GLZ型高压流量自控仪使用说明书.docx

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GLZ型高压流量自控仪使用说明书

GLZ型高压流量自控仪

使用说明书

安装使用产品前

请阅读使用说明书

一诺仪表

企业标准：

Q/TCEP12《GLZ型高压流量自控仪》

第1章GLZ型高压自控仪简介

1.1GLZ型高压流量自控仪

GLZ型高压流量自控仪是我公司首创的机电一体化高科技产品。

该产品集流量计量、调节控制、无线通讯于一体，无外部供电时可计量流量，有外部供电时可自动调节控制流量。

具有抗干扰能力强、控制稳定、结构紧凑、操作简便、耐腐蚀、耐高温、防结垢等特点。

GLZ型高压流量自控仪在油田高压注水、注聚工程中得到了极大的应用。

它解决了多年来油田在高压注水、注聚工程中定量注水、平稳注水及精确注水的难题，为油田减小输差、减少人力物力、提高产量提供了技术保障。

GLZ型高压流量自控仪可采用太阳能供电，无需外接电源即可实现现场计量、自动控制、远程输出与远程控制等功能，可在现场供电困难、无人值守情况下完成流量计量与控制工作，在控制室中对现场进行数据采集、数据存储、过程监控。

1.2工作原理

GLZ型高压流量自控仪由信号发生机构、控制器、执行机构三部分构成。

1.2．1、信号发生机构

信号发生机构采用经过特殊处理的叶轮、轴和轴承,提高其防腐蚀、耐高温、防结构能力。

当被测介质流过时，流体冲击叶轮产生转动，转动的叶轮与磁性芯体磁感线切割产生脉冲信号，信号经过电路处理后，传送至控制器。

可测量各种导电介质及低粘度油品。

叶轮作为信号采集可动部件，具有精度高、适应能力强、抗震能力强、可靠性好、寿命长等特点。

磁性芯体采用我公司独创，具有专利技术的插入快卸式芯体结构，可方便从表体取出，简化了流量计的周期性检定和维护工作。

1.2．2、控制器

控制器接收由信号发生机构产生信号并进行处理，计算出介质实际流量值，并与用户设定流量值进行比较。

若不符合设定要求时，控制器就会发出指令，控制执行机构，使瞬时流量值接近或等于设定值。

控制器也具有流量的配比功能。

在配比过程中，通过采集其它流量计的流量信号，乘以比例值（使用中要考虑自控仪的流量围）来控制阀门的开启和关闭，实现比例计量调节。

控制器采用备用电池与外部电源双电源供电方式。

提供外部电源时，电池供电关闭，控制器提供流量计量与流量控制及其他功能。

没有外部电源时，控制器可进行流量计量功能，保证在外部掉电状态下可以进行流量计量。

控制器电池供电采用低功耗技术，单节电池可持续工作2年，避免了电池的频繁更换。

1.2.3、执行机构

执行机构根据控制器发送的指令，通过电机的旋转调节阀门的开启度，自动调整高压注水、高压注聚流量，达到自动控制的目的。

执行机构是经过减速装置的电机驱动装置，包括电机和阀门组件（蜗杆减速-阀芯阀套和密封件）。

它具有电子位置显示、阀门位置指示、电子限位、机械限位、手动调节功能。

手动调节阀门时，由于减速装置和阀门压力自平衡系统的作用，手轮很轻，易于准确调节，省时省力。

第2章技术指标

2.1性能规格

表1性能规格

测量介质

液体

介质温度

0℃～120℃

公称通径

15mm、25mm、40mm、50mm、65mm、80mm

公称压力

16MPa、25MPa、32MPa、42Mpa；

准确度

1.0级、1.5级、2.0级

允许压差

≤6MPa

防爆等级

ExdIIBT4

输出信号

脉冲、4-20mA电流、RS485

工作电压

AC220V±10%/50Hz，DC24V±5%；

部供电：

0~50℃条件下8000小时（仅提供流量显示）

使用温度

-20℃～+50℃，常温型

-35℃～+55℃，保温型，配置保温箱

-40℃～+60℃，保温伴热型，配置保温箱

使用环境

相对湿度：

≤85%（25℃）

大气压力：

86KPa～106KPa

过程连接

GB/T9115.4-2000

2.2流量围

表2流量围

Ⅰ型

公称

通径（mm）

流量

