测介质的温度和性质来选用。
2、该产品应无应力地安装于管系，不应受管系的膨胀、收缩、变形及振动的影响，并且要安装、拆卸和操作方便，尽量避开强磁场的干扰。
3、该产品可装在水平和垂直管系中，上、下游要有一定的直管段，上、下游直管段长度不应少于10倍DN（DN为公称通径）。
4、管线中的介质流向应与自控仪壳体上的所示流向一致。
5、新管线在使用前，应先打开旁路，把介质中的杂物排掉，若介质中杂质较多，应在自控仪前安装过滤器。
6、自控仪电气连接：
6.1现场AC220V电源经滤波后，接入仪表接线端L（火线）,N（零线），并保证仪表壳体可靠接地（＜0.3Ω）。
6.2.直流24V电源或电瓶，使用线径不小于1.0mm2长度不大于30米的导线分别接入仪表的24V+（红色）和24V-（黑色）。
7、自控仪与外部电源通过防爆接头连接，防爆接头的螺纹标准为G1/2′。
8、安装直通焊接式自控仪时，焊前应将阀套和叶轮支架或电旋芯体取出，以防密封件受热老化。
9．防护部件的安装，严格按部件的安装指导说明书实施安装施工，如保温箱，压力变送器等。
第5章GLZ高压流量自控仪的使用
5.1.流量的设定
GLZ流量设定有两种操作方式：
加移位方式
在流量计量界面时，同时用手遮挡
键和
键进入瞬时流量的设定状态此时光标位于左侧高位,处于闪动的数据位是修改位,用手遮挡一次
键,数据增加1,数据过9回0,当得到所要的数据后,停止增加,手遮挡
键,光标向左移动一位,按上述方法修改第2位。
其他位的修改按上述方法依次进行，数据修改完成后，停止键盘操作，30秒后自动退回到计量界面。
加减方式
计量界面时，首先在按键处遮挡一下
键，
a、如果要增加设定值，在按键处遮挡一下
键，设定值增加。
增加至需要的数值时停止操作，30秒后自动退回到计量界面。
b、如果要减少设定值，在按键处遮挡一下
键，设定值减小。
减小至需要的数值时停止操作,30秒后自动退回到计量界面。
例如：
此时屏幕上屏出现上次的设定值参数“05.0”，“05.0”表示5.0m3/h。
这时在按键处遮挡一下
键，设定值增加,遮挡一下
键，设定值减小。
调整至所需设定量后，停止键盘操作，30秒后自动退回到计量界面。
5.2工作过程与指示
红色电源指示灯
红色电源指示灯点亮表示外部驱动电源（AC220V或DC24V）接通，高压流量自控仪的控制部分工作正常。
开限位
在瞬时流量设定后，控制阀按照设定量进行调节，如果设定量大于瞬时流量，进行开阀门调节，若控制阀开到全开位置时，瞬时流量仍小于设定流量，信息栏显示“开限位”，控制阀停止调节，进入‘开限位’状态。
可能原因是用户注水系统的注水压力与井下压力的差值过小，导致瞬时流量最大值小于设定流量值，注入工作无法进行。
开限位解除
当控制阀离开全开位置处时，开限位状态自动解除，开限位标识消失。
关限位
当控制阀位于全闭位置时，信息栏显示“关限位”,表示控制阀已处于全闭状态，阀门已关死。
关限位解除
当控制阀离开全闭位置时，关限位状态自动解除，关限位标识消失。
5.3、高压流量自控仪的标定
自控仪出厂前已经过标定，可直接安装使用，其准确度可查看随表合格证。
在使用过程中，若需要重新检定仪表准确度，可按照以下步骤操作。
准备工作：
在标定装置上安装固定需要标定的自控仪，拧开表头的前盖以便按键操作。
标定步骤如下：
1.1第一点标定：
建议第一点标定流量为满量程的50%。
如：
满量程流量为6m3/h，第一点标定流量选择3m3/h。
容器法：
流量计累计清零，打开阀门，当达到所需的标准容积示值时，关闭阀门。
自控仪瞬时显示回零后，记录标准容器示值V。
和流量累计示值V1，并计算KX
KX＝V1/V0……………
（1）
1.2修改基本系数：
按住“
键”进入修改“21-流量系数”，屏幕下方显示为流量原系数K0，新流量系数KN为
KN＝K0*KX……………
（2）
计算新流量系数KN，并用新流量系数代替原流量系数K0
1.3选取其它标定点，重复第1.2步，如果各点误差在标称误差围，操作完毕，直接进入第1.7步。
如果误差较大，则进入第1.4步进行线性标定。
1.4逐点标定：
任意选取一点进行流量标定，或用标定点百分比，根据满量程，求取5个标定点中的几点进行标定。
流量标定0＝满量程流量×标定点百分比1
流量标定1＝满量程流量×标定点百分比2
