CN1067506A

CN1067506A - 多路微机油脂动态计量系统

Info

Publication number: CN1067506A
Application number: CN 92104132
Authority: CN
Inventors: 魏淑玉; 李凤翔; 张风满; 刘彤; 陈俭; 张立兴
Original assignee: BEIJING CITY OIL Co
Current assignee: BEIJING CITY OIL Co
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1992-12-30

Abstract

本发明是一种计算机程序控制油脂(品)流量计量的方法，解决在油脂发放过程中，实现自动化操作，减轻劳动强度，减少油脂的浪费以及改善发油工作环境，提高工作效率。本发明采用温度测量仪测油脂的温度、流量计测量管道中油脂的流量、计算机定时采样，通过程序步骤、计算出单位时间流量和油脂的体积量，得到油脂的重量。本发明操作简单、油脂精度可达±2‰。

Description

本发明涉及用计算机程序控制油脂流量计量的技术领域。

目前国内油脂流量计量，还使用人工检测和称重两种传统的计量方式。人工检测用于油罐火车、汽车、大桶装，计量用称重，无论哪种方式计量，都存在着严重的弊端，一是准确度低，检测法计量在铁路罐车中需相当一段时间待消除油品中气泡后才能检测，再经复杂的换算，才得到最终结果，由于计量不准，人为误差等因素，一般准确度大于5‰。二是浪费大。检测法和称重法均无法使油品定量装卸，人工方法添加和抽取，在操作过程中难免撒、漏，既造成浪费，又污染环境。三是劳动强度大，效率低。在装桶操作中，需要经过从汽车上卸空桶，称皮、人工装油、称重，再将满桶油装上车等工序。大桶灌满油后重量通常在200公斤左右，采用人工搬运，操作繁杂，劳动强度很大。四是在油脂调拨中，因沿用传统的计量方式所导致的商务纠纷越来越多。

目前，还有少许部分地区开始采用微机技术，但仅限于一台加一条管线的简单控制。经中国科学院技术情报研究所对美、苏、英等国及国内1950～1991年间的科学文献专题检索，检出相关文献七篇，经分析、比较，未发现具有本发明油脂计量的装置。

本发明的目的是提供一套用计算机程序控制的油脂流量计量的方法和设备。

本发明是采用下面措施来达到的：

本发明是采用如下数学模型及程序步骤来实现计算机对油脂（品）流量计量（计算质量）的控制。

G_T＝nk[ρ₂₀+β（20-t）]

G＝ΣG_T

G-被测油脂质量（kg）

G_T-被测油脂一段时间内的质量（kg）

n-流量计的脉冲数

k-脉冲当量（比例因子）

ρ₂₀-油脂在20℃时的密度值

β-油脂的温度系数

t-随机采样的温度

参数确定：

n-根据管径与温度变化的快慢决定多少体积采集计算。

如：Φ15mm管径的流量计取n＝100～150

Φ40～Φ50mm的流量计n＝100～50

Φ80～Φ100mm的流量计n＝10～50

k-是根据用重量法算定流量计后测出的每个脉冲当量值。系统可根据测定在0.00010～99999范围内设定。

Φ15mm流量计k≈0.015

Φ40mm～Φ50mm流量计k≈0.1

Φ80mm～Φ100mm流量计k≈1

ρ₂₀-是根据各单位化验室用万分之一的比重天平做出的。

油脂的比重大约在0.88000～0.93000左右。

β-温度修正系数的确定是根据采集的100余个油样中测试后，找出各种油脂（品）的温度修正值。

如：豆油-β＝0.00058

菜子油-β＝0.00063

葵花油-β＝0.00064

花生油-β＝0.00060

烹调油-β＝0.00062

t-油脂（品）一般在+10℃以下易产生半固态油脂（品）动态计量一般选在+10℃～+80℃范围内，微机采集范围在+0℃～+255℃。

此数字模型原理简单、明确、实用，既考虑了温度对油脂（品）密度的影响，又提供了脉冲当量改变的灵活性，从而提高了油脂计算的精度。

软件程序用汇编语言编制，适应随机控制的需要。能达到工程控制的需要。

本发明的油脂流量计量控制系统包括：手动操作箱、温度变送器、流量变送器、泵驱动器、气电转换器、油泵以及供电源;计算机部分包括：中央数据处理器CPU、A/D接口数据总线、打印机、显示器、键盘、供电源。

