UF911超声波流量计操作维护培训资料全.docx
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UF911超声波流量计操作维护培训资料全
运行二班2016年1月份培训资料
UF-911多声路超声波流量计
编制：
邓远军
审核：
熊永翔
审批：
肖堃
1、UF－911流量计的系统配置与使用说明
本章将先介绍UF－911流量计的系统配置，然后介绍各部分的工作原理和使用方法，以及各外设接口。
1.1UF－911流量计的系统配置
UF－911流量计由工业控制PC机、现地单元、换能器和电缆组成，并含打印机接口和串行通讯接口及模拟量输出接口（可选）。
适用于被测管道分部、主机的安装位置与换能器的安装位置距离远的现场环境。
换能器的信号电缆连接到现地单元上，工业控制PC机和现地单元通过工业控制PC机的串口和通讯电缆（双绞线、光纤）连接。
流量计主机与现地单元之间采用点对多的总线方式，流量计主机作为主（MASTER）设备，现地单元挂载在通讯总线上与流量计主机通讯。
流量计主机与现地单元之间的距离可达1000米，如果在RS485总线上加中继器，距离可以更远。
现地单元与换能器之间的距离最大可达300米。
如下图：
1.2流量计主机
流量计主机是一台工业控制PC机。
工业控制PC机完成流量的计算、显示及输入输出，具有如下功能：
·对流量测量进行控制和运算：
控制收发讯模块的工作并接收由收发讯模块采集的原始数据，进行流量的计算、累积、报警、数据存储等。
·数据显示及人机对话：
工控机面板上带有彩色VGA显示器或彩色液晶显示屏，键盘和鼠标，并提供一个全中文的操作界面供参变量设定、调试等。
·测量数据输出：
提供多种型式的通讯输出接口。
―串行通讯接口：
为一标准RS232接口，输出容可以设定，输出格式为ASCⅡ
―并行打印机接口：
为一标准并行口，可接打印机打印参数和报表。
报表容可以设定。
建议使用EPSONLQ-300K打印机和针孔打印纸。
―模拟量接口：
可以输出4～20mA模拟量，输出精度为12位
1.3现地单元及声路排列
现地单元装有一块收发讯板和一块声路板，收发讯板上有电源接口和通讯接口，现地单元需要提供AC220V电源。
A、电源端口定义如下：
B、通讯端口定义如下：
每个测量断面需要配备一台现地单元。
对于多现地单元系统，需要在每个现地单元的收发讯板上通过不同的跳线组合来确定每个现地单元的地址，如下表：
现地单元号
跳线设置
JP3
JP4
JP5
JP6
JP1
1
ON
ON
ON
ON
说明:
总线终端现地单元为ON,其它OFF
2
OFF
ON
ON
ON
3
ON
OFF
ON
ON
4
OFF
OFF
ON
ON
5
ON
ON
OFF
ON
6
OFF
ON
OFF
ON
7
ON
OFF
OFF
ON
现地单元地址的跳线
现地单元的声路排列：
一块声路板最多可以接12个声路，现地单元的声路排列遵循从左至右原则，即1U->1D->2U->2D->------nU->nD（n<=12）的排列顺序。
下面举例说明：
下面是一个测量断面配置9个声路的接线定义图：
1U表示第一声路的上游侧（Up）换能器，2U表示第二声路的上游侧（Up）换能器，依次类推。
1D表示第一声路的下游侧（Down）换能器，2D表示第二声路的下游侧（Down）换器，依次类推。
”“＋”表示连接换能器同轴电缆的芯线，“－”表示连接换能器同轴电缆的屏蔽线。
1.4换能器布置形式
交叉8声路布置
1.5换能器和换能器座
换能器成对安装于被测流道上，每对换能器面对面地构成一个声路，通过其部压电晶体的电声转换效应来测量声波在两个换能器之间流体中的传播时间。