流量标定2＝满量程流量×标定点百分比3
流量标定3＝满量程流量×标定点百分比4
流量标定4＝满量程流量×标定点百分比5
按上面的标定点进行逐点标定，记录各点的标准容器示值V0和自控仪示值V1，并计算相应的误差（见公式1），如该点误差在标称精度，直接标定下一流量点，如果精度超差，进入1.5。
1.5逐点修改系数：
遮挡一下“
键”,键入密码”2000”,进入流量系数修改，此时显示屏的下方弹出流量系数，且上屏显示“流量系数X”。
如果第二行数据栏的数据不闪动,则遮挡一下“
键”,显示为闪动“流量系数X”，此时第二行显示值为该流量标定点对应流量系数K0，按照公式
（2），计算出新流量系数KN。
用新的系数KN代替原来的系数K0。
修改完毕，按“
键”返回，并由“保存退出”处退出，由其他显示容处退出数据无法保存。
1.6重复第1.4、第1.5，直至标定到5点标定完毕，进入下一步。
1.7由“保存退出”处退出，标定完毕。
第6章信号输出
高压流量自控仪信号输出有有线连接和无线通讯两种方式。
有线连接有三种输出方式：
两线制4-20mA电流输出（无源-外部供电）、
三线制脉冲输出、
RS485通讯,
无线通讯有:
GPS（5公里以）、GPRS/CDMA通讯（远距离）。
6.1电流输出：
外部提供电压：
DC24V
输出电流：
4-20mA（0m3/h～流量满量程）
负载电阻：
0-600Ω
基本精度：
±0.5%
响应时间：
＜5秒
选择两线电流（无源-外部供电）输出时，要连接下面的端子
1、I+：
连接外部提供DC24V电源的正端
2、I-：
连接外部接收设备的电流输入端（应为对地取样电阻）
6.2脉冲输出：
外部提供电压：
24VDC
输出脉冲幅值：
低电平：
＜1.5V；
高电平：
＞22.5（＞90%电源电压）
负载：
＞10KΩ
选择三线制脉冲输出时，要连接下面的端子
1、+：
24VDC，连接外部24VDC电源的正端
2、-：
GND，连接外部24VDC电源的负端
3、P：
连接外部接收设备的频率输入端
脉冲输出接线示意图
6.3RS485通讯：
自控仪可通过RS485串行通讯与现场用户设备RTU或采集计算机通讯，也可通过无线或GPRS与远程用户计算机通讯
1、A:
串行通讯A
2、B:
串行通讯B
6.4无线通信及GPRS/CDMA
无线数据传送,它主要应用在中短距离的数据双向传送,它不需要网络的支持,没有网络通讯费用，适合几十公里数据的采集与控制。
GPRS/CDMA是移动通讯提供的一种有偿服务,是一种报文分组无线传输业务,通过这种方式实现了仪表的网络化功能.实现远程数据的下载与上传。
适合超远距离数据采集、控制。
CDMA无线连接示意图
RS485通讯
6.5RS485通讯协议
GLZ高压自控仪RS485通讯可读取数据包括:
瞬时流量、累计流量、设定流量，入口压力,出口压力。
可写入数据:
设定流量。
GLZ高压自控仪采取了三种通讯协议：
一诺协议YN-V3、YN-05和标准通讯协议MODBUS-RTU-GLZ-V3.00，YN-V3协议向前兼容YN2005协议。
6.5.1.通讯协议YN-V3
1、默认串口设置
8，N，2，1200
8：
8位数据位
N:
无校验
2:
2位停止位
1200:
波特率1200（波特率围0600~4800,建议使用低波特率）
2、协议采用主从结构发送数据，数据格式采用BCD码，主机（RTU）可发送两条命令，每条命令有2种数据返回模式
命令发送
命令1.数据请求巡检命令（RTU发送）
1B
2B
3B
仪表地址
5A
AA
例如,发送：
015AAA
表示：
读取设备地址为01的数据
命令2.设定流量命令（RTU发送）
1B
2B
3B
4B
5B
仪表地址
5B
数据低字节
数据高字节
AA
例如,当从上位机发送设定流量：
015B4603AA
表示：
向设备发送设定流量值：
3.46m3/h，
数据返回
对应上述两条命令，从机（自控仪）响应，返回17个字节长度BCD码格式的返回包，有2种返回模式
模式0：
应用于太阳能供电产品
1
2-3
4-5
6-10
11-12
13-14
15
16
17
仪表
地址
瞬时
流量
流量
设定
累计
流量
电瓶
电压
压
力
限位
/小数
模式0
结束符
BB
模式1：
应用于交流供电产品
1
2-3
4-5
6-10
11-1
升级会员 