自動化儀表校驗系統的應用與設計

陳功斌

（大慶煉化公司機電儀廠儀表一車間，黑龍江，大慶，163711）

自動化儀表校驗系統的應用與設計

陳功斌

（大慶煉化公司機電儀廠儀表一車間，黑龍江，大慶，163711）

為了保證生產過程安全、可靠的運行,要隨時對生產過程中使用的儀表進行維護和校準。傳統的將生產過程中使用的儀表拿回實驗室進行校準的方法已不能滿足生產的要求,取而代之的是在現場直接對儀表進行校準。

儀表校驗

一、自動化校準系統

校準的一般步驟是:預熱儀器(包括被校儀器以及標準源);設置儀器的狀態,進行測量記錄數據;數據結果判定并給出結論;自動形成校準證書和原始記錄。

自動化校準系統的具體實現過程首先,標準源和數字多用表按照要求開機預熱,連接硬件設備(GPIB卡、488電纜等),硬件連接完成后,啟動計算機,搜尋整個測試系統的物理地址分配情況,根據搜索到的各個儀器地址,在校準軟件運行時,設置正確的地址配置。 ①初始化設置模塊。雙擊相應的自動化校準程序圖標,系統啟動,進入測試系統主界面,主界面的風格以簡捷實用為主,左側是各功能按鈕。首先進入的是初始化設置模塊。初始化模塊要設置被測試設備的校準項目,設置被校儀器和標準源的GPIB地址,選擇是否是首次測試,此功能的目的是為了保存測量的數據,防止意外發生使測量數據丟失,需要重新進行測試。選擇中英文語言,選擇校準、檢定,選擇被測試設備的名稱。初始化設置就完成了。②數據采集動態顯示模塊。該模塊的主要功能包括:初始化儀器、設置儀器的狀態、測量數值、數據位數控制、動態顯示數據、數據結果判定、數據保存等。自動化數據采集過程是完全模擬人工測量過程進行測量的。儀器的初始化配置以及量程、顯示位數、精度、采樣數率、采樣時間、測量值、功能選擇等模塊從NI網站上下載,程序員也可以根據儀器編程說明書提供的SCPI語言命令編寫相應的模塊。本模塊中的數據顯示位數、數據量程、上下限等都是根據測試計量對儀器的要求而自動生成的,數據結果判定也是自動完成的。程序把那些不合格的數據用紅色的字體顯示,使計量員在測量結束后容易發現這些數據不合格。數據采集動態顯示模塊的前面板。③證書和原始記錄生成模塊。自動生成證書和原始記錄,給計量員的工作帶來極大的便利,而且消除了人為操作易產生的出錯,解放了勞動力。計量員只需在證書生成模塊的前面板輸入相關的儀器信息和校準信息,校準項目,選擇相應的證書摸板,程序即可自動生成相應的校準證書和原始記錄。證書模塊的前面板。

二、自動化檢測儀表在壓力表校準方面的應用

壓力儀表的工作原理是彈簧管在壓力或真空作用下產生彈性變形引起管端位移,其位移通過機械傳動機構進行放大后再傳遞給指示裝置,可在刻有法定計量單位的分度盤上讀出指針所指示的被測壓力值或真空量值。

1、在線校準預期

（1）目的:實施在線校準適應生產流程計量需求,降低外送檢費用。

（2）校準儀表范圍:本企業現場在用壓力儀表。

（3）校準范圍:0～100MPa

（4）校準對比準確度:1.5%～1.6%

（5）預期目標:實現在線壓力儀表的受控、有效。

（6）校準方案種類:a. 理想型校準比對;b. 實用型校準比對。

2、材料準備

（1）專用管道打孔器

（2）符合現場壓力儀表準確度及量程的數塊相應受控有效標準表。

（3）校準比對記錄。

3、在線校準比對方案

A. 實用型對壓力儀表的校準比對

（1）在同一管道上:在距擬被校準的現場壓力儀表的適當范圍內,用專用管道打孔器引出導壓管路,在導壓管路中間安置一截止閥(截止閥處于關閉狀態),截止閥后的接口處安裝壓力變送器與擬被校準儀表同規格的受控有效標準壓力表。

