双声道超声波流量计说明书Word格式.docx
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0.2%
电子机盒
防护等级
IP68
电源
5~24V直流,0.5A.
电气接口
防水头2×
M20×
1.5
LCD显示
段码式
键盘输入
4键
输入输出信号
串行通讯
RS485/RS232,MODBUS协议,TTL.
流量输出
自供电4-20mA输出,或0~5V脉冲输出.
2ZK-JS100安装
2.1安装准备
安装ZK-JS100流量计之前应当对测量点的管道位置,管道参数及流体特征等信息有一个比较全面的了解,对供电,显示信息,输出信号连接以及系统维护等做一个计划。
选择流量计安装位置的主要原则是安装点上游应有至少10倍管径的直管,下游至少有5倍管径的直管。
另外要特别注意尽量远离泵,阀门和排泄口等容易产生强湍流或气泡的位置。
图2-1中标示了一些适于安装和不适于安装的管道位置。
图2-1:
ZK-JS100流量计传感器安装点的选择。
2.2接线说明
ZK-JS100流量计的传感器和电子机箱是完全一体的结构,电子机箱无需另外固定,传感器电缆也已预先连接好,只需连接电源,通讯和流量输出电缆。
连接端子的位置请参考图2-2的标注和说明。
图2-2:
流量计机箱内接线示意图
。
DC24V:
5V直流电源输入,+正极,-为负极
IOUT:
4-20MA电流输出正极
COMM:
4-20MM电流输出负极
TRX+:
RS485通讯接口正极
TRX-:
RS485通讯接口负极
3PT-SCAN软件操作
3.1PT-SCAN软件安装
PT-SCAN软件运行于MICROSOFTWINDOWS环境,具有中文和英文两种语言选择。
每一台ZK-JS100流量计都配有PT-SCAN安装CD盘,也可以从网站我www.LF.net下载最新的版本。
PT-SCAN的安装过程与常用PC软件相同。
安装环境的最低硬件要求是:
INTELPENTIUM3以上处理器,256MB以上内存。
支持的操作系统:
WINDOWS98,2000,XP,VISTA。
3.2PT-SCAN主功能菜单
语言选择:
中英文双语界面显示,点击”English”选择英文版,点击”中文”选择中文版.
联机与脱机运行:
联机模式:
点击”联机”按键后,PT-SCAN具有波特率自检功能,开始尝试与流量计进行通讯,同时右下角进行20秒联机倒计时,如果该段时间内联机不成功,则会弹出相应的操作提示窗口。
如果联机成功,则进入联机模式,该种模式下,PT-SCAN将首先读取上次保存在流量计中的参数,然后实时对流量计各项输出参数和流量计工作状态进行监控,如果是第一次使用或是在新的测量点安装,除了可以用键盘,还可以在该模式下对流量计各项参数进行配置,配置将永久保存在流量计中,直到使用者再次修改。
脱机模式:
点击”脱机”按键后,PT-SCAN进入脱机模式,该种模式下,软件不与流量计进行联机,用户通过软件计算流量计各项参数,然后再通过键盘输入到流量计中。
通讯设置:
在”通讯设置”窗口中用户可以对通讯参数进行设置,端口号由用户所使用的电脑而定,最大速度应与流量计设置的最大速度保持一致,流量计出厂设置为38400.
3.3安装配置功能(SETUP)
流量计配置界面只需对流体介质进行设置.
注意!
“管道”模块,”传感器”模块输入被禁止,此时说明是管段式流量计,无需对其进行设置,是流量计内部默认参数
流体:
“流体类型”是指所要测量的是何种流体,用户可以在下拉菜单中选择所测的流体类型,此时”流体声速”和”流体粘性”两项由软件自动给出。
如果流体种类不在下拉菜单中,可选择”其他”项,用户需要手动输入”流体声速”和”流体粘性”两项。
“流体声速”是指超声波在所要测量的流体中的传播速度。
”水(20)”项,是指所测水温在20度左右.