它具有双重功能：
接收来自电缆的电脉冲信号，并将其转换为1MHZ（或500KHZ、200KHZ）的超声波信号发射至水中；也能接收来自流体中的超声波信号，并将其转换的电脉冲信号送到接收机。
2、UF-911流量计的菜单系统及其操作
2.1启动与关闭程序
UF-911流量计开机后便直接进入测量程序。
如果关闭流量计，直接选择“退出”菜单，输入密码后按“确定”退出系统。
2.2菜单介绍
主菜单
一级子菜单
二级子菜单
说明
退出
退出UF－911系统
功能
历史查询
流量历史数据
进入流量历史数据查询的界面
声路历史数据
进入声路历史数据查询的界面
月统计数据
进入月统计数据查询的界面
实时数据
进入实时数据显示界面
通用设置
进入通用参数设定界面
断面设置
进入该断面几何参数设定界面
声路设置
进入该断面声路参数设定界面
调试诊断
进入调试诊断界面
信息
进入系统信息介绍界面
退出管理
进入流量历史查询查询的界面
系统帮助
进入帮助文档
UF-911流量计的全部操作均由菜单系统实现，想进行某项操作，可以用鼠标点击进入相应菜单直接操作。
各界面介绍如下：
2.2.1主界面
主界面上显示所测断面管道的流量，累积流量和工作状态；另外还包括菜单按钮（高级设置、系统帮助、退出）、系统时间等。
如下图所示。
说明：
系统状态：
当前断面流量测量的状态。
有测量状态合通道通讯状态：
测量状态：
有以下5种状态，意义说明如下：
断面状态
说明
正常
流量测量正常
自检出错
智能诊断进行自检，发现主机系统故障
正常声路数不够
正常声路数小于所设定的最小声路数,流量测量值无效
流量超限
流量超过最大流量，流量测量值无效
流量变化率超限
流量变化率超出设定值，流量测量值无效
通道通讯状态：
指主机与现地单元之间的通讯是否正常。
断面流速分布图：
该断面的所测流量的速度分布图；
实时参数：
当前断面的瞬时流量（漏水量或工作流量）、导叶开度、当前功率、水头、实时效率；
累计流量：
从UF-911系统投入开始到当前时刻的累计流量；包括工作累计流量、漏水累计流量合总流量；
2.2.2通用参数设置
说明：
1）、通用参数的设定包括有、“声速”、“串口号”、“系统时间”、“流量单位”、“累计流量单位”等几项参数的设定组成；
2）、“声速”指超声波在静水中的传播速度，一般取常温（15℃室温条件）下声速：
1457m/s，有时会根据现场条件调整。
3）、“串口号”指主机与现地单元之间通讯所使用的传口号。
操作：
1）、在“声速”、“串口”、“流量单位”、“累计流量单位”各自对应的框中输入数据或者选择相应的选项；
2）、如果需要修改系统时间，则选中复选框，在“系统日期”改为和“系统时间”改为框中输入日期和时间才生效；
3）、点击按钮“修改”，保存通用参数。
2.2.3断面参数设置
操作：
1）、在“圆管半径”、“最小声路数”、“阻尼时间”、“最大流速”、“最大流量”、“最小流量”、“最大流量变化率”和“流量保持时间”框中分别输入相关的数值；
2）、点击按钮“保存”，保存设定的断面参数。
进而对声路和与断面面积相关的几何参数进行设定，点击相应按键进入即可。
对管道和渠道测量按键会有所不同。
注解：
阻尼时间------对流量进行平滑处理的时间常数，单位为秒。
阻尼时间的取值围为1-60秒，该参数取值越大，平滑效果越好，但瞬态响应变差；取值小则平滑效果差但瞬态响应好；阻尼时间取1秒时为瞬时流量。
本参数由现场需要确定，一般设定为10秒。
最小声路数------既报警声路数，要求UF-911流量计进行流量计算时最少所需的好声路个数。
如果工作声路数少于最小声路数，UF-911流量计出现“正常声路数不够”报警，在这种情况下，如果仍然希望UF-911流量计保持计量，应将本参数设定为一较小的值。
