一,、 問題的提出
計量裝車系統(tǒng)是化工行業(yè)對外銷售的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益和信譽，但是我國目前的計量裝車系統(tǒng)大多采用傳統(tǒng)的儀表計量方式，就是用DCS,、PLC或A/D接口板采集現(xiàn)場計量儀表發(fā)出的頻率,、4~20 mA或1~5 V DC信號，然后在計算機內(nèi)部根據(jù)脈沖當量或量程范圍變換成當前的瞬時流量,，然后再進行積分累積運算，從而完成裝車的計量工作,，還有的系統(tǒng)使用與計量儀表成套的批量控制器完成計量裝車任務,。
從上述計量過程中不難發(fā)現(xiàn)，這種傳統(tǒng)的計量方式存在以下缺陷：
1,、無論采用上述哪種計量方法,，都存在二次計量的精度損失。一次計量是在流量檢測儀表內(nèi)部完成的,，然后再由檢測儀表變換成電信號輸出到外界供檢測計量系統(tǒng)使用,，那么無論二次計量精度有多高，都存在一個精度損失的問題,，因此造成了不必要的二次計量精度損失,，而計量精度是裝車系統(tǒng)中的關(guān)鍵指標。
2,、計量儀表本身所具有的性能沒有充分發(fā)揮出來,。近年來隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用，極大地提高了儀器儀表行業(yè)的自動化,、智能化水平,，尤其是近些年來，數(shù)字通信和現(xiàn)場總線的興起和推廣應用,，更加速了儀器儀表的智能化水平,，許多智能化儀表不僅具有就地顯示、補償運算等功能,，而且還具有遠程數(shù)字通信的功能,。儀器儀表運用了先進技術(shù)，而與之相應的智能化的系統(tǒng)卻沒有及時跟上,，形成了儀表性能提高了,，系統(tǒng)成本沒有降低，系統(tǒng)集成仍沿襲舊的傳統(tǒng),，儀表的先進性,、方便性和靈活性沒有充分發(fā)揮出來的局面。

二,、 解決方案
針對目前計量裝車系統(tǒng)存在的缺陷,，憑借我們多年的工程實踐經(jīng)驗，和在系統(tǒng)集成方面雄厚的實力，利用數(shù)字通訊技術(shù),，成功開發(fā)出了基于紫金橋軟件的計量裝車系統(tǒng),。下面以市場上比較具有代表性的羅斯蒙特質(zhì)量流量計為例做以說明。
羅斯蒙特質(zhì)量流量計的現(xiàn)場計量儀表部分一般由一次檢測元件----質(zhì)量流量計,，智能變送器RFT9739,、RFT9701、RFT9712,，和累積計量儀表DRT,、FMS等三部分組成。智能變送器在提供了標準的4--20mA輸出和脈沖頻率輸出的同時,，還提供了標準的HART協(xié)議和基于RS-485的MODBUS協(xié)議兩種智能數(shù)字通訊,。我們開發(fā)的智能計量儀表的計量裝車系統(tǒng)就是通過智能變送器上的這兩種智能數(shù)字通訊，利用普通PC機上豐富的RS-232串口資源,，再配以RS-232變HART適配器或者RS-232變RS-485適配器,，使普通PC機與現(xiàn)場質(zhì)量流量計構(gòu)成一個智能數(shù)字通訊網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，然后使用自主開發(fā)的PC機上的通訊采集軟件包通過該網(wǎng)絡與智能變送器進行數(shù)字通訊,，使PC機獲取智能變送器中豐富的信息,，如瞬時流量、累計流量,、密度,、溫度、粘度和壓力等,，還可以監(jiān)視毫安和頻率輸出信號,、工作狀態(tài)、和故障狀態(tài)等,。
PC機與智能變送器的通訊距離可以達到1200米,，可以滿足絕大多數(shù)場合應用的需要。而且無論是RS-485還是HART都支持總線式通訊方式,，即在同一通訊鏈路上PC機可以接15臺（R-S485）或31臺（HART）智能變送器,。隨著所掛智能變送器設備的增加，PC機循環(huán)采集智能變送器的周期也相應加長,，我們以比較慢的通訊速率9600 bps為例,，采集單臺智能變送器所需要的時間約為 0.1 S ，按同時采集最多設備31臺計算,，一個固定循環(huán)周期是 3.1 S ,，這相對于裝車系統(tǒng)快速反應的要求是不能容忍的，解決這個問題的方法是在采集軟件上采取優(yōu)先算法,，即當前已裝量與設定裝車量進行比較,，凡是具有絕對最小裝車量的智能變送器具有采集優(yōu)先權(quán),。每次采集該智能變送器后只采集一臺其它智能變送器，以控制在 0.2 S 時間內(nèi)采集即將到達裝車量的智能變送器,，從而保證裝車控制的實效性,。