”水”项,需要在水温一栏中键入所测量水的当前温度.
密码:
在流量计进入键盘操作的时候,要求用户输入密码,以防无关人员误操作,这里可以设定该密码.
单位制:
单位制有”公制”和”英制”两种,当选择”公制”时,声速的单位采用米/秒,管道尺寸单位采用毫米,而当选择”英制”时,声速单位采用英尺/秒,管道尺寸单位采用英寸。
发送:
是指将修改结果发送到流量计,如果不发送,那么流量计将得不到设置的结果,也不会保存修改.
接收:
是指读取流量计当前的设置,当流量计通过键盘直接修改了”下载配置”信息,而不是通过PT-SCAN进行修改,则读取时软件会提示。
3.4流量输出设置功能(FLOWCONFIG)
流量单位设置:
“流量单位”是指流量计和PT-SCAN软件涉及流量时统一采用的单位.
累积输出设置:
“累积单位”是指累积量的体积单位。
流量范围设置:
“测量类型”是指管道中的流体流动的方向。
“最大流量”是指超声波流量计上箭头方向的最大流量,选择”测量类型”后,该值由软件自动给出。
“最小流量”是指超声波流量计上箭头反方向的最大流量,选择”测量类型”后,该值由软件自动给出。
”测量类型”设置完成后,必须重新起电,新的设置才能生效!
ZK-JS100超声波流量计具有将瞬时流量转换成脉冲输出或电流输出的功能,但是同时只能有一个模块可用,此选项在流量计出厂时已根据用户选择设置好。
脉冲输出设置:
“K值”指的是每脉冲输出对应流过的体积值(单位:
升),用户根据需要设置该值.但此时应注意,”最高频率”根据所设定的”K”值自动给出,所以应避免最高频率超过5000HZ.
截止量:
“低流量关断数”是指设定流量计将绝对值低于该数的流量作零处理。
“低信号关断数”是指设定流量计将信号强度低于该数时的流量作零处理。
阻尼系数:
该值范围从1-60,该值越大,响应速度越慢,流量越平滑,该值越小,响应速度越快,流量读取灵敏性越高.
窗口时间:
该值范围从1-100,当阻尼系数值为60,而流量值波动依然较大时,可以设置该值,再次平滑流量.
4-20MA:
当选择电流输出时,须校正瞬时流量所对应的电流输出值,用户须设定输出电流范围,一般最大20MA,最小4MA,再设定两个电流对应的流量即可。
3.5流量计校准功能(CALIBRATION)
零点较准:
当流量计第一次安装到管道上时,如果条件允许,可以对流量计的零点进行校准,使到流量计在零流量时的测量值也为零.校准时,只需点击”零点校准”按键,等待PT-SCAN软件提示校准完成,此时再点击”发送”按键将结果发送到流量计.
零点校准优先于流量校准!
流量校准:
当流量计第一次安装到管道上时,由于所采用管道参数,流体参数等重要参数可能跟实际有偏差,造成测量出来的流量值跟实际管道的流量有一定的偏差,这时如果条件允许,可以对流量计进行线性校准,校准时,尽量使管道当前的流量接近流量计所能测量的流量上限,点击”流量校准”按键,等待PT-SCAN软件提示校准完成,然后再在”实际值”一栏填入当前管道的实际流量值,点击”发送”按键将结果发送到流量计.
4-20电流环校准:
由于各自的电路差异,当流量计输出某电流值时,客户端读到的电流值可能会有一定的差异,本模块用来校准流量计电流输出值与客户端实际读值的误差,比方说,当要进行校准时,先选择仿真功能,设定”高电流”项为20,点击”输出”按键,这时流量计直接输出20mA,客户端读取实际电流值填入”实际高电流”一栏,设定”低电流”项为4,点击”输出”按键,这时流量计直接输出4mA,客户端读取实际电流值填入”实际低电流”一栏,完成以上操作,再选择”校准”功能,点击”电流校准”按键完成校准.
