無脈動(dòng)、低噪音、振動(dòng)小、壽命長(zhǎng)，準(zhǔn)確度等級(jí)高、 高可靠性、流量范圍大等優(yōu)點(diǎn)，使uf- n螺旋轉(zhuǎn)子流 量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱“uf-h”)廣泛用于石油、化工、碼頭等 行業(yè)的油品貿(mào)易計(jì)量和管理控制。本文項(xiàng)目選用了2 臺(tái)LB834-112型表，安裝于某石化成品油碼頭5#躉船。

一、UF- H與油品出廠數(shù)采系統(tǒng)的結(jié)合 整個(gè)數(shù)采系統(tǒng)由操作站、控制站、報(bào)表機(jī)、躉船顯 示和網(wǎng)絡(luò)通信部分組成，如圖1所示。

操作站硬件：DELL服務(wù)器PE2500P3/933/512M/ 36G/19。

軟件：WNT4.0、IFIX2.6 (有限點(diǎn)，300點(diǎn)）、VB6.0、 Access數(shù)據(jù)庫(kù)、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)量監(jiān)控操作應(yīng)用系 統(tǒng)。

貿(mào)易交接用CMF ： Micro Motion公司D600配9739。 84中國(guó)計(jì)量2018.5

數(shù)采控制站以GE -FANUC -90 30PLC為基礎(chǔ)組 成。選PLC是其系特殊體系結(jié)構(gòu)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，經(jīng)過30 多年發(fā)展，功能已有極大提高，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯判斷、 計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，還具有算術(shù)運(yùn)算、對(duì)模擬 量進(jìn)行控制等功能。它面向控制過程及面向問題的編 程語(yǔ)言，既保持了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀特點(diǎn)，又 顧及了大多數(shù)電儀技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及微機(jī)應(yīng)用 水平。同時(shí)PLC專為惡劣工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，能在電噪聲很 強(qiáng)，電磁場(chǎng)干擾、機(jī)械振動(dòng)、溫濕度變化都很大的環(huán)境 中使用。

控制站以模件IC693APU300接收UF- n脈沖。其 他模件有：CPU模件IC693CPU360、協(xié)處理模件 IC693PCM311、以太網(wǎng)卡轉(zhuǎn)換器IC649AEA102、以太網(wǎng) 接口模件IC693CMM321、模擬量輸人模件 IC693ALG223、開關(guān)量輸人模件IC693MDL646、電源模 件IC693PWR321 等；軟件有L0GICMASTER90編程軟 件，（VER9.02)MEGABASIC 等。系統(tǒng)與 CMF 通信用 RS- 485方式，標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議，RTU模式；通信參數(shù)為: 9600b/s、8位數(shù)據(jù)位、1位奇校位、1位停止位，按周期輪 詢采集累計(jì)量、瞬時(shí)流量、密度、溫度信號(hào)。

功能和特殊要求：計(jì)量管理系統(tǒng)從控制站讀人現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄、處理與監(jiān)控操作，以及數(shù)據(jù)登 錄等，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，系統(tǒng)操作權(quán)完全由應(yīng)用系統(tǒng)控制，不 允許隨便退出應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)人操作系統(tǒng)。2#操作站運(yùn)行 的躉船顯示程序和批量裝船語(yǔ)音報(bào)警程序在系統(tǒng)中 功能非常重要，IFIX通過后臺(tái)功能定時(shí)調(diào)用其運(yùn)行。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄在該機(jī)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，批量裝船實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)記錄在該機(jī)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中。該機(jī)安裝Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)兼做服務(wù)器，與1#站互為備用，各監(jiān)控操作畫 面相同。與企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用戶機(jī)交換的數(shù)據(jù)存在1#站的 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，并與上級(jí)網(wǎng)通信。

