壓力變送器自動檢測系統
技術設計說明書

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1.系統簡介
壓力變送器主要用於測量工業過程中的氣體、蒸汽、液體的壓力、流量、液位、密度等重要的工業引數並將相關物理訊號轉換為4～20mA的直流訊號，以供給控制系統進行記錄、報警、指示、調節。壓力變送器是過程控制系統中最重要的環節之一，其測量精度直接影響到整個控制系再統的精度。
壓力變送器自動檢測系統的主要目的是在壓力變送器校驗過程中能夠根據使用者選定的測量範圍，自動分配壓力檢測點，自動進行加壓和洩壓，變送器輸出訊號自動採集，根據採集資料進行資料分析、記錄和判定，從而實現壓力變送器的自動檢測功能，提升壓力變送器生產效率，減少人為因素引起的壓力變送器測量誤差。
2.硬體設計內容
2.1系統的組成
系統主要由電源、壓力控制單元（精密壓力控制器）、資料採集單元、計算機、開關閥門元件、儲氣瓶（用於提供測試起源）、減壓閥等組成，其系統結構原理如下：

圖1 系統結構原理圖
2.2各部分的效能要求
2.2.1儲氣瓶（氣源）：
要求氣源為純淨的氮氣，不能有雜質。
2.2.2被檢壓力變送器：
變送器為被檢測裝置，要求銘牌完整清晰，零部件應完好無損，緊韌體不得有鬆動和損傷現象，可動部分應靈活可靠。有顯示單元的變送器，數字顯示應清晰。並具有以下資訊：產品名稱、型號規格、測量範圍、準確度等級、額定工作壓力等主要技術指標；製造廠的名稱、商標、出廠編號、製造年月。防爆產品還應有相應的防爆標誌。差壓變送器的高低壓容室應有明顯標記。
2.2.3壓力控制單元：
壓力控制單元採用數字式壓力控制器，產品為德國WIKA公司的CPC6000模組化壓力控制器，該控制器具有兩個可以完全獨立的壓力調節通道，每個通道可以選用2個壓力模組，每個壓力模組的總體不確定度為0.01%IS-50，量程從0～2.5kPa到7MPa，配置RS-232介面並提供遠端通訊命令集。
2.2.4數字採集儀：
資料採集單元採用美國福祿克FLUKE45型數字萬用表，FLUKE45型數字萬用表是具有5位（10000碼）高解析度4位半多用表，可以測量電壓、電流值，包括交流和直流，標準配置RS-232介面並提供遠端通訊命令集。
2.2.5計算機：
CPU：Intel P4 以上
記憶體：2G以上
硬碟空間：50G以上
2.2.6電源
24V線性電源
3.軟體設計內容
3.1軟體的總體結構
系統由許可權管理、系統設定、檢測引數設定、氣密性檢查、變送器檢測、資料儲存、生成檢測記錄、資料匯入匯出、歷史資料查詢幾個模組組成。如下圖2所示

圖2 軟體的總體結構圖
3.2系統流程圖
系統流程圖如下圖3所示：

圖3 系統流程圖
包含被檢裝置技術引數、檢測選項、被檢裝置標識和其它引數四部分。根據讀取的系統引數，開啟相應的串列埠。如不能開啟提示使用者需要重新設定。在設定好系統引數條件下，使用者可根據實際檢測資訊來修改檢測引數。
氣密性檢查通常在壓力控制嚴重不穩定，操作者懷疑氣路有洩漏的情況下進行。
壓力變送器的檢測方式分為兩種：1）全自動測試，執行時一直到測試結束，測試過程如果不按停止執行，不可停止測試。2）單步執行測試，執行時系統根據設定值，手動控制逐點校準。每一步執行（每一個校準點校準）完成，需要手動控制測試下一個校準點的校準，直到完成全部校準工作。
資料儲存將檢測得到的資料儲存到資料庫中。
歷史資料查詢：使用者可以根據所選擇的查詢條件，選擇歷史記錄查詢。同時顯示歷史資料、曲線。
生成檢測記錄：根據《JJG882-2004壓力變送器–壓力變送器檢測規程》，附錄C–壓力變送器檢定記錄格式，生產檢測記錄。
資料匯入匯出：把歷史資料進行備份和匯入到系統。
3.3各模組的功能要求
3.3.1許可權管理模組
許可權管理模組主要是設定不同的許可權，可分為三個等級，“檢測員”、“工程師”和“管理員”三個級別，檢測員為低級別，管理員為高級別。如下圖4所示：