这样，UF-911流量计将利用声路替代的方法求出流量来。
最大流速------设定的最大流速值，单位为米/秒。
本参数由现场确定，一旦该断面的某一声路测得的流速大于设定的最大流速值，UF-911流量计就出“声路出错”报警。
最大流量------设定的最大流量值。
本参数由现场确定，一旦测得的当前流量大于设定的最大流量值，UF-911流量计就出“流量超限”报警。
最小流量------设定的最小流量值。
本参数由现场确定，一旦测得的当前流量的绝对值小于设定的最小流量值，UF-911流量计自动将流量置为零。
本参数可有效屏蔽由于零点漂移所产生的小流量的累积。
最大流量变化率------设定的流量每秒最大变化率，用于判断流量的合理性。
测得的当前流量与上一秒钟测得的流量比较，相对变化不能超出本参数设定的值，一旦超出，UF-911流量计就出“流量变化率超限”报警。
本参数单位为“最大流量”的百分数，由现场需要确定，一般设定为20%。
流量保持时间------当流量测量出错时，UF-911流量计依然保持流量输出的时间。
即当UF-911流量计在测量时连续出错时间小于本参数时，流量计依然输出流量值，该值等于出错前的“正常流量”。
而当UF-911流量计在测量时连续出错时间大于本参数时，流量计输出“测量出错”报警。
停止流量及累积流量的输出。
流量保持时间的单位为秒。
5.2.4声路参数设定
说明：
1）、“声路号”系统会根据断面参数设定的声路数自动给出，不需用户设定；
2）、“声路开关”只有打开和关闭两个选项；
3）“换能器类型”只能在2M、1M、500K、200K中选择，按照《安装报告》中的数据进行取值；
4）、“声路长度”、“声路角度”、“电缆长度”值可根据《安装报告》中的数据填写；
操作：
1）、在“声路开关”和“换能器类型”中选择相关选项；
2）、按照《安装报告》在对应的“声路长度”、“声路角度”和“电缆长度”中输入相应数值；
3）、点击按钮“保存”，保存声路参数。
注解：
换能器类型------根据所用换能器设定本参数。
目前，NARI所用换能器有以下几种，它们的性能简单描述如下：
型号
工作频率
用途
H110外插式换能器
2M
外露的钢管（圆管）
H210装式换能器
1M
掩埋的钢管或混凝土管、方涵，也可用于明渠
H220装式换能器
500K
特大型或泥沙含量高的管道、方涵，也可用于明渠
H310明渠式换能器
500K
中小型明渠，或方涵
H320明渠式换能器
200K
大型明渠
2.2.4实时数据查询
说明：
在“实时数据查选”窗口中，将显示当前断面的相关数据。
操作：
系统将定时刷新显示当前断面的相关实时数据。
2.2.5历史数据查询
A、流量历史数据查询
说明：
系统保存相关数据。
通过流量历史数据的查询，可以查看任意时段的历史数据。
操作：
1）、在“时间选择”中选择要查询时间段的起始时间和中止时间；
2）、点击按钮“查询”，得到查询结果。
B、声路历史数据查询
操作：
1）、选择断面要查询的声路；
2）、点击按钮，添加要查询的声路；
3）、在“时间断选择”中选择起始时间和中止时间；
4）、点击按钮“查询”，得到查询结果。
C、月报表查询
操作：
1）、通过下拉框选择相应的年份即可；
2.2.6调试诊断
调试诊断菜单的设计是NARIUF-911超声波流量计的特色，具有非常优秀的智能诊断功能，可通过自检对流量计收发讯模块的工作状况进行检查，通过声路检测各声路的详细工作状况，包括接收信号波形及噪音波形。
说明：
调试诊断窗口为调试人员调试时使用。
调试人员可以根据相关的信息来判断系统运行的状态。
自检波形
声路波形