图1是本发明装置的油脂（品）流量计量控制图。

图2是本发明的油脂（品）流量计量工艺流程图。

图3是本发明装置显示屏上油脂（品）流量控制显示图。

图4、图5是本发明的计算机程序控制油脂（品）流量计量总框图。

图6是本发明油脂（品）流量计量计算过程框图。

图7、图8是本发明油脂（品）流量计量计算控制框图。

图9是本发明的整形电路框图。

图10本发明的整形电路原理图。

图11是本发明的功率驱动原理图。

图12是本发明的CTC接口系统图。

图1是本发明的油脂（品）流量计量控制总框图：

（1）打印机（2）键盘（3）显示器（4）打印驱动

（5）12″CRT显示卡（6）内存RAM （7）时钟（4MHZ）（8）CPU

（9）内存EPROM （10）STD数据总线（56线）

（11）通用高速八位A/D变换器（12）CTC/P10接口

（13）I/O接口（14）供电电源（15）温度变送器

（16）、（17）、（18）整形板（19）功率驱动电路

（20）温度传感器（21）、（22）、（23）流量表

（24）、（25）、（26）电（气）动阀门（27）油泵

其中：计算机部分包括多功能CPU，多功能单色键盘显示器，通用高速八位A/D，光电隔离开关量打印接口，双CTC/P10接口，I/O输入输出接口，STD数据总线信号匹配。

在本发明中采用将温度模拟时经温度变送器送到A/D变换器，流量变送器的流量值经整形电路送到CTC接口，功率驱动电路作双向驱动接到I/O接口。

温度变送器采用PN结温度传感器做的测温探头，温度变送器的型号规格TV-1（输出0-5V+10～60℃）。

流量变送器采用LC-12椭圆齿轮流量计，此流量计误差曲线较平缓，适应性强，并根据油脂（品）品种，在流速为最佳区域内可调整椭圆齿轮流量计的调整齿轮部分。

气电转换驱动器采用型号K25D2-8规格Φ8mm。

功率驱动电路采用电磁阀门。固态继电器组成。

图2是本发明油脂（品）流量计量工艺流程图。

油品（脂）从贮油罐A经油泵DJ温度变送器T，手节门SF，止回阀ZHF，再分八路分别经过手节门SF_1-8、过滤器GL_1-8、流量计（变送器）LC_1-8、电磁阀DF_1-8、手枪节门SQF_1-8，手枪节门SQF安装在出油口由发油员控制，油脂（品）经SQF流入分装罐（桶）Z，T温度变送器、QY汽泵。A为油罐

图3是本发明装置的显示屏上油脂（品）流量计量控制系统显示图。它显示8路发油的动态数据，操作员通过计算机控制系统显示屏可以看到油脂（品）从贮油罐A经泵D分别送到8路油管，经过节门F，过滤器G，显示流速数据（kg/分）电磁阀DF流到分装桶1-8，显示分装桶中的油脂（品）重量（kg）。A为油罐。

图4、图5是本发明的计算机程序控制油脂（品）流量计量的总框图。

油脂（品）流量计量方法步骤如下：

（1）测量油脂（品）的温度;

（2）测量管道中油脂（品）的流量;

（3）由计算机计算出一段时间的流速;

（4）由流量计单位时间流量乘以一段时间得出油脂（品）的体积量。

图6是图4、图5中油脂（品）流量计量的一部分具体计算过程。

公式中n的取值是根据流量计的大小和工艺要求而定。k值的选取是在贮入油品时程序安排选定的。G′表示每次累加后的重量值。

首先将各品种油，如花生油、茶仔油、葵花油、芝麻油等在20℃时的密度真值表存储在计算机存储器中，温度变送器采用PN结材料制成的温度传感探头，当油脂（品）流经探头时，计算机定时将温度t进行采样，经A/D变换器变换成数字形式的温度值。由流量变送器测出油脂（品）流量Q，并将油脂（品）流量转换成电脉冲，经整形电路后，经CTC送到计算机。再由计算机测出油脂（品）流经的一段时间（单位时间）和流量Q得出油脂（品）在单位时间的体积量（V）;V＝Q.t。