围

（m3/h）

直式

（Z）

角式

（J）

DN25/8~12

0.1～3

√

√

DN25/12~14

0.3～6

√

√

DN25/18

1～10

√

√

DN40/18

1～10

√

√

DN40/24

2～20

√

√

DN50/18

1～10

√

√

DN50/28

2.5～25

√

√

DN65/30

3～30

√

×

Ⅲ型

公称

通径（mm）

流量

围

（m3/h）

直式

（Z）

DN25/15

0.3～6.00

√

DN25/20

0.5～10.0

√

DN25/25

0.8～18.0

√

DN40/15

0.3～6.0

√

DN40/20

0.5～10.0

√

DN40/30

1.2～24.0

√

DN50/25

0.8～18

√

DN50/35

1.55～30.0

√

注:

1、瞬时流量稳定度：

±5％2、“√”表示有此规格。

2.3扩展功能

2.3.1压力防止倒流型

压力防止倒流型高压流量自控仪具有防止倒流功能。

自控仪检测进出口压力，当进口压力低于出口压力时（此时介质会出现回流），自控仪自动关闭阀门。

采用大屏幕液晶，显示瞬时流量、累积流量、进口压力和出口压力等工作状态,当压力恢复到进口压力高于出口压力,阀门自动打开,按原来的设定流量进行控制。

表2.3.1压力采集及防倒流增加部件与配置表

序号

所需部件

备注

数量（套）

1

进口压力变送器

压力测量

1

2

出口压力变送器

压力测量

1

3

安装附件

安装配件

1

2.3.2GPRS数据远传型

GPRS模块可实现远程数据的传输。

自控仪在现场工作时，可通过控制室，远距离查看自控仪瞬时流量、累积流量等状态，并根据所需流量通过GPRS设定现场自控仪，进行远程控制。

表2.3.2GPRS数据远传增加部件及配置表

序号

部件

备注（数量为套）

1

GPRS模块/无线模块

1

2

安装附件

1

2.3.3自备电源型（太阳能供电）

对于不具备AC220/DC2V外供电电源的场合，自控仪可通过自备太阳能电源系统供电。

现场流量调节采用低功耗的驱动技术，在光照不足的情况下,太阳能供电系统可确保自备电源能够满足自控仪5天工作时间，在此时间，自控仪可正常进行调节操作。

2.3.3太阳能供电增加部件与配置表

序号

部件

备注

数量（套）

1

YNS供电系统

供电

1

2

3024太阳能充电控制器

控制

1

3

安装附件

安装

1

第3章选型

基本型号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

说明

计量方式

公称通径

结构形式

公称压力

材质

电气防护

准确度

供电方式

控制方式

输出信号

阀门形式

使用温度

GLZ

-

高压流量自控仪

Ⅰ

叶轮式（有可动部件）

Ⅱ

旋涡式或电旋式（无可动部件）

Ⅲ

电磁（无剪切）

15

公称通径mm15

25

公称通径mm25

40

公称通径mm40

50

公称通径mm50

65

公称通径mm65

80

公称通径mm80

Z

直式

J

角式

F

分体式

16

公称压力Mpa：

16

25

公称压力Mpa：

25

32

公称压力Mpa：

32

42

公称压力Mpa：

42

G

碳钢

S

304不锈钢

P

普通型

B

隔爆型

1

准确度1级

1.5

准确度1.5级

2

准确度2级

T

自备太阳能电源或DC24V

A

AC220V

1

常规控制

示例：

GLZ-I25Z32GB1.0A1IH2

选型：

GLZ-型高压流量自控仪、I-叶轮式、25-公称通径为25mm、Z-直通式、32-公称压力为32MPa、G-材质为碳钢、B-隔爆型、1.0-准确度1.0级、A-电源AC220V、1-控制方式为常规、I-20mA输出、H-环形调节阀、