（2）緩慢開啟截止閥至全開,待管道內流體介質充分進入標準表內數分鐘后,分別讀取兩塊表的指示值。

（3）填寫校準比對記錄。

B. 理想型對壓力儀表的校準比對自制一臺流動簡易“壓力校驗臺”。

（1）在流體介質管道上,關閉在用(即擬被校準)的現場壓力儀表的“截止閥1”(該截止閥處于關閉狀態)。

（2）在截止閥后適當延長導壓管路。

（3）在延長導壓管路上安裝一只三通。

（4）三通的直管口的接口處安裝在用的指示為零的壓力儀表。

（5）三通的丁字管口的接口處新安裝“截止閥2”(該截止閥也處于關閉狀態)。

（6）在“截止閥 2”后接壓力“專用校驗管”至簡易流動“壓力校驗臺”上預置的“專用校驗管接口”。

（7）“壓力校驗臺”上還預置有受控、有效的相應型號規格的標準壓力表。

（8）檢查無遺漏后,逐一緩慢開啟截止閥1、截止閥2至全開;數分鐘后,分別讀取兩塊表的指示值。

（9）填寫校準比對記錄。

4、經驗:

認真做好巡回檢查工作儀表工一般都有自己所轄儀表的巡檢范圍,根據所轄儀表分布情況,選定最佳巡檢路線,每天至少巡檢兩次。巡回檢查時,要關閉氣源,并松開過濾器減壓閥接頭。拆卸環室孔板時,注意孔板方向,一是檢查以前是否有裝反,二是為了再安裝時正確。由于直管段的要求,工藝管道支架可能少,要防止工藝管道一端下沉,給安裝孔板環室帶來困難。拆卸的儀表其位號要放在明顯處,安裝時對號入座,防止同類儀表由于量程不同安裝混淆,造成儀表故障;帶有聯鎖的儀表,切換置手動然后再拆卸;儀表一次開車成功或開車順利,說明儀表檢修質量高,開車準備工作做得好。反之,儀表工就會在工藝開車過程中手忙腳亂,有的難以應付,甚至直接影響工藝生產。

三、建議

1、發展趨勢

（1）結構日趨簡潔,從當前發展最快的 3種流量儀表(電磁、超聲、科氏)來看,機械結構都十分簡潔,管道內既無轉動件,又無節流件。

（2）功能力求完善,隨著微電子、計算機、通信技術的飛速發展,流量儀表的功能日益完善、多樣,不少機械部分難以解決的問題,依靠電子軟件則迎刃而解,如 Krohne的智能電磁流量計,不少超聲流量計不僅可測流量,還可測流體密度、組分、熱能等等。

（3）安裝日益簡便,工業自動化程度越高,用戶越歡迎采用安裝維護簡便的產品,這也是插入式,外夾式儀表日益暢銷的原因。

2、國產化刻不容緩:

據了解,我國近年來進口儀器儀表約130億美元,出口約30億美元(多為低附加值的電工儀表、家用水表、氣表),國內大型工程選用國外儀表占2/3,而其價格為國產5～10倍,我國大型流量儀表企業主要依靠國外技術,缺乏擁有自主知識產權意識,創新乏力;自動化儀表國產化刻不容緩!

3、品種多,選用要實事求是:

流量儀表品種、類型較多,正確選用并非易事,建議:

（1）不要輕信廠商宣傳,廠商為利所圖,往往對儀表的技術指標夸大其詞,選用時要理性分析這些參數的依據,有無檢驗證明。

（2）按需選取,勿追求高指標,如不是用于商務計量,貿易核算,準確度要求可以降低,如工控系統的某些場合,檢測、監控儀表的重復性、可靠性好就可以了。

（3）全面考慮經濟指標,儀表的經濟性并非限于一次購買費用,還要考慮安裝維修(停產損失),是否節能(長期運行費)等因素。

四、自動化測試系統的設計挑戰

如今的測試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產品設計比前幾代更為復雜;為了保持競爭力并滿足客戶要求,開發周期要求越來越短 ;產品測試成本越來越高,而預算越來越少。

1、不斷提高的設計復雜性

如今,測試測量的最明顯趨勢是器件復雜性不斷增加。例如,消費電子、通信和半導體工業持續要求將數字圖象/視頻、高保真音頻、無線通信和因特網互聯性集成到一個單獨產品中。甚至在汽車中都集成了復雜的汽車娛樂和信息系統、安全和早期預警系統,以及車身和發動機上的控制電子裝備。測試系統的設計不僅需要足夠靈活地支持對不同產品模型進行廣泛的測試,還需要能夠進行升級以提供新測試功能所需的更多測試點。

2、更短的產品開發周期

由于希望不斷提高新產品和技術,擁有市場第一個占有率的競爭天性,設計和測試工程團隊只能不斷的縮短產品開發周期。

總之,只有設計出新的測試策略來減少測試時間,并提高從設計到生產的測試效率,才能更好的為企業服務,自動化儀表才能發揮更大的效能。

TU251

1674-3954（2011）03-0352-01