三、 應用效果
我們在實驗室進行了大量實驗和論證,，在一切開發(fā)研究工作完成后,，我們分別在大慶華科（集團）公司的環(huán)慶助劑廠和環(huán)宇化工廠分別進行了實際的工業(yè)實施，這兩個廠分別具有兩臺智能變送器,，負責兩條管線內(nèi)物料的裝車計量,。
在該系統(tǒng)中計算機不僅與現(xiàn)場的兩臺智能變送器進行通訊，還要為操作人員提供人機操作界面,，人機操作界面選用我公司自主開發(fā)的紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件。根據(jù)裝車控制的實際需要設定裝車量,，在計算機界面上提供自動,、手動兩種控制現(xiàn)場的閥門的開啟、關(guān)閉,，泵的啟,、停等操作。同時在軟件上增加了每一車裝車出廠計量單的打印,，并自動形成裝車操作歷史記錄,，為日后的裝車記錄檢索提供了各種手段。從裝車計量的安全性考慮,，計算機上有兩種操作級別,，普通級別是操作員，能夠完成日常的裝車計量任務和自身密碼的管理,；較高級別是系統(tǒng)管理員,，在完成普通級別操作的基礎上，能夠進行裝車操作記錄的檢索和打印,，操作員的增加和刪除,，每個操作人員允許操作范圍和密碼的設定等各種系統(tǒng)管理工作。這樣每一次裝車操作都有操作記錄,，記錄了某年月日時分秒,，哪一位操作員為哪一個單位付出了多少噸貨物，不僅如此,，在硬件設計上實現(xiàn)了室內(nèi)計量計算機如果不進入開始裝車狀態(tài),，現(xiàn)場的閥門無法進行開啟操作，進而從根本上杜絕裝車計量上的漏洞,。
通過多年的實際工業(yè)化運行證明,，不僅整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,，完全滿足裝車計量控制的需要，而且還具有以下優(yōu)點：
1,、 計量精度高,。 由于取消了二次計量所產(chǎn)生偏差，在實際的工業(yè)運行中,，在40噸/小時（約±11Kg/S）的瞬時流量下,， 每次定量裝車的偏差仍能控制在±10 Kg范圍內(nèi)。
2,、 由于采用了優(yōu)先采集算法,，大大增強了系統(tǒng)的實時性，實際工業(yè)運行表明該系統(tǒng)完全滿足裝車控制的實時性的要求,。
3,、 監(jiān)測信息量全面，充分發(fā)揮了智能計量儀表的功能,，實現(xiàn)了現(xiàn)場智能變送器可預測性維護,。
4、 與其它傳統(tǒng)形式的計量裝車系統(tǒng)相比,，降低了系統(tǒng)的復雜性和成本,，減少了敷設電纜，減少了工程量和布線負擔,，降低了整個項目的成本,，具有投資少，施工期短等優(yōu)點,。
5,、 該系統(tǒng)可以和任何DCS、PLC或其它控制系統(tǒng)并列運行,，對4~20MA模擬量和脈沖量無任何干擾,。
6、 系統(tǒng)在軟件和硬件上具有多重安全保護機制,，可以保證在裝車環(huán)節(jié)萬無一失,。
7、 系統(tǒng)構(gòu)成靈活方便,，人機界面友好,、直接。

四,、 結(jié)論
數(shù)字通信在計量裝車系統(tǒng)中的應用,，極大地提高了計量系統(tǒng)的先進性和自動化、智能化水平,，使得一些先進的算法和思想得以順利實現(xiàn),，例如：根據(jù)當前的瞬時流量自動計算提前關(guān)閉裝車閥門的時間或絕對量等,；
數(shù)字通信在計量裝車系統(tǒng)中的應用使得裝車不再是單一的操作環(huán)節(jié)，而是一個完整的計量系統(tǒng),，他可以自動生成操作記錄,，按需要生成各類報表。由此可見,，數(shù)字通信在計量裝車系統(tǒng)中的應用順應了儀器儀表行業(yè)的測量信息數(shù)字化,、檢測控制儀表智能化、控制管理集成化的發(fā)展的潮流,，使得智能儀表的性能得以充分發(fā)揮,，符合當今和未來數(shù)字化和智能化的發(fā)展趨勢。
數(shù)字通信在計量裝車系統(tǒng)中的應用是我們把計算機技術(shù),、通信技術(shù)綜合運用于自動化控制領域的一次嘗試,，也是剛剛開始，我們與國外在這方面還有相當大的差距,，今后還有相當長的路要走,。