压力变送器自动检测系统 技术设计说明书

压力变送器自动检测系统
技术设计说明书

技术设计说明书
1.系统简介
压力变送器主要用于测量压力、流量、液位、密度等重要工业参数，并将相关物理信号转换为4~20mA直流信号用于记录、报警、指示和调整控制系统。压力变送器是过程控制系统中最重要的环节之一，其测量精度直接影响到整个控制系统的精度。
压力变送器自动检测系统的主要目的是根据用户选择的测量范围，自动分配压力检测点，自动压力和压力，自动收集变送器输出信号，根据采集数据进行数据分析、记录和判断，实现压力变送器的自动检测功能，提高压力变送器的生产效率，减少人为因素造成的压力变送器测量误差。
2.硬件设计内容
2.1系统的组成
系统主要由电源、压力控制单元(精密压力控制器)、数据采集单元、计算机、开关阀组件、储气瓶(用于提供测试起源)、减压阀等组成。

图1 系统结构原理图
2.2各部分的性能要求
2.2.储气瓶(气源)：
要求气源为纯氮，无杂质。
2.2.压力变送器2：
变送器为检测设备，铭牌要求完整清晰，零件应完好无损，紧固件不得松动或损坏，可移动部件应灵活可靠。变送器有显示单元，数字显示应清晰。并有以下信息：产品名称、型号规格、测量范围、准确性等级、额定工作压力等主要技术指标；制造商名称、商标、工厂编号、制造年份。防爆产品还应有相应的防爆标志。高低压容室的差压变送器应有明显的标记。
2.2.3压力控制单元：
压力控制单元采用德国的数字压力控制器WIKA公司的CPC6000模块化压力控制器有两个完全独立的压力调节通道，每个通道可选择两个压力模块，每个压力模块的整体不确定性为0.01%IS-50，量程从0～2.5kPa到7MPa，配置RS-提供远程通信命令集的232接口。
2.2.4数字采集器：
美国福禄克采用数据采集单元FLUKE45型数字万用表，FLUKE45型数字万用表为5位(1万码)高分辨率4位半多用表，可测量电压和电流值，包括交流和直流RS-提供远程通信命令集的232接口。
2.2.5计算机：
CPU：Intel P4 以上
内存：2G以上
硬盘空间：50G以上
2.2.6电源
24V线性电源
3.软件设计内容
3.软件的整体结构
系统由权限管理、系统设置、检测参数设置、气密性检测、变送器检测、数据保存、生成检测记录、数据导入导出、历史数据查询等模块组成。如下图2所示

图2 软件总体结构图
3.2系统流程图
系统流程图如下图3所示：

图3 系统流程图
它包括四个部分：技术参数、测试选项、测试设备标志和其他参数。根据读取的系统参数打开相应的串口。如果无法打开，则需要重新设置。在设置系统参数时，用户可以根据实际检测信息修改检测参数。
压力控制严重不稳定，操作人员怀疑气路泄漏。
压力变送器有两种测试方法：1）自动测试，直到测试结束。如果测试过程不停止，则不能停止测试。2）单步运行测试，系统根据设定值逐点手动控制校准。在完成下一个校准点校准之前，需要手动控制测试。
数据保存将检测到的数据保存到数据库中。
历史数据查询：用户可根据所选查询条件选择历史记录查询。同时显示历史数据，曲线。
生成检测记录：根据《JJG882-2004压力变送器–压力变送器检测规程，附录C–压力变送器验证记录格式，生产检测记录。
数据导入导出:备份和导入历史数据到系统。
3.3.各模块的功能要求
3.3.1.权限管理模块
权限管理模块主要设置不同的权限，可分为三个等级：检测员、工程师和管理员。检测员低，管理员高。如下图4所示：

图4 权限管理
3.3.2系统设置模块
3.3.2.1模块描述
系统设置模块是对系统统CPC全自动压力控制器和数字采集器的参数信息如下图5所示：

图5 系统设置
3.3.2.其输入输出数据类型如下表1所示：
表1 权限管理模块输入输出数据类型
序号 输入、输出 数量 数据类型 其它
1 CPC6000串口通信参数 1 PortParamStruct
串口通信参数结构体
2 数字采集器串口通信参数 1 PortParamStruct
串口通信参数结构体
3 数字采集器型号 1 Int
4 CPC6000证书 1 TestDeviceInfo_Struct
证书参数结构体
5 数字采集器证书 1 TestDeviceInfo_Struct
证书参数结构体

3.3.2.三模块接口关系
给CPC数字采集器运行提供参数
3.3.模块检测设置
3.3.3.1模块描述
检测参数的设置主要包括被检测设备的技术参数、检测选项、被检测设备的标识等参数。如下图6所示
：

图6 设置检测参数
3.3.3.其输入输出数据类型如下表2所示：

表2 检测设置模块输入输出数据类型
序号 输入、输出 数量 数据类型 其它
1 被检设备的技术参数 1 TestDeviceParam_Struct
2 被检设备标识 1 TestDeviceIdentify_Struct
3 检测选项 1 TestParam_Struct
4 其它参数 1 OtherParam_Struct