二、uf- n使用的三個(gè)注意點(diǎn)

uf- n是通過一對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行測(cè)量的，要求被測(cè)介 質(zhì)純凈度高，應(yīng)安裝合格的過濾裝置。在非連續(xù)使用 場(chǎng)合再次使用時(shí)，須注意氣穴等增大計(jì)量誤差。若介 質(zhì)可能氣化發(fā)生氣液兩相時(shí)，氣體分離器是保證準(zhǔn)確 計(jì)量的必備裝置。為取信用戶，uf-：i測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡量 靠近油船，避免表下游管線儲(chǔ)量引發(fā)異議。

uf- n用于成品油計(jì)量中磁耦合問題

UF-n有電子、機(jī)械兩種計(jì)數(shù)表頭供選，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)經(jīng)傳動(dòng)部件磁耦合給變換單元，保證儀表密封。變 換單元將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)數(shù)換算為流量當(dāng)量傳遞給計(jì)數(shù)單 元，經(jīng)計(jì)數(shù)單元前置電路整形處理，形成計(jì)數(shù)脈沖，表 頭累積顯示，也可遠(yuǎn)傳。這里需要強(qiáng)調(diào)兩種表頭磁耦 合的區(qū)別：電子表頭的信號(hào)耦合由傳動(dòng)板上嵌人的小 磁石承擔(dān)，傳動(dòng)板與探頭的間隙僅1mm，其間充滿被 測(cè)介質(zhì)；機(jī)械表頭配套的內(nèi)外耦合磁鋼間間隙也很 小，但在密封腔體外，其間無介質(zhì)。若介質(zhì)中無鐵磁 物質(zhì)，兩者無優(yōu)劣之分。

可成品油因加工與輸儲(chǔ)容器內(nèi)壁腐蝕，其中懸浮 有視力不能分辨的鐵屑微粒。盡管配套過濾器可防止 固體物質(zhì)卡住轉(zhuǎn)子，且濾網(wǎng)孔很小，但鐵微粒仍可通 過。此時(shí)用電子表頭，油品進(jìn)人腔體夾帶的鐵微粒便 可能被磁石吸引，日久便聚集到傳動(dòng)板上磁石部位很 小間隙里，造成該部位磨損損壞。此現(xiàn)象筆者尚未見 過報(bào)道，希望能引起重視。因此，介質(zhì)中若有鐵磁物 質(zhì)，宜用機(jī)械表頭。

UF- H采用石墨軸承需注意保護(hù)

在計(jì)量汽油等低黏度介質(zhì)時(shí)，若用滾珠軸承會(huì)因 嚴(yán)重磨損而影響流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)和壽命。但石墨 軸承具有優(yōu)良的耐磨性，在測(cè)量低黏度介質(zhì)時(shí)性能較 滾珠軸承優(yōu)越得多。另外，介質(zhì)中含有微粒會(huì)影響滾 珠軸承流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)，而對(duì)石墨軸承儀表影響 很小。但是，石墨軸承須在油質(zhì)環(huán)境里運(yùn)行，若置身氣 體，軸承和軸之間則會(huì)因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)而快速磨損甚至 破碎。所以，uf-：g運(yùn)行時(shí)腔體內(nèi)必須充滿介質(zhì)使石 墨軸承得到保護(hù)。若UF-n用于裝船或裝在管線末 端，送油結(jié)束后，若儀表出口無相應(yīng)背壓維持存油，會(huì) 使計(jì)量腔內(nèi)進(jìn)人空氣，易致石墨軸承磨損破碎。在儀 表出口加裝向上高于計(jì)量腔的彎管，保證腔內(nèi)始終充 滿介質(zhì)，是簡(jiǎn)單卻十分有效的措施。工藝需要對(duì)輸油 管線用水頂線處理時(shí)，水不宜直接通過流量計(jì)，浸人 石墨軸承間隙的水可能會(huì)對(duì)軸承造成損傷。用蒸汽試 漏、吹掃更是絕對(duì)不允許的。