3.6监控功能(MONITOR)
PT-SCAN软件提供监控功能,并将声道1和声道2流体中声速,管道流速,上下游信号的变化通过曲线图实时反映出来。
如上图所示,图中左边的曲线图,黄色线是管道流量的变化曲线,窗口显示的上下限流量是正负12m/s,红色线表示流体中声速,窗口显示的上限速度是1700m/s,下限速度是1300m/s,中间线是1500m/s。
右边曲线图是上下游信号变化图,其中是红色线表示的是上游信号,黄色线表示的是下游信号,当信号峰峰值等于显示窗口高度时,信号达到最大。
正常工作情况下,所显示的波形应该规则,无跳动,波形幅值变化幅度较小。
另外,监控窗口还监控以下参数:
频率:
当前脉冲输出值,此值随流量的变化而变化。
电流:
当前电流环输出值,此值随流量的变化而变化。
雷诺数:
流量计计算的流体雷诺数。
平均流速:
测量点流体通过管道的平均流速。
正累积:
正向流量的累积容积量。
负累积:
负向流量的累积容积量。
传播时差:
当”传播时差”示数波动太大时,流量及流速波动也会变大,出现这种情况说明信号质量太差,可能是管路条件差,探头安装不合适或者参数输入有误。
在通常情况下,”传播时差”的波动应小于正负20%,但当管径太小或流速很低时,时差的波动可能稍大些。
信号起始点:
回波信号的起始位置。
增益:
信号越强,该值越小,该值变化范围为0~64。
信号强度:
信号越强,该值越大,如果小于55以下说明信号比较弱。
很难满足测量要求,大于55一般情况下基本能满足测量要求,达到最大值100时,说明信号非常强,能获得较好的测量数据。
流体声速:
流量计计算的声波在流体的实时传播速度。
剖面系数(Profile_fctr):
流场曲面系数。
水温:
该值是根据测量的参数反算出来的结果,大小应与实际测量水温相差不大。
“文件”菜单中,”保存配置”将保存PT-SCAN软件的所有配置成一个文件,存放在电脑上,”装置配置”将保存在电脑的配置导入到PT-SCAN软件.
3.7嵌入式软件升级
ZK-JS100超声波流量计采用在应用编程技术,实现通过串口更新流量计内部固件程序,操作方便,快捷。
具体操作软件界面已经说明。
4ZK-JS100面板操作
ZK-JS100操作面板可实现PT-SCAN软件的部分功能,如查看流量计算结果,累积器清零,更改设置等。
4.1-ZK-JS100面板构成
ZK-JS100操作面板由段码和4键键盘构成
ZK-JS100键盘由4键组成:
MD:
模式选择键
ENT:
选择接受键(回车键)
上:
选择查看项目,或更改数位数值
右键:
选择数位
ZK-JS100LCD显示和键盘操作菜单
按下MD键后可通过上下键选择以下模式和菜单:
F
流量
∑
累积量
StAtE
(运行状态)
4.1密码输入
为了避免无关人员误操作,用键盘进行参数设置时,部分选项要求密码输入,此密码可以在PT-SCAN软件”配置”窗口修改,密码位数为4位,出厂设置为0000.输入完毕后,按下”ENT”键确认,如果密码输入正确,则进入相应的操作界面,如果不正确,液晶显示”Err”提示重新输入密码,再次按下”ENT”键重新输入密码.
4.2参数设置
液晶菜单显示总共有八个模块,分别是:
rES-t,rESUL,StAtE,F-t,F-cFG,cALib,rEcoU,sEtUP正常运行情况下,液晶处于F-t模块,显示流量和累积值,按下”MD”键可以进入模块切换界面,通过上下键来选择要操作的模块,然后按下”ENT”键进入.
当前模块设置完成后,按”MD”键回到模块切换界面,再按”MD”键,液晶会显示”S-ny”提示是否保存修改过的数据,选择”n”则不保存,选择y则保存.
