一種3051智能壓力變送器校驗裝置制造方法
【專利摘要】一種3051智能壓力變送器校驗裝置，主要由帶RS232-HART接口的工控機、采樣電阻R、24V直流電源、采樣電阻、電流表和二極管D裝配成；24V直流電源的正極通過導線與3051智能壓力變送器的正極接線端子連接，采樣電阻R和電流表串聯(lián)在導線上，24V直流電源的負極通過導線與3051智能壓力變送器的負極接線端子連接，導線上裝設(shè)有二極管D，二極管D的負極對應24V直流電源的負極。本發(fā)明為全中文界面，啟動速度快、校驗精度高，并具有數(shù)據(jù)記錄和保存功能。
【專利說明】—種3051智能壓力變送器校驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變送器校驗裝置，具體是一種3051智能壓力變送器校驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在船舶領(lǐng)域上廣泛使用的3051智能壓力變速器在出廠時候都必須進行校驗，檢驗合格后方可出廠運輸?shù)较鄳奈恢眠M行安裝。由于其安裝使用環(huán)境對其要求很嚴，所以在其正式使用前仍需重新進行內(nèi)場標校，以嚴格確保其性能滿足使用要求，同時每次內(nèi)場調(diào)試時都要有完備的調(diào)試記錄和數(shù)據(jù)存檔，以供檢查人員進行審查及后續(xù)備案查詢。目前壓力變送器的制造廠商普遍使用的校驗工具為375型手操器，這個手操器是美國R0SEMENT公司研制的，其主要的優(yōu)點是適應范圍較廣，可以調(diào)節(jié)目前任何一種基于HART總線的變送器，其缺點是啟動速度慢，英文界面，參數(shù)眾多、操作繁瑣等，對于調(diào)試人員的本身素質(zhì)要求非常高，給校驗工作增加一定的難度，另外手操器還有一個缺點，就是不能自動記錄保存數(shù)據(jù)，對于數(shù)量眾多的智能壓力變送器，完全需要人工記錄數(shù)據(jù)，不能直接形成將來可供查詢的數(shù)據(jù)庫，對于壓力變送器在出現(xiàn)問題時候在追溯更不能提供可供查詢的數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的，是提供一種3051智能壓力變送器校驗裝置。本發(fā)明為全中文界面，啟動速度快、校驗精度高，并具有數(shù)據(jù)記錄和保存功能。
[0004]采用的技術(shù)方案是:
一種3051智能壓力變送器校驗裝置，主要由帶RS232-HART接口的工控機、采樣電阻R、24V直流電源、電流表和二極管D裝配成。24V直流電源的正極電壓輸出線上依次串聯(lián)有采樣電阻R和電流表，RS232-HART接口的信號輸出、輸入接線端子分別通過導線跨接在采樣電阻R的兩端，接點分別為A點和B點。二極管D串接在24V直流電源的負極連接的導線上，且二極管C的負極對應24V直流電源的負極。
[0005]在對3051智能變送器檢驗時，電流表的負極與3051智能壓力變送器的正極連接，二極管D的正極接3051智能壓力變送器的負極。
[0006]上述工控機選用觸摸工控電腦。
[0007]采樣電阻采用精密高穩(wěn)定性的RX70系列電阻，阻值為250 Ω，為HART的通信提供精準的采樣電壓。
[0008]+24V直流電源選用LM117系列芯片組成的低紋波的線性穩(wěn)壓電源，并加濾波處理。
[0009]本發(fā)明的軟件部分
軟件設(shè)計的目的是完成智能差壓變送器的標定。主要是以下功能:
標定截面的設(shè)計與人機對話；
設(shè)置各儀器的通訊端口，保證它們與工控機的正常通信；
信號自動采集與傳送； 標定數(shù)據(jù)的自動存儲、打印與查詢；
故障狀態(tài)的自動提示與處理。
[0010]考慮到系統(tǒng)未來的升級與改進和便于維護，采用模塊化設(shè)計思想。將軟件部分設(shè)計為一個主程序和7個子模塊進行設(shè)計。
[0011]1、系統(tǒng)主程序
系統(tǒng)主程序模塊的作用是根據(jù)操作員命令調(diào)用相應模塊，實現(xiàn)相應功能。
[0012]2、設(shè)備驅(qū)動及控制模塊