圖4 許可權管理
3.3.2系統設定模組
3.3.2.1模組描述
系統設定模組是對系統進行初始化，設定CPC6000全自動壓力控制器、數字採集器的引數資訊。如下圖5所示：

圖5 系統設定
3.3.2.2其輸入輸出資料型別如下表1所示：
表1 許可權管理模組輸入輸出資料型別
序號 輸入、輸出 數量 資料型別 其它
1 CPC6000串列埠通訊引數 1 PortParamStruct
串列埠通訊引數結構體
2 數字採集器串列埠通訊引數 1 PortParamStruct
串列埠通訊引數結構體
3 數字採集器型號 1 Int
4 CPC6000證書 1 TestDeviceInfo_Struct
證書引數結構體
5 數字採集器證書 1 TestDeviceInfo_Struct
證書引數結構體

3.3.2.3模組介面關係
給CPC6000、數字採集器執行提供引數
3.3.3檢測設定模組
3.3.3.1模組描述
檢測引數設定主要是設定檢測引數，包含被檢裝置技術引數、檢測選項、被檢裝置標識和其它引數四部分。如下圖6所示
：

圖6 檢測引數設定
3.3.3.2其輸入輸出資料型別如下表2所示：

表2 檢測設定模組輸入輸出資料型別
序號 輸入、輸出 數量 資料型別 其它
1 被檢裝置技術引數 1 TestDeviceParam_Struct
2 被檢裝置標識 1 TestDeviceIdentify_Struct
3 檢測選項 1 TestParam_Struct
4 其它引數 1 OtherParam_Struct

3.3.3.3模組介面關係
給氣密性檢查、變送器檢測執行模組提供引數
3.3.4氣密性檢查模組
3.3.4.1模組描述
該模組主要是檢查氣路是否有漏氣。密性檢查為可選操作，當操作者懷疑氣路有洩漏時，可進行此項操作。如沒有切實需要，不必進行氣密性檢查。如下圖7所示
：

圖7 氣密性測試
3.3.4.2其輸入輸出資料型別如下表3所示：
表3 氣密性檢查模組輸入輸出資料型別
序號 輸入 數量 資料型別 其它
1 氣密性檢查時間（s） 1 Int（10-300）
2 漏氣率 1 Float

3.3.5變送器檢測模組
3.3.5.1模組描述
完成系統設定和檢測引數設定以後，該模組才可操作。被檢感測器引數、壓力標準源、測量儀器等相關資料均在工作區右上方顯示出來；被檢感測器輸出曲線及基本誤差曲線在工作區左半部顯示。如下圖8所示：

圖8 變送器檢測模組
可分為兩種方式：第一種方式為全自動測試，執行時一直到測試結束，測試過程如果不按停止執行，不停止測試；第二種方式為單步執行測試，執行時系統根據設定值，手動控制逐點校準。每一步執行（每一個校準點校準）完成，需要手動控制測試下一個校準點的校準，直到完成全部校準工作。
3.3.5.2輸入輸出資料型別如下表4所示：
表4 變送器檢測模組輸入輸出資料型別
序號 輸出 數量 資料型別 其它
1 儀表值 Float
2 標準值 Float
3 示值 Float
4 基本誤差 Float
5 狀態（是否合格） Bool
6 回差 Float
7 被校變送器輸出曲線 1 曲線
8 被校變送器基本誤差曲線 1 曲線

