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天津大学硕士研究生毕业论文


水表自动检定装置与管理信息系统的研究

Research on Water Meter Automatic Calibration
Device and Management Information System
（申请硕士学位）













专 业： 检测技术与自动化装置
研 究 生： 孙 梅 娟
指导教师： 张 涛教授


天津大学电气与自动化工程学院
二零零五年十二月
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
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书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
作了明确的说明并表示了谢意。


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签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日
摘 要
随着水资源的短缺，自来水的准确计量问题越来越受到重视。水表计量检
定站在水表的准确计量检定方面发挥着非常重要的作用。目前水表检定站采用
人工抄表、计算误差、处理数据，检定精度和效率低下，并且历史数据亦以纸
质文件的形式保存，使得在检索过程中浪费了大量的时间，不能及时给用户和
上级提供检定资料和各种数据的统计分析报表。因此，有必要研制一套具有较
高自动化水平的水表检定装置和管理信息系统，使本市水表检定站各方面工作
在同行业中达到领先水平。本系统就是为解决上述问题而研制的，主要内容如
下：
1、开发了一套管理信息系统。该管理信息系统涵盖了水表检定站所有的业
务，包括检定业务管理、人事劳资管理、数据统计分析等八个子系统。系统采
用结构化和面向对象相结合的方法，按照软件工程的设计步骤，进行了方案设
计、需求分析、数据库设计、软件设计、编码等方面的工作，利用半动态的软
件体系进行功能模块的提炼，将处理相似功能的代码封装起来，从而减少了代
码量。
2、进行了水表自动检定装置的研究。新研制的检定装置采用高精度的电磁
流量计作为标准表，利用电动调节阀进行流量的控制，通过手持键盘录入水表
读数，为水表检定工作由手工操作向计算机自动控制转化提供了设备条件。
3、设计了一套计算机控制系统。充分利用工控机的硬件资源，配以相应的
计数卡、D/A 转换卡以及数字输出卡，运用软件编程驱动阀门工作，完成系统
所需的采集和控制，采用一台工控机控制两条水表检定线，节省了一半的硬件
开销。在软件的设计中，将有限状态机原理应用到高级软件编程中，实现了计
算机异步控制，提高了工作效率。
4、流量采用“开环＋闭环”的控制策略，利用PID算法实现流量的闭环控
制。同时，本文提出一种高压差下小流量的测量和控制策略，通过电动调节阀
与自力阀的配合使用，增加了调节阀的调节范围和调节稳定性。
5、作者在水表自动检定装置上做了大量的实验，结果表明该系统能够满足
水表检定的要求。目前该系统已经通过验收并投入使用。