向自動校驗系統(tǒng)軟件提供所有設(shè)備的接口，屬于系統(tǒng)軟件底層支撐部分。
[0013]3、數(shù)據(jù)發(fā)送和采集模塊
通過對設(shè)備驅(qū)動模塊的訪問，完成所有需要的數(shù)據(jù)發(fā)送和采集方法的封裝并將這些方法提供給變送器檢驗模塊。
[0014]4、變送器校準檢驗模塊
完成對變送器校準檢驗的具體操作，包含了針對不同變送器校驗的步驟并向數(shù)據(jù)打印及入庫模塊提供數(shù)據(jù)源。
[0015]5、數(shù)據(jù)打印及入庫模塊
完成校驗結(jié)果的打印和進入數(shù)據(jù)庫，主要是將校驗過程中采集的數(shù)據(jù)、運算的結(jié)果、產(chǎn)品的出廠編號等信息以打印報表和進入數(shù)據(jù)庫的方式進行處理。
[0016]6、功能設(shè)置模塊
主要是通過彈出對話框設(shè)置系統(tǒng)的操作步驟，選擇需要完成的校驗內(nèi)容，以及自動寫入變送器的一些信息，功能設(shè)置完成后，當系統(tǒng)檢測到有變送器接入時，可以自動完成設(shè)置檢驗項目等內(nèi)容。
[0017]軟件則采用Labview8.6中文版編制的全中文操作界面，比較適用于專業(yè)的壓力變送器調(diào)試人員，在軟件界面上我們采用了文字、圖形兩種方式將整個校驗過程及相關(guān)注意事項等關(guān)鍵數(shù)據(jù)提供給操作者，這就相當于一個專家系統(tǒng)，使得校驗調(diào)試人員完全不用提前培訓就可以勝任調(diào)試工作，同時該裝置還將壓力變送器的內(nèi)部數(shù)據(jù)如壓力變送器的出廠日期、壓力量程、內(nèi)部標記描述、適用的壓力介質(zhì)等直接識別出來，這樣就可以避免由于操作人員的誤操作而損壞壓力變送器，同時裝置還帶有數(shù)據(jù)自動記錄、自動保存、打印等功能，對于壓力變送器的校驗工作可以做到有數(shù)據(jù)備案，這對于將來壓力變送器出現(xiàn)問題時的追溯查詢有很大的幫助。該裝置不僅可以適用壓力變送器的內(nèi)場校驗調(diào)試，對于安裝到現(xiàn)場的壓力變送器也完全可以適用，對于操作人員掌握只能壓力變送器調(diào)試技巧技能有很大的幫助。
[0018]本發(fā)明為全中文界面，啟動速度快、校驗精度高，并具有數(shù)據(jù)記錄和保存功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]本發(fā)明的設(shè)計思想:
如圖1所示，整個硬件系統(tǒng)由觸摸工控電腦、RS232-HART接口、24V精密電源、采樣電阻及被校驗的變送器組成，觸摸工控電腦完成主控及顯示功能，并將調(diào)試指令通過串口發(fā)現(xiàn)RS232-HART接口發(fā)送給被校準的壓力變送器，同時也通過RS232-HART接口進行壓力信號的采集工作；24V精密電源給整個系統(tǒng)提供所需的低紋波高穩(wěn)定度的電源支持，采樣電阻采用精密高穩(wěn)定的RX70系列電阻，阻值為250 Ω，為HART的通信提供精準的采樣電壓。
[0021]1、精密24V電源設(shè)計
電源部分要求提供高精度低紋波24V直流電源。變送器的供電要求提供高可靠的+24V直流穩(wěn)壓電源，在電源的選擇時主要考慮帶負載能力、抗干擾性、電源紋波等因素。這里采用LM117系列芯片組成低紋波的線性穩(wěn)壓電源，并加以濾波處理。
[0022]2、RS232-HART 接口 設(shè)計
Hart (Highway Addressable Remote Transducer)可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，是美國Rosemount公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議。Hart裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時間的通信，經(jīng)過10多年的發(fā)展，Hart技術(shù)在國外已經(jīng)十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。Hart協(xié)議采用基于Bell202標準的 FSK頻移鍵控信號，在低頻4~20πιΑ模擬信號上不干擾的疊加幅度為
