多通道氣體流量計(jì)算機(jī)的研制.pdf

1、近年來(lái)，隨著國(guó)家天然氣輸送管道的大量建設(shè)，貿(mào)易用氣體流量計(jì)需求量大增。本文在閱讀了國(guó)內(nèi)外氣體流量計(jì)算機(jī)文獻(xiàn)和分析相關(guān)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)多功能、低成本、可組態(tài)的氣體流量計(jì)算機(jī)。
　　 本文主要內(nèi)容如下:
　　 1、實(shí)現(xiàn)高精度壓縮因子算法SGERG-88、AGA8-92DC的快速算法，并完成測(cè)試，達(dá)到計(jì)量要求;
　　 2、提出了基于內(nèi)含矢量浮點(diǎn)單元VFP的S3C6410X微處理器Embedded Linux平臺(tái)

2、、總線互聯(lián)、多插卡式流量計(jì)算機(jī)的硬件架構(gòu);
　　 3、研制了流量計(jì)算機(jī)的原理樣機(jī)，包括CPU卡、底板、流量卡硬件設(shè)計(jì)和主體軟件設(shè)計(jì)，并完成了樣機(jī)的部分功能測(cè)試;
　　 4、完成基于Modbus/TCP、Modbus協(xié)議的設(shè)計(jì)，分配寄存器地址，實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議。
　　 本文主要特色或創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1、選用國(guó)標(biāo)《GB/T17747-2011天然氣壓縮因子的計(jì)算》中的AGA8-92DC和SGERG-88高精度

3、壓縮因子算法，壓縮因子計(jì)算精度可達(dá)到±0.1％以上，但計(jì)算量很大;本文在保證精度的條件下，對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算速度得到提高;
　　 2、應(yīng)用S3C6410X中矢量浮點(diǎn)協(xié)處理器VFP11，進(jìn)行壓縮因子算法中雙精度浮點(diǎn)數(shù)的硬件高速運(yùn)算，計(jì)算速度提高約2倍，提高了流量計(jì)算機(jī)處理多通道采樣數(shù)據(jù)時(shí)的實(shí)時(shí)性;
　　 3、多功能流量采集卡的設(shè)計(jì)。每張采集卡能夠接收一個(gè)流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)上用于計(jì)算體積流量或熱量計(jì)量所需的完整測(cè)量信號(hào)，包括溫度、

4、壓力、各種流量計(jì)的輸出信號(hào)以及色譜儀的成分輸出信號(hào);內(nèi)含美國(guó)TI公司的16位低功耗微處理器MSP430F5438，具有獨(dú)立計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多通道并行計(jì)算模式，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的同時(shí)，減輕主微處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)。與目前國(guó)內(nèi)外流量計(jì)算機(jī)采用按信號(hào)分類的輸入卡比較，多功能流量卡可以簡(jiǎn)化上位機(jī)的配置軟件，方便故障查詢、隔離、故障時(shí)流量卡的更換,以及硬件冗余功能的實(shí)現(xiàn);
　　 4、天然氣熱值的計(jì)量功能。流量計(jì)算機(jī)能根據(jù)各組分的濃度和已知組