2-使用温度：

-35℃～+55℃（保温型）

2

压力采集与防止倒流

4

压力采集（单压力）

F

脉冲输出

I

4-20mA电流输出

R

RS485输出：

YN2005协议

M

RS485：

ModbusRTU协议

W

无线输出

G

GPRS型

C

CDMA型

H

环形阀调节

V

锥形阀调节

O

无剪切调节阀

1

-20℃～+50℃，常规型

2

-35℃～+55℃，保温型

3

-40℃～+60℃，保温伴热型

第4章安装

4.1直式安装尺寸

图4.1直式尺寸

表4.1直式安装尺寸

公称通径

（mm）

公称压力

（MPa）

L

H

D

K

d

n

c

备注

15

16

400

252

120

82.5

22

4

22.5

26

400

252

120

82.5

22

4

22.5

25

16

480

280

150

101.5

26

4

29

26

480

280

150

101.5

26

4

29

40

16

480

290

180

124

29.5

4

32

26

480

290

180

124

29.5

4

32

50

16

480

310

215

165

26

8

38.5

26

480

310

215

165

26

8

38.5

32

48

310

325

171.5

29.5

8

44

65

25

500

320

265

197

32.5

8

57.5

4.2角式安装尺寸

图4.2角式安装尺寸

表4.2角式安装尺寸

公称通径（mm）

公称压力（MPa）

L

D

K

C

n

d

H

D1

K1

C1

n1

d1

H1

25

16

170

140

101.5

29

4

26

176

140

101.5

29

4

26

350

26

276

140

101.5

29

4

26

176

140

101.5

29

4

26

350

50

16

150

215

165

38.5

8

26

176

170

130

28

6

24

350

26

150

215

165

38.5

8

26

176

170

130

30

6

24

350

32

150

235

171.5

44

8

29.5

176

170

130

40

6

24

350

42

185

235

171.5

48

8

29.5

190

210

158

45

6

29.5

450

65

25

230

245

190.5

41

8

29.5

213

245

190.5

41

8

29.5

450

4.3、分体式自控仪安装尺寸

图4.3分体直式自控仪尺寸

表4.3分体直式安装尺寸

公称通径

（mm）

公称压力

（MPa）

L

H

D

K

d

n

C

备注

25

16

500

350

150

101.5

26

4

29

25

500

350

150

101.5

26

4

29

40

16

560

350

180

124

29.5

4

32

25

560

350

180

124

29.5

4

32

4.4执行器安装示意图

图1

图2

图3

4.5自控仪安装示意图

图4.5.1直式自控仪安装示意图

图4.5.2角式自控仪安装示意图

4.6、安装说明

1、选用自控仪时，要根据公称通径、公称压力、流量围、被测介质的温度和性质来选用。

2、该产品应无应力地安装于管系，不应受管系的膨胀、收缩、变形及振动的影响，并且要安装、拆卸和操作方便，尽量避开强磁场的干扰。

3、该产品可装在水平和垂直管系中，上、下游要有一定的直管段，上、下游直管段长度不应少于10倍DN（DN为公称通径）。

4、管线中的介质流向应与自控仪壳体上的所示流向一致。

5、新管线在使用前，应先打开旁路，把介质中的杂物排掉，若介质中杂质较多，应在自控仪前安装过滤器。