4.2.1F-cFG(流量配置)
F-Uni(流量单位类型):
1.M3/h(立方米/小时)
2.kg/h(千克/小时)
3.t/h(吨/小时)
dir-t(测量类型):
1.o-d(单向)
2.b-d(双向)
如果管道流体流动方向在测量过程中有可能发生改变时,必须选择”b-d”测量方式.如果流体只朝一个方向流动时,则按流量计上方向指示牌安装,选择”o-d”.
bAUd(波特率):
9600
19200
38400
baud指流量计和PT-SCAN软件的通信速度,一般情况下可设置38400,
如果通信频繁出错时,可减小通信速度.
id(设备号):
范围:
1-255
id指modbus通信协议的设备号,用于支持流量计组成流量监控网络,以支持第三方软件开发.
其余各个参数的使用,具体请参考PT-SCAN软件”流量输出配置”项的说明!
4.2.2SEtUP(快速配置)
对于一般的应用,用户可以通过此模块设置一个参数,就可以进行流量的测量
1.FLUid(流体选择),选择所测量的是何种液体.
otHEr(其他)
S-20(20度水)
S
SEA(海水)
Ero(煤油)
GASoL(汽油)
FUEL2(燃料油#2)
crUdE(原油)
ProPA(丙烷)
bUtAn(丁烷)
当所测流体不是以上选项时,须选择”otHEr(其他)”项对流体的参数进行输入,该选项下有两个参数,UoS(超声波在当前流体中的传播速度),UiS(当前流体的粘度),这两个参数的数值可根据当前流体类型在附录表中查到.
4.2.3StAtE(运行状态)
“运行状态”指示流量计当前的工作状态,具体说明如下:
f-r:
流量输出配置错误,出现该指示,说明F-cFG菜单项保存的数据可能丢失,需要用户重新设置.
s-r:
保存数据出现错误,出现该指示,说明流量计保存数据过程可能出现问题,需要用户重新进行保存.
c-r:
配置错误,出现该指示,说明PT-SCAN软件”配置”项的数据可能丢失,当用户使用SEtUP设置流量计时,该错误不影响当前测量,但用PT-SCAN软件读出来的”配置”项数据可能不正确.
cal-r:
校准错误,出现在该指示,说明cALib菜单项保存的数据可能丢失,需要用户重新设置.
cfg-r:
下载配置出错,出现该指示,说明需要重新设置PT-SCAN软件的”配置”项或者流量计的SEtUP菜单项,该数据丢失将可能使流量不能正常工作.
fac-r:
内部设置错误,出现该指示,说明流量计的内部参数数据出现丢失,该错误可能使流量不能正常工作,一旦出现内部设置数据丢失,请联系厂家或者代理商.
i-r:
电流输出超出范围,出现该指示,说明当前测得的流量超出了4-20对应的流量范围,也有可能是f-r,cal-r引起的.
p-r:
频率输出超出范围,出现该指示,说明当前测得的流量超出了频率范围对应的流量范围,也有可能是f-r,cal-r引起的.
no_s:
无信号,出现该指示,说明流量计接收不到超声波信号,这将使流量计无法进行测量.这可能是SEtUP项设置不正确,也有可能是所测液体粘体太大,超声波信号衰减过大,或者超声波传感器损坏造成.
4.3快速使用指南
4.3.1使用键盘
1.进入SEtUP菜单项设置所测流体介质.
2.进入到RunState查看是否有错误信息指示,如果有,则需要处理完各项错误后才能继续进行.
3.确认流量计各项状态正常,进入F-cFGF-Uni设置流量单位时间.
4.如果条件允许,可以进行零点校准和流量系数的校准,具体请参考”仪表校准”的说明.
4.3.2使用PT-SCAN软件
1.连接流量计,连接成功后,进入”配置”项设置流体参数,发送设置到流量计
2.进入”声道1“,”声道2“界面查看各项监控参数,监控界面如果无错误指示,则可以继续设置.
3.进入”流量输出设置”设置时间单位等参数.
4.如果条件允许,进入”校准”界面,先在液体静止状态下进行零点校准,然后在较高流量点进行流量系数校准.