3.3.3.三模块接口关系
为气密性检测和变送器检测运行模块提供参数
3.3.4.气密性检查模块
3.3.4.1模块描述
该模块主要用于检查气路是否有泄漏。密度检查是一种可选的操作。当操作员怀疑气路泄漏时，可以进行此操作。如果没有实际需要，则无需进行气密性检查。如下图7所示
：

图7 气密性测试
3.3.4.其输入输出数据类型如下表3所示：
表3 气密性检查模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 气密性检查时间（s） 1 Int（10-300）
2 漏气率 1 Float

3.3.5变送器检测模块
3.3.5.1模块描述
该模块只有在系统设置和测试参数设置完成后才能运行。工作区域右上方显示传感器参数、压力标准源、测量仪器等相关数据；工作区域左显示传感器输出曲线和基本误差曲线。如下图8所示：

图8 变送器检测模块
可分为两种方法：第一种方法是自动测试，直到测试结束。如果测试过程不停止，则不停止测试；第二种方法是单步运行测试，系统根据设定值逐点手动控制校准。在完成下一个校准点的校准之前，需要手动控制测试。
3.3.5.2输入输出数据类型如下表4所示：
表4 变送器检测模块输入输出数据类型
序号 输出 数量 数据类型 其它
1 仪表值 Float
2 标准值 Float
3 示值 Float
4 基本误差 Float
5 状态(是否合格) Bool
6 回差 Float
7 被校变送器输出曲线 1 曲线
8 被校变送器基本误差曲线 1 曲线

3.3.5.三模块接口关系
变送器检测只能设置系统参数模块和检测参数模块
3.3.6 数据保存
3.3.6.1模块描述
数据保存将检测到的数据保存到数据库中。
3.3.6.其输入输出数据类型如下表5所示：
表5 数据保存模块输入输出数据类型
序号 输入、输出 数量 数据类型 其它
1 检测结果及参数 1 TestAllParamAndData_Struct
（结构体）
2 测试结果数据库 1 输出到数据库

3.3.6.三模块接口关系
将检测结果输出到指定的数据库文件中。
3.3.7生成检测记录
3.3.7.1模块描述
用户完成测试并保存数据后，点击测试记录按钮，弹出文件保存对话框，输入需要保存的文件名，系统根据《JJG882-2004压力变送器–压力变送器验证规程，附录C–如下图9所示，压力变送器验证记录格式、生产检测记录。

图9 压力变送器检测记录
3.3.7.其输入输出数据类型如下表6所示：
表6 生成检测证书模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 Word模板 1 《JJG882-2004压力变送器–压力变送器验证规程，附录C–压力变送器检定记录格式
2 检测结果及参数 1 TestAllParamAndData_Struct
（结构体）

3.3.8历史数据查询
3.3.8.1模块描述
用户可以选择打开以前存储的记录文件进行查询，以显示历史数据和曲线。用户还可以根据所选的查询条件选择历史记录查询，并显示历史数据和曲线。如图10所示：

图10 查询历史数据
3.3.8.其输入输出数据类型如下表7所示：
表7 历史数据查询模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 历史数据文件名 1 输入数据库文件名
2 显示历史数据和曲线 1 输出数据表和数据曲线

3.3.9数据导入、导出
3.3.9.1模块描述
数据的导入和导出是历史数据的备份和下载。数据的导出是备份数据，可以选择导出路径和时间范围，如下图11所示；数据的导入是将备份数据下载到本地并选择下载路径。如下图12所示：

图11 数据导出

图12 数据导入

3.3.9.其输入输出数据类型如下表8所示：
表8 数据导入导出模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 选择要备份数据（以开始、结束时间选择） 1 历史保存的数据
2 数据备份 1 输出数据库文件名

3.3.9.3模块接口关系
远程数据库连接成功。
4 数据库说明
对于数据库操作和仪器仪表操作开发专门的动态链接库，以满足程序的开放性和升级性。
4.1数据库操作类库
为了操作数据库方便，使得程序更具有灵活性、兼容性、可扩展性，采用动态链接库（PressureDataBase.dll）的方式进行调用，数据库操作类库具有以下功能：
a）数据库连接、关闭；
b）数据库的建立；
c）数据库增、删、查、改等基本功能；
d）主程序只要调用类库中的相应函数即可完成功能。
4.2仪器仪表操作类库
对于仪器仪表的操作，程序主要是通过串口功能，调用相应仪表的命令字完成的。即仪器仪表的操作都是搭建在串口上的，采用动态链接库（Communciate.dll）的方式进行调用。
首先建立了一个串口基类，该串口基类具有以下功能：
a）串口打开；
b）串口关闭；
c）串口数据读操作；
d）串口数据写操作。
在串口基类的基础上建立压力源（Mensor CPC 6000）读写类，完成对压力源命令的控制。
在串口基类的基础上建立FLUKE 45读写类，完成对FLUKE 45命令的控制