6、自控仪电气连接：

6.1现场AC220V电源经滤波后，接入仪表接线端L（火线）,N（零线），并保证仪表壳体可靠接地（＜0.3Ω）。

6.2.直流24V电源或电瓶，使用线径不小于1.0mm2长度不大于30米的导线分别接入仪表的24V+（红色）和24V-（黑色）。

7、自控仪与外部电源通过防爆接头连接，防爆接头的螺纹标准为G1/2′。

8、安装直通焊接式自控仪时，焊前应将阀套和叶轮支架或电旋芯体取出，以防密封件受热老化。

9．防护部件的安装，严格按部件的安装指导说明书实施安装施工，如保温箱，压力变送器等。

第5章GLZ高压流量自控仪的使用

5.1.流量的设定

GLZ流量设定有两种操作方式：

加移位方式

在流量计量界面时，同时用手遮挡

键和

键进入瞬时流量的设定状态此时光标位于左侧高位,处于闪动的数据位是修改位,用手遮挡一次

键,数据增加1,数据过9回0,当得到所要的数据后,停止增加,手遮挡

键,光标向左移动一位,按上述方法修改第2位。

其他位的修改按上述方法依次进行，数据修改完成后，停止键盘操作，30秒后自动退回到计量界面。

加减方式

计量界面时，首先在按键处遮挡一下

键，

a、如果要增加设定值，在按键处遮挡一下

键，设定值增加。

增加至需要的数值时停止操作，30秒后自动退回到计量界面。

b、如果要减少设定值，在按键处遮挡一下

键，设定值减小。

减小至需要的数值时停止操作,30秒后自动退回到计量界面。

例如：

此时屏幕上屏出现上次的设定值参数“05.0”，“05.0”表示5.0m3/h。

这时在按键处遮挡一下

键，设定值增加,遮挡一下

键，设定值减小。

调整至所需设定量后，停止键盘操作，30秒后自动退回到计量界面。

5.2工作过程与指示

红色电源指示灯

红色电源指示灯点亮表示外部驱动电源（AC220V或DC24V）接通，高压流量自控仪的控制部分工作正常。

开限位

在瞬时流量设定后，控制阀按照设定量进行调节，如果设定量大于瞬时流量，进行开阀门调节，若控制阀开到全开位置时，瞬时流量仍小于设定流量，信息栏显示“开限位”，控制阀停止调节，进入‘开限位’状态。

可能原因是用户注水系统的注水压力与井下压力的差值过小，导致瞬时流量最大值小于设定流量值，注入工作无法进行。

开限位解除

当控制阀离开全开位置处时，开限位状态自动解除，开限位标识消失。

关限位

当控制阀位于全闭位置时，信息栏显示“关限位”,表示控制阀已处于全闭状态，阀门已关死。

关限位解除

当控制阀离开全闭位置时，关限位状态自动解除，关限位标识消失。

5.3、高压流量自控仪的标定

自控仪出厂前已经过标定，可直接安装使用，其准确度可查看随表合格证。

在使用过程中，若需要重新检定仪表准确度，可按照以下步骤操作。

准备工作：

在标定装置上安装固定需要标定的自控仪，拧开表头的前盖以便按键操作。

标定步骤如下：

1.1第一点标定：

建议第一点标定流量为满量程的50%。

如：

满量程流量为6m3/h，第一点标定流量选择3m3/h。

容器法：

流量计累计清零，打开阀门，当达到所需的标准容积示值时，关闭阀门。

自控仪瞬时显示回零后，记录标准容器示值V。

和流量累计示值V1，并计算KX

KX＝V1/V0……………

（1）

1.2修改基本系数：

按住“

键”进入修改“21-流量系数”，屏幕下方显示为流量原系数K0，新流量系数KN为

KN＝K0*KX……………

（2）

计算新流量系数KN，并用新流量系数代替原流量系数K0

1.3选取其它标定点，重复第1.2步，如果各点误差在标称误差围，操作完毕，直接进入第1.7步。

如果误差较大，则进入第1.4步进行线性标定。

1.4逐点标定：

任意选取一点进行流量标定，或用标定点百分比，根据满量程，求取5个标定点中的几点进行标定。

流量标定0＝满量程流量×标定点百分比1

流量标定1＝满量程流量×标定点百分比2

流量标定2＝满量程流量×标定点百分比3

流量标定3＝满量程流量×标定点百分比4

流量标定4＝满量程流量×标定点百分比5

按上面的标定点进行逐点标定，记录各点的标准容器示值V0和自控仪示值V1，并计算相应的误差（见公式1），如该点误差在标称精度，直接标定下一流量点，如果精度超差，进入1.5。