在计算机中的步骤如图6所示的框图。计算机采集温度是16进制转换成10进制温度t′，先计算t＝20-t′。由键入计算机中的β值，计算β.t，再计算ρ_t＝ρ₂₀-βt。下面是将需要装的桶的值键入计算机（分装单位键入），判别分装容器（待装油脂的容器）。从CTC取出脉冲数，是人根据管径给出的n（排入程序中），如100～150是3秒钟算一次温度，取脉冲当量值k，计算体积V＝n.k，再计算单位重量g₁＝Vρ_t与前次累加重量值G′相加得G＝G′+g₁，计算机中断处理一次。

图7、图8是图4、图5中油脂（品）流量计量的另一具体计算过程。

图中计算如下：设定分桶重量（如100kg），分桶重量减去一个给定数gn，gn是大于一次中断重量的值。G分比是一个分桶重量G_标减去gn的值（如分桶重为100kg，gn＝12kg，G分比为100-12＝88kg）。

油品总重量G′_总＝∑G_分桶重量，当G_总＜∑G分时，就进行图7中右边部分程序，先判断各发油口最后计算标志位C＝1（设在内存单位）。在计算过程中，n的取值要根据分桶重量（G标）减去gn的累加重量（如100kg-93kg＝7kg）得出余量G余（7kg）除以ρ_t得出余量的体积值V，如：G_余（7kg）÷ρ_t（0.9）≈7.8再除以k（取0.1），如：7.8÷0.1＝78得出新的n′值。将n′数量入记数器CTC，再到相应发油标志位C＝1，最后中断，关闭相应发油口。

当G′_总≥∑G_分时，进行图8中右半部分程序，关闭所有电阀和油泵，恢复初始状态，停电机，消除名称、各标志位、启动打印机，打印发票上的数据，最后结束。当G′_总＝∑G_分时，进行图7中左半部分程序，关闭相应的发油口阀门，清除标志C，清除累加单元，分装次数加1，总重量累计一次，返回中断等待。上面的计算过程都已安排在计算机程序中，由程序自动进行。

图9是本发明整形电路框图。由鉴频器（28），单稳态（29），反相器（30）组成。

图10是图9中三部分的具体电路，BG₁、BG₂构成鉴频器。从流量变送器来的信号，经鉴频器，输出为矩形方波。经BG₃、BG₄构成的单稳态电路变为窄的正向方波，输出到反相器BG₅，反相器输负向窄方波到CTC计数器，再经数据总线送到计算机。

图10电路的周期为100/s以下，向计数输出的窄方波为5ms。

图11是本发明的功率驱动电路，图中所示为8路油管控制。SC1-SC8是电阀门，带动电气阀门开关。MY31（430V）是压敏电阻，吸收浪涌波峰电压。电阀电源交流220V。1-8sr是固态继电器，可控制电磁开关，油泵驱动电（气）动阀。油泵继电器线圈380V。

输入信号为电位输入+RV经光电隔离后转换成+5V送入CPU，输出信号与输入相反是由+5V经光电隔离后变换+12V驱动固态继电器，进行功率放大的。

图12是本发明的C+C计数器接口系统图。图中表示CTC板插件与整形板之间的线路连接关系。

在图4的油脂（品）流量计量控制总框图中，图中左部分的操作流程是发油员先在手动上对各管线进行工作选择，对需发油管线将SF手阀打开。发油员将各种数据输入到计算机（微机）计算机启动油泵并打开与开关相应的计算机的控制下，将油从油罐中经图2中所示的管路送到油桶（或油罐车）。