自检操作：
1）、选择操作方式为自检；
2）、选择自检地址为“255”或“254”,直接点击按钮“测试”即可，“255”为第一个现地单元地址，“254”为第二个现地单元地址。
UF-911流量计进行自检。
自检的目的是检查主机系统是否正常，主要判断现地单元的故障及现地单元与主机之间通信故障；有别于声路调试检查换能器是否正常。
自检时，UF-911流量计能显示自检波形，及一系列自检变量的值。
自检时一般不用改变其它选项（即增益为自动，预置围门为缺省，检波电平为自动，接收信号极性为负）。
声路操作：
1）、选择操作方式为声路；
2）、在“声路号”中选择要调试的声路；
3）、点击按钮“测试”即进行相应声路的调试。
声路调试时，UF-911流量计能显示调试声路的波形，及一系列声路调试变量的值。
声路调试时一般不用改变其它选项（即增益为自动，预置围门为缺省，检波电平为自动，接收信号极性为负）。
注解：
①自检及声路调试中可改变增益（可选择自动及手动，手动时可设定数值），预置围门（可选择自动及手动，手动时可设定数值），检波电平（可选择自动及手动，手动时可设定数值）及接收信号极性（可选择正或负）。
这些选项一般不需使用，它们用于供本公司技术人员进行特殊情况的诊断与调试，用户也可在术技人员指导下使用这些选项。
②右上部显示调试声路的流速、声速、水位、状态等，以及部工作电压，即参考电压，发射电压，-5V电压，+15V电压和+5V电压，它们的值应分别为1.5V,416V,-5V,15V和5V,变化围小于±5%。
③屏幕下部是接收信号的波形及有关数据。
波形图中的一条横线为检波电平，较为规则的波形为接收信号波形，接收信号波形与检波电平相交的第一个波峰幅值称为信号幅值；第一个波峰前杂乱的波形称为噪音，其峰值称为噪音强度。
声路正常时检波电平应触发在接收信号的第一个波峰上，且与信号幅值与噪音强度之间均有较大的裕量；正,负半波宽度均应在20左右。
UF-911流量计在进入正常测量前及测量过程中会不断自动调试所有声路，使声路工作于最佳状态。
3、UF－911流量计的安装与调试
3.1UF－911流量计的安装
安装UF－911流量计一般分两个步骤。
第一步为换能器的安装与定位。
第二步为流量计电子机箱的安装、电缆连接及系统的检验调试。
3.1.1换能器安装与定位
借助于一台激光经纬仪或放大样法，在管道或渠道上找出安装换能器的准确位置。
根据换能器的类型，安装好换能器座及换能器后，实测出安装参数，如：
声路长、声路角、水位安装高程等。
具体的安装步骤详见《安装报告》、施工图纸等。
3.1.2电缆连接
从传感器至扩展机箱或现地单元间，按要求铺设射频电缆，电缆两头做上可识别标记，如果采用装式换能器且测点距离主机较远，电缆中间要安装端子箱，进行转接和备用探头使用跳线接入主机。
注意：
换能器到扩展机箱或现地单元的距离不能超过250米，否则信号衰减严重，如果受现场限制必须超过250米，可以和厂家联系。
3.1.3主机安装
将主机安装就位，连上换能器电缆，连上电源线。
具体接线方法请参照《接线图表》。
3.1.4调试前准备
以上步骤完成后，流量计便可进行各种调试工作。
调试分静水调试和动水调试。
在系统开机前,检查下列工作是否做好：
（1）交流220V电源已接上、且符合要求。
若现场电源不稳定，应考虑采用稳压电源。
（2）流量计控制机箱面板的电源开关处于“关”位置。
（3）换能器电缆已接好。
（4）已接好串行口和LQ－300K（LQ1600K）打印机（如果需要）。
（5）被测管道已充满水。
3.2UF－911流量计的调试
所有准备工作就绪后，打开流量计电源。