1.5逐点修改系数：

遮挡一下“

键”,键入密码”2000”,进入流量系数修改，此时显示屏的下方弹出流量系数，且上屏显示“流量系数X”。

如果第二行数据栏的数据不闪动,则遮挡一下“

键”,显示为闪动“流量系数X”，此时第二行显示值为该流量标定点对应流量系数K0，按照公式

（2），计算出新流量系数KN。

用新的系数KN代替原来的系数K0。

修改完毕，按“

键”返回，并由“保存退出”处退出，由其他显示容处退出数据无法保存。

1.6重复第1.4、第1.5，直至标定到5点标定完毕，进入下一步。

1.7由“保存退出”处退出，标定完毕。

第6章信号输出

高压流量自控仪信号输出有有线连接和无线通讯两种方式。

有线连接有三种输出方式：

两线制4-20mA电流输出（无源-外部供电）、

三线制脉冲输出、

RS485通讯,

无线通讯有:

GPS（5公里以）、GPRS/CDMA通讯（远距离）。

6.1电流输出：

外部提供电压：

DC24V

输出电流：

4-20mA（0m3/h～流量满量程）

负载电阻：

0-600Ω

基本精度：

±0.5%

响应时间：

＜5秒

选择两线电流（无源-外部供电）输出时，要连接下面的端子

1、I+：

连接外部提供DC24V电源的正端

2、I-：

连接外部接收设备的电流输入端（应为对地取样电阻）

6.2脉冲输出：

外部提供电压：

24VDC

输出脉冲幅值：

低电平：

＜1.5V；

高电平：

＞22.5（＞90%电源电压）

负载：

＞10KΩ

选择三线制脉冲输出时，要连接下面的端子

1、+：

24VDC，连接外部24VDC电源的正端

2、-：

GND，连接外部24VDC电源的负端

3、P：

连接外部接收设备的频率输入端

脉冲输出接线示意图

6.3RS485通讯：

自控仪可通过RS485串行通讯与现场用户设备RTU或采集计算机通讯，也可通过无线或GPRS与远程用户计算机通讯

1、A:

串行通讯A

2、B:

串行通讯B

6.4无线通信及GPRS/CDMA

无线数据传送,它主要应用在中短距离的数据双向传送,它不需要网络的支持,没有网络通讯费用，适合几十公里数据的采集与控制。

GPRS/CDMA是移动通讯提供的一种有偿服务,是一种报文分组无线传输业务,通过这种方式实现了仪表的网络化功能.实现远程数据的下载与上传。

适合超远距离数据采集、控制。

CDMA无线连接示意图

RS485通讯

6.5RS485通讯协议

GLZ高压自控仪RS485通讯可读取数据包括:

瞬时流量、累计流量、设定流量，入口压力,出口压力。

可写入数据:

设定流量。

GLZ高压自控仪采取了三种通讯协议：

一诺协议YN-V3、YN-05和标准通讯协议MODBUS-RTU-GLZ-V3.00，YN-V3协议向前兼容YN2005协议。

6.5.1.通讯协议YN-V3

1、默认串口设置

8，N，2，1200

8：

8位数据位

N:

无校验

2:

2位停止位

1200:

波特率1200（波特率围0600~4800,建议使用低波特率）

2、协议采用主从结构发送数据，数据格式采用BCD码，主机（RTU）可发送两条命令，每条命令有2种数据返回模式

命令发送

命令1.数据请求巡检命令（RTU发送）

1B

2B

3B

仪表地址

5A

AA

例如,发送：

015AAA

表示：

读取设备地址为01的数据

命令2.设定流量命令（RTU发送）

1B

2B

3B

4B

5B

仪表地址

5B

数据低字节

数据高字节

AA

例如,当从上位机发送设定流量：

015B4603AA

表示：

向设备发送设定流量值：

3.46m3/h，

数据返回

对应上述两条命令，从机（自控仪）响应，返回17个字节长度BCD码格式的返回包，有2种返回模式

模式0：

应用于太阳能供电产品

1

2-3

4-5

6-10

11-12

13-14

15

16

17

仪表

地址

瞬时

流量

流量

设定

累计

流量

电瓶

电压

压

力

限位

/小数

模式0

结束符

BB

模式1：

应用于交流供电产品

1

2-3

4-5

6-10

11-1