UF- II與GE公司PLC的匹配 UF-n電子計(jì)數(shù)單元輸出（4~20)mA的電流脈沖， 可直接按圖2a連接到PLC脈沖模件IC693APU300，只 需注意調(diào)整電阻R，使脈沖的高低電平20R與4R匹配 PLC的門檻電壓即可。其他積算設(shè)備類似。

在選用機(jī)械式表頭配無接點(diǎn)脈沖發(fā)信器PG30DEP時(shí)，情況要復(fù)雜一些。GE公司PLC脈 沖模件IC693APU300的輸人阻抗很低，簡(jiǎn)單按 說明書圖2b接線，則送到PLC的脈沖幅值大大 降低，不及PLC的門檻電壓，系統(tǒng)無法取到有 效信號(hào)。按兩者I/O特性設(shè)計(jì)的接口電路如圖3 所示，圓滿解決了機(jī)械計(jì)數(shù)部件PG30DEP到脈 沖模件IC693APU300的信號(hào)匹配問題。

三、uF-n與質(zhì)量流量計(jì)的數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果

uF-n計(jì)量結(jié)果的形成 我國(guó)油品交接采用空氣中的質(zhì)量(噸），A 廠在質(zhì)量流量計(jì)檢定時(shí)已讓技術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)流量 系數(shù)F進(jìn)行了空氣浮力修正。Micro Motion的 D600配9739變送器的密度測(cè)量準(zhǔn)確度為 0.001kg/m3，也是高準(zhǔn)確度在線密度測(cè)量?jī)x。油 船裝量從數(shù)百到數(shù)千噸，最長(zhǎng)達(dá)十多個(gè)小時(shí)。就密度 溫度而言，系統(tǒng)所采數(shù)據(jù)的平均值是總體期望值的無 偏有效估計(jì)量。因此，UF- n輸出的脈沖經(jīng)PLC接收累 計(jì)后，與儀表系數(shù)及系統(tǒng)取自CMF的平均工況密度 yp工況平均值、 平均工況溫度^平均運(yùn)算，形成UF-n的工況體 積量、質(zhì)量量與標(biāo)況體積量。

p工況平均值(kg/m3)是系統(tǒng)讀取CMF測(cè)得介質(zhì)密度p 剔除粗差后的算術(shù)平均值，算法如下：

P 平均=(Zpi)/n (1)

Pj= I 平均 I <0.2p平均 (2)

P工況平均值=([Pj)/m

式中：i=1 n;j=1 m ;m<n。式（1)、式(2)為

極端情況考慮，可省略。

T平均計(jì)算方法與p工況平均值相同。各手段計(jì)量結(jié)果比對(duì) 報(bào)告形式如表1所示。表1中符號(hào)定義為：

M ：質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量值(t); V:從鍵盤輸入分析密

86 中國(guó)計(jì)量2018.5

度、油罐前后液位、罐號(hào)、罐油溫等，系統(tǒng)計(jì)算的人工 檢尺（罐量）發(fā)油量⑴；QM:UF-：n測(cè)量的工況體積Qv 用 p 工 況 平 均 值 換算后的介質(zhì)質(zhì)量（t);用T平均換算后的介 質(zhì)標(biāo)況體積^^①3)。

2.比對(duì)驗(yàn)證結(jié)果

系統(tǒng)于2015年3月到5月重點(diǎn)進(jìn)行了 107個(gè)批量比 對(duì)，因篇幅所限，僅將CMF與UF-H換算的質(zhì)量量比對(duì) 數(shù)據(jù)列于表2。CMF與UF- n的測(cè)量示值誤差均為 ±0.2%，比對(duì)結(jié)果得到了驗(yàn)證。

四、結(jié)束語(yǔ)

UF- n的Q^^CMF的驗(yàn)證，以及W、Qn對(duì)艙容表的 驗(yàn)證，對(duì)保證油品計(jì)量準(zhǔn)確，維護(hù)企業(yè)信譽(yù)起到了積 極作用。UF-H投用一年多來，在該躉船的油品交接 中，幾乎未發(fā)生計(jì)量異議。