出现流量测量画面后，先在“参数设定”菜单下将实测参数及其它相关参数输入流量计，然后在“实用工具”菜单下的“调试诊断”界面检查流量计自检及各声路的工作状况，再在“数据查询”菜单下检查各测量数据的正确性并检查流量计输出（如串行口、打印机、模拟量、开关量等）的工作情况，若一切正常流量计便进入正常的测量状态，具体操作详“第五章UF-911流量计的菜单系统及其操作”。
若有异常情况通过调试诊断加以排除，具体操作详见“第八章UF-911流量计的故障诊断和排除”。
4、UF-911流量计的维护
UF-911流量计和其它电子仪表一样，在常年工作中需进行必要的检查和维护，其维护分为日常维护和定期重点维护两种。
4.1日常一般维护
4.1.1日常维护周期
在流量计投运的最初两个月，应每周进行一次运行情况检查，以后每月进行一次。
对于有运行值班人员的发电厂和泵站，可考虑让运行人员在每天的例行设备检查时，顺便观查一下流量计主机的工作状况。
4.1.2维护的容
（1）检查流量计的主机箱是否有损伤，风机是否在工作。
（2）检查换能器及电缆是否有损伤，电缆接头处是否有松动，淋水或结露。
（3）检查流量计的显示容是否正确，特别要注意流量，累积流量和各种运行状态的值。
（4）于施工场所的流量计主机，要有防碰撞和遮尘的防护措施，及时清除流量计主机上的积灰。
（5）有端子箱的流量计，特别注意端子箱接线端子上是否出现锈迹，一旦出现要及时清除，否则将影响流量计工作。
4.2定期重点维护
4.2.1定期重点维护周期
UF-911流量计每年应进行一次重点维护。
为了使换能器得到维护，重点维护时间最好能安排在机组或管道的大修或停运期间：
对于收费计量的流量计，进行重点维护前应和用户协商好维护停运期间的计量办法。
4.2.2定期重点维护容
由于在定期重点维护时，要对流量计的主机进行检查和维修，原来运行的原始数据可能会丢失。
因此在流量计退出运行前，要将所有参变量值打印记录下来，并妥善保管。
若流量计没有接打印机，在停运前由人工将流量，累积流量及各种运行状态的值记录下来。
对于原设定的各种参数值，若未存档，在流量计停运前也应全部记录，以备再次投运时参考。
4.2.2.1流量计主机的重点维护项目
（1）清扫主机
用吸尘器对流量计主机外进行全面清扫，对于在工程施工期间投运的流量计因积灰太多，应在吸尘后用无水酒精对电子插件板和接插件进行清洗。
（2）接插件检查
检查流量计的所有插件板，接插头有无松动，并将其锁紧。
（3）电源检查
用万用表检查输入的交流电源，电压值应在规定的围，即：
AC220V±10%50HZ。
（4）检查接收信号的波形和幅值
此项检查需在被测管道充满水，所有声路的换能器都与主机连接正确的条件下进行。
进入流量计“实用工具”菜单下的子菜单“调试诊断”菜单，检查所有各声路信号是否正常。
若有异常情况通过调试诊断加以排除（具体操作详见第8章“UF-911流量计的故障珍断和排除”）。
4.2.2.2换能器和信号电缆的重点维护项目
（1）换能器和信号电缆外观检查
检查换能器和信号电缆的外露部分是否有损伤，松动和漏水。
（2）检查换能器和电缆的绝缘电阻
将换能器信号电缆从主机扩展箱后背板的接线端上卸下来，用500V摇表从电缆未端接头处分别检查每个换能器和电缆组件的绝缘电阻，其值应不低于5MΩ。
对于绝缘电阻达不到要求的换能器和电缆要查明原因，进行处理（详见第8章“UF-911流量计的故障诊断和排除”）。
（3）装式换能器进管检查
由于装式换能器平时无法对其安装固定情况进行检查。
当遇到被测管道停运排空时，应派人进入管道，对装式换能器进行检查。
检查容包括：
a、检查装式换能器发射面上是否有水生物或水垢堆积，并将其清除。
b、检查装式换能器的紧固螺钉是否有松动，若有将其拧紧，并用激光瞄准器将其对准。