3.3.5.3模組介面關係
系統引數模組、檢測引數模組設定正確後才能進行變送器檢測
3.3.6 資料儲存
3.3.6.1模組描述
資料儲存將檢測得到的資料儲存到資料庫中。
3.3.6.2其輸入輸出資料型別如下表5所示：
表5 資料儲存模組輸入輸出資料型別
序號 輸入、輸出 數量 資料型別 其它
1 檢測結果及引數 1 TestAllParamAndData_Struct
（結構體）
2 測試結果資料庫 1 輸出到資料庫中

3.3.6.3模組介面關係
輸出檢測結果到指定的資料庫檔案中。
3.3.7生成檢測記錄
3.3.7.1模組描述
在使用者做完檢測並儲存資料後，點選“檢測記錄”按鈕，彈出檔案儲存對話方塊，輸入需要儲存的檔名，系統自動生成對應被檢裝置的檢測記錄結果，根據《JJG882-2004壓力變送器–壓力變送器檢定規程》，附錄C–壓力變送器檢定記錄格式，生產檢測記錄，格式如下圖9所示。

圖9 壓力變送器檢測記錄
3.3.7.2其輸入輸出資料型別如下表6所示：
表6 生成檢測證書模組輸入輸出資料型別
序號 輸入 數量 資料型別 其它
1 Word模板 1 《JJG882-2004壓力變送器–壓力變送器檢定規程》，附錄C–壓力變送器檢定記錄格式
2 檢測結果及引數 1 TestAllParamAndData_Struct
（結構體）

3.3.8歷史資料查詢
3.3.8.1模組描述
使用者可選擇開啟以前儲存的記錄檔案進行查詢，顯示歷史資料、曲線。使用者還可以根據所選擇的查詢條件，選擇歷史記錄查詢，同時顯示歷史資料、曲線。如圖10所示：

圖10 歷史資料查詢
3.3.8.2其輸入輸出資料型別如下表7所示：
表7 歷史資料查詢模組輸入輸出資料型別
序號 輸入 數量 資料型別 其它
1 歷史資料檔名 1 輸入資料庫檔名
2 顯示歷史資料、曲線 1 輸出資料表格和資料曲線

3.3.9資料匯入、匯出
3.3.9.1模組描述
資料的匯入和匯出就是歷史資料的備份和下載。資料的匯出就是將資料進行備份，可選擇匯出的路徑和資料匯出的時間範圍，如下圖11所示；資料的匯入就是將備份好的資料下載到本地，可選擇下載的路徑。如下圖12所示：

圖11 資料匯出

圖12 資料匯入

3.3.9.2其輸入輸出資料型別如下表8所示：
表8 資料匯入匯出模組輸入輸出資料型別
序號 輸入 數量 資料型別 其它
1 選擇要備份資料（以開始、結束時間選擇） 1 歷史儲存的資料
2 資料備份 1 輸出資料庫檔名

3.3.9.3模組介面關係
遠端資料庫連線成功。
4 資料庫說明
對於資料庫操作和儀器儀表操作開發專門的動態連結庫，以滿足程式的開放性和升級性。
4.1資料庫操作類庫
為了操作資料庫方便，使得程式更具有靈活性、相容性、可擴充套件性，採用動態連結庫（PressureDataBase.dll）的方式進行呼叫，資料庫操作類庫具有以下功能：
a）資料庫連線、關閉；
b）資料庫的建立；
c）資料庫增、刪、查、改等基本功能；
d）主程式只要呼叫類庫中的相應函式即可完成功能。
4.2儀器儀表操作類庫
對於儀器儀表的操作，程式主要是通過串列埠功能，呼叫相應儀表的命令字完成的。即儀器儀表的操作都是搭建在串列埠上的，採用動態連結庫（Communciate.dll）的方式進行呼叫。
首先建立了一個串列埠基類，該串列埠基類具有以下功能：
a）串列埠開啟；
b）串列埠關閉；
c）串列埠資料讀操作；
d）串列埠資料寫操作。
在串列埠基類的基礎上建立壓力源（Mensor CPC 6000）讀寫類，完成對壓力源命令的控制。
在串列埠基類的基礎上建立FLUKE 45讀寫類，完成對FLUKE 45命令的控制