本程序采用汇编语言编制，运行程序为对语形式，汉字提示、程序七次对语。

具体程序如下：

1.操作计算机键盘键入所需内容：将油品价格、比重、日期、发油员编号、总重量、分装重量分别存入计算机（微机）内存，以下由微机自动处理。

2.显示计算：计算机程序将根据键入的内容数据对分装次数计算，并在CRT屏幕显示工艺流程（见图2）。

3.初始化，对中断型（形）式，CTC计数器，A/D温度变送器和工作方法置入，并将计算数据进行比例因子处理。

计算方式采用定点计算，比例因子是根据数据的小数进行扩大的。

4.判断发油口：这是对发油状态、发油信号、总重量进行判别的循环程序。首先判别总重量，如已灌满，说明发油结束，此时关闭所有电机、电阀，同时启动打印机将程序开始键入的七项内容打印出来。如总重量不够，则判1＃-8＃发油口开关状态。如状态位为发油状态时，才启动电机和阀门。每一口的判断程序相同，只要总重量不够，此程序将循环进行。

5.计算：中断入口计算程序是根据管线的直径来决定的，一个单位体积进行一次中断计算（如管径为Φ50时，每10升计算一次）。程序首先判别分装的重量是否已满，如已满关闭电阀。油泵的判断决定于有无管道发油，如有管道发油则不关电机，如无管道发油则同时关闭阀门和油泵，累加一次分装次数，则把分装重量与累加重量相加后返回主程序，继续判断有无油管发油。

本发明只要发油员因机器上键入如油品、价格、比重、日期、发油总重量、分装单位重量等数据后，发油员要控制发油口的操作开关，机器即可自动操作。由于它采用了计算机程序控制油脂流量计量，大大提高了发油精度，从原来手工操作精度大于5‰，到本发明可达±2‰，它改善了发油的工作环境，减轻了劳动强度，减少了油品的浪费，它实现了自动化操作，自动控制，缩短了发油时间，提高了工作效率。可以大大地推广到各油站进行应用。

Claims

1、一种使用计算机程序控制的油脂流量计量方法。其特征在于，如下步骤：

①测量油脂的温度；

②测量管道中油脂的流量；

③计算机对油脂温度定时采样，并将温度值转换成数字量，计算在采样温度下的油脂密度值；

④判别待装容器。从计算机的CTC取出脉冲数，由脉冲当量k，累积重量并计算体积；

⑤由计算机计算出一段时间和流速，由流量的单位时间流量乘以一段时间，得出油脂的体积量。

2、根据权利要求1的计算机程序控制油脂流量计量的方法，其特征在于，用温度测量仪或温度变送器测量油脂的温度。

3、根据权利要求1的油脂流量计量的方法，其特征在于：用流量计或流量变送器测量管道中的油脂的流量。

4、根据权利要求1的油脂流量计量的方法，其特征在于：由温度变送器将其测出的油脂温度经A/D变换器变换成数字量，计算机对其采样，并根据存储器中的密度真值表和温度修正系数，计算在采样温度下的油脂密度值。

5、根据权利要求1的油脂流量计量的方法，其特征在于：判别分装容器（发油器）的标志位，从计数器CTC取出脉冲数，再读出脉冲当量值K，累加重量并计算体积。

6、一种使用计算机程序控制的油脂流量计量的控制系统：包括：手动操作箱、温度变送器、流量变送器、泵驱动器、气电转换器、油泵以及供电源;计算机部分包括：中央数据处理器CPU、多功能单色键盘显示器、通用高速八位A/D变换器、光电隔离开关量、打印接口、双CTC/P10接口、I/O输入接口、STD数据总线;其特征在于：采用机温度变送器和温度传感器测量油脂温度，整形电路整形并变换成脉冲送到CTC计数器，以及功率驱动电路连接I/O电路和电（气）动阀。

7、根据权利要求6控制系统，其特征在于：采用TV-1温度变送器和PN结测温探头测油脂温度，在+10～60℃输出0～5N模拟值到A/D变换器。

8、根据权利要求6的控制系统，其特征在于：整形电路由鉴频器，单稳态电路和反相器组成。

9、根据权利要求6的控制系统，其特征在于：功率驱动电路由电阀、压敏电阻和固态继电器组成。