c、检查电缆护管，护盖是否有断裂，松动或腐蚀，若有要进行处理。
（4）对明渠流量计，特别注意检查水位换能器的工作状况，水位井不能有任何杂物，如果换能器表面有泥土，则及时清理。
4.2.2.3重点维护后的重新投运
UF-911流量计在进行了重点维护后，重新投入运行前应做好以下各项工作。
（1）检查电源的输入及输出电压均达到规定要求。
（2）检查所有参数均正确无误。
（3）进入流量计“实用工具”菜单中的子菜单“召唤打印”，命令流量计临时打印一次报表,检查报表设定是否正确。
（4）进入流量计“参数设定”菜单下的“参数打印”子菜单，打印一份完整的参变量表，并和维护前的打印值进行对照。
若有错误，要查明原因。
5、UF-911流量计的故障诊断和排障
当流量计出现故障以后，首要的任务是进行故障分析和判断，确定故障围和部位，然后进行故障处理。
缺少分析的盲目处理，有可能使故障进一步扩大。
5.1故障的初步分析和判断
5.1.1流量计显示值是否正常
流量计在工作时，其显示的流量值按一定的规律不断更新，一般可以从其显示数据的未位数上看到。
当显示的流量值长时间没变化时，虽然不能完全确定流量一定出了故障，但很可能是由于测量数据连续不合格，而被剔除了。
当流量测量完全出错时，流量将显示“----------”。
5.1.2测量状态是否“正常”
UF-911流量计有二组表示其工作好坏的状态，这些状态的容是判断流量计工作是否正常的重要依据。
这二组状态分别是：
断面状态和声路状态。
断面状态---------表示所测断面各个声路及所计算得到的流量值的综合状态。
当所测断面有声路出错或者所计算得到的流量不合理时，将置出错标志。
声路状态---------表示所测断面各个声路的工作状态。
以下是这两组状态的详细说明：
断面状态：
断面状态
说明
引起原因
测量正常
测量正常
所有声路均正常
好声路不够
正常声路低于设定值
声路参数设错，换能器坏，电缆断
流量超限
流量超过最大值
断面参数中的最大流量设错，流量值有误
流量变化率超限
流量变化超过设定值
断面参数中的流量变化率设错，流量值有误
通讯出错
部通讯出错
工控机与收发讯模块通讯没通、奇偶校验不一致或收发讯模块故障
自检出错
主机进行自我诊断，没有通过
PCX模块（收发讯控制模块）故障
X个声路出错
X个声路出错，这些声路流速用相应声路替代，仍计算流量
X个声路测量出错，
声路参数设错，换能器坏，电缆断，接线端子有铜锈
断面关闭
断面开关未打开
断面参数中的断面开关没打开
水位出错（明渠流量计）
水位换能器故障
换能器位置移动、电缆故障、水位井有杂物、换能器表面有泥土附着、水位换能器故障。
声路状态:
声路状态
说明
引起原因
声路关闭
声路开关没打开
声路开关没打开，在明渠流量计中还包括水位计声路为打开
声路正常
声路正常
声路正常
流速超限
流速超出设定值
断面参数中的最大流速设定错，流速测量有误
无信号
没有信号
声路参数设错，换能器坏，电缆断
信号质量差
信号质量差
有干扰，换能器损坏或未对准，
5.2故障围的初步判断
UF-911流量计的故障，大体可以划分为三大部位的问题：
·流量计的主机；
·流量计的现地单元；
·换能器及其信号电缆；
通过分析各种故障标志，可以大体判断出故障的发生围。
而各种故障标志都是由主机检测显示出来，因此在进行故障分析时，首先要确定主机工作是否正常。
（1）主机工作正常吗？
流量计的主机由工控机构成，主界面系统状态，“正常”灯为绿色，流量计能够响应键盘或鼠标，进行人—机对话，则表明主机系统工作正常。
若能进一步进行参数设定
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