4.4ZK-JS100输出校正
flow_fctr(流量系数):
由于受各种测量参数准确度的影响,测得的流量值跟实际流量值可能有一定的标差,如果知道系统当前的实际的流量,便可以利用此参数进行校准,校准时,如果条件允许,应先校准零点,再在较大流量点将cal_factor置1,等待测量值稳定后读取流量值,实际流量值除以读取的流量值,便得到流量系数.
zero_calib(零点校准):
Set(校准零点)
Clear(清零校准)
进行零点校准时,必须明确管道内流体处于静止状态,选择”Set”项进行校准,当流量计在新的测量点测量时,如果管道内流体无法处于静止状态时,需选择”Clear”项清零校准值而不进行零点校准。
20mA_flow,4mA_flow两个参数是4-20电流环对应的流量范围,其中20mA_flow表示输出20毫安电流时表示的流量,4mA_flow表示输出4毫安电流时表示的流量,一般为0,即如果读得电流数为4毫安,则表示此时流量为0。
注意:
电流环对应的流量范围不能过大,流量范围越大,电流表示的流量刻度随着变大,误差也就越大,所以一般20mA_flow设置尽量与正常工作最大流量相符即可。
.
5
ZK-JS100通讯
5.1ZK-JS100通讯协议
字符格式:
1开始位,8数据位,0奇偶位,1停止位
波特率:
96001920038400
TF180采用简化的ModBusRTU通讯协议,仅采用03,10功能码,每个寄存器为16位数,各个数据类型占用寄存器数如下:
1.浮点数占用2个寄存器,低16位在前,高16位在后
2.长整数占用2个寄存器,低16位在前,高16位在后.
TF180提供以下消息帧与外部进行通信.默认从机地址为0x01。
可以用键盘在F-CFG模块修改从机波特率和从机地址
读保持寄存器
地址
功能
数据
CRC校验
开始地址
寄存器数
01
03
高字节
低字节
流量计应答:
CRC校验
数据字节数
信息
n(8bit)
寄存器数据
注:
以下用到数据均为十六进制数
例如:
要读取开始地址为7301的2个寄存器数据.主机发送如下数据:
01031C84000283B2
由表可知,开始地址为7301的寄存器存储的是长整型数,假设该寄存器的值为2,则从机将发回以下数据:
010304000200005BF3
写保持寄存器
字节数
信息数
10
n
nbytes
流量计应答:
低字节
假设向开始地址为7301的长整数写入2则主机发送如下数据:
01101C8400020400020000C33C
此时TF180返回如下数据:
01101C8400020671
错误处理消息帧:
代码
数据
11
代码+80
错误代码
CRC字
意思
不支持此功能
02
寄存器地址不可得
5.2MODBUS通讯地址表
计算结果信息
基地址8001
寄存器可读不可写.
数据类型
寄存器说明
8001
浮点数
瞬时流量,单位:
升/秒
8003
平均流速,单位:
米/秒
8005
流体中心流速,单位:
8007
声波在流体中的传播速度
8009
雷诺系数
8011
剖面系数
8013
传播时间差
8015
上游传播时间,单位:
微秒
8017
下游传播时间,单位:
8019
信号强度,范围:
0~100
8021
信号裕度
8023
信号差别
8025
信号增益
8027
上游信号信噪比
8029
下游信号信噪比
8031
净累积量
8033
正累积量
8035
负累积量
基地址10001
输出校准信息.
寄存器可读可写.
10007
脉冲输出上限
10009
手动输出电流的值
10011
电流流量校准AA
10013
电流流量校准BB
10031
电流校准AA
10033
电流校准BB
10035
最小流量
10039
最大流量
10043
流量系数
10045
零点值
10151
长整数
电流输出类型=0输出流量对应电流值=1手动输出电流值
输出结果信息
基地址11001
11001
取决流量输出配置中选择的单位
11003
11005
净累积量,单位:
11007
正累积量,单位:
11009
负累积量,单位:
11011
电流环输出值,随流量变化而
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