0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2kbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。
[0023]在Hart協(xié)議通信中，主要的變量和控制信息由4~20πιΑ傳送，在需要的情況下，另外的測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準、診斷信息通過Hart協(xié)議訪問。Hart通信采用的是半雙工的通信方式。
[0024]智能差壓變送器的標定以基于Hart協(xié)議的數(shù)字信號為準。Hart協(xié)議智能網(wǎng)橋在本系統(tǒng)中的作用是:主要負責工控機與智能差壓變送器之間的通信，它可將差壓變送器的信息通過Hart協(xié)議高速總線上傳到工控機，也可將工控機的信息通過網(wǎng)橋傳送給智能差壓變送器，通過它實現(xiàn)利用Hart協(xié)議數(shù)字信號完成只能差壓變送器標定的功能，達到使系統(tǒng)快速有效并可靠地實現(xiàn)多臺同時標定的目的，每臺HAT網(wǎng)橋可以在一跟雙絞線上以全數(shù)字的方式通信，支持16個現(xiàn)場設(shè)備多站網(wǎng)絡(luò)，并且能對只能差壓變送的各項特性進行清楚描述。網(wǎng)橋通過RS232總線與工控機通信。
[0025]基于上述原理設(shè)計出基于BELL202國際標準的Hart協(xié)議智能網(wǎng)橋，主要技術(shù)指標如下:
1、傳輸速率:4800bps,9600bps, 19.2kbps, 38.4kps 可選；
2、最大通訊距離1200米(9600bps)；
3、信號有效電平:差分電平有效；
4、輸入信號電平特性:-200mV~±5V；
5、輸出信號電平特性:±2.8V (負載60Ω時)；
6、隔離電壓500VDC。
【具體實施方式】
[0026]一種3051智能壓力變送器校驗裝置，主要由帶RS232-HART接口 2的工控機1、采樣電阻3、24V直流電源4、采樣電阻5、電流表6和二極管D裝配成；24V直流電源4的正極通過導線7與3051智能壓力變送器9的正極接線端子10連接，采樣電阻R和電流表6串聯(lián)在導線7上，24V直流電源4的負極通過導線8與3051智能壓力變送器9的負極接線端子11連接，導線8上裝設(shè)有二極管D，二極管D的負極對應24V直流電源的負極。[0027]上述工控機為觸摸工控電腦，電阻R為RX70系列電阻，阻值為250 Ω。
[0028]上述+24V直流電源采用LM117系列芯片組成的線性穩(wěn)壓電源。
【權(quán)利要求】
1.一種3051智能壓力變送器校驗裝置，其特征在于:主要由帶RS232-HART接口(2)的工控機(I)、采樣電阻(3)、24V直流電源(4)、采樣電阻(5)、電流表(6)和二極管D裝配成；24V直流電源(4)的正極通過導線(7)與3051智能壓力變送器(9)的正極接線端子(10)連接，采樣電阻(3)和電流表(6)串聯(lián)在導線(7)上，24V直流電源(4)的負極通過導線(8)與3051智能壓力變送器(9)的負極接線端子(11)連接，導線(8)上裝設(shè)有二極管D，二極管D的負極對應24V直流電源的負極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3051智能壓力變送器校驗裝置，其特征在于:上述工控機為觸摸工控電腦，電阻R為RX70系列電阻，阻值為250 Ω ； 上述+24V直流電源采用LM117系列芯片組成的線性穩(wěn)壓電源。
【文檔編號】G01L25/00GK103712739SQ201310704518
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】曹力剛, 齊寶權(quán), 陳大石, 陳琨, 井亮, 孟祥潔, 付紅艷 申請人:渤海造船廠集團有限公司