程林旺

摘要：簡要的介紹了西門子TK測試系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)的基本原理、使用狀況、操作工藝流程、結(jié)合我國儀表行業(yè)現(xiàn)狀對其進(jìn)行改進(jìn)等。展示了先進(jìn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與智能化儀表相結(jié)合完成智能儀表的出廠調(diào)校工作。

當(dāng)今世界儀表行業(yè)發(fā)展日新月異，我公司自從引進(jìn)西門子4033、4433系列變送器后，一直采用歐洲原廠已經(jīng)經(jīng)過補(bǔ)償好的儀表、我們只是進(jìn)行根據(jù)用戶需要進(jìn)行更改量程和合同校驗(yàn)。該系統(tǒng)需具有溫度補(bǔ)償準(zhǔn)確、壓力發(fā)生器加壓精確、系統(tǒng)自動(dòng)檢測功能完善，且還具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，因此具有一定的實(shí)際使用意義。

一、TK系統(tǒng)的組成和基本原理

TK系統(tǒng)分別由TK檢驗(yàn)測試系統(tǒng)和TK終端測試系統(tǒng)組成。TK檢驗(yàn)測試系統(tǒng)主要由富士通EC500型工控計(jì)算機(jī)、四臺REOCK-TSG630型壓力發(fā)生器系統(tǒng)內(nèi)置氣泵一臺、經(jīng)過改進(jìn)后增加外置氣泵一套、滑軌卡槽十六套、及檢驗(yàn)測試系統(tǒng)整合在一起的高低溫箱和支持HART協(xié)議的十七孔插槽組成。TK終端測試系統(tǒng)主要由富士通EC600型工控計(jì)算機(jī)、一臺DRUCK-TSG1155C型壓力發(fā)生器、一臺DRUCK-TSG1155D型壓力發(fā)生器、一臺DRUCK-TSG1155H型壓力發(fā)生器、內(nèi)置氣泵一臺、四個(gè)壓力變速器接口、一套差壓變送器卡槽和若干支持HART協(xié)議的接口組成。

上圖為西門子TK終端測試系統(tǒng)外觀設(shè)備組成圖

TK檢驗(yàn)測試系統(tǒng)的工作原理是每一組卡槽的四塊儀表通過十七孔插槽進(jìn)行通訊至工控計(jì)算機(jī)，傳遞儀表傳感器和放大器的信息。工控計(jì)算機(jī)啟動(dòng)壓力發(fā)生器后看其滿程零點(diǎn)和一半量程是否超差，將得到的數(shù)據(jù)寫入儀表，然后計(jì)算機(jī)啟動(dòng)高低溫箱對儀表進(jìn)行高低溫補(bǔ)償，將數(shù)據(jù)寫入儀表后再對儀表進(jìn)行自檢看數(shù)據(jù)是否符合程序規(guī)定。

TK終端測試系統(tǒng)的工作原理是儀表通過支持HART協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈向計(jì)算機(jī)傳遞信息，然后計(jì)算機(jī)檢測儀表的每一個(gè)部件合格后，進(jìn)行模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換進(jìn)行虛擬線形測試計(jì)算內(nèi)阻寫入儀表、然后計(jì)算機(jī)啟動(dòng)壓力發(fā)生器進(jìn)行五點(diǎn)三行程線性測試，合格后計(jì)算機(jī)打出檢測報(bào)告。

二、TK系統(tǒng)的工藝流程

TK檢驗(yàn)測試系統(tǒng)的工藝流程是先由windows系統(tǒng)進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行程序，進(jìn)入程序后，出現(xiàn)確定對壓力發(fā)生器進(jìn)行歸零的對話框后，手動(dòng)將壓力發(fā)生器調(diào)整零點(diǎn)后，按回車鍵結(jié)束歸零后，進(jìn)入系統(tǒng)菜單，選擇TK MODUS選項(xiàng)，設(shè)置壓力發(fā)生器的開關(guān)，差壓變送器比自己量程略大的壓力發(fā)生器，壓力變送器設(shè)置較為復(fù)雜，由于要加壓試漏所以不但要選比自己量程略大的發(fā)生器還要選擇三倍于自己量程的壓力發(fā)生器。選完壓力發(fā)生器后選擇標(biāo)準(zhǔn)模式，在選擇工作方式壓力變送器為P差壓變送器為DP，將選定值保存后返回系統(tǒng)菜單。然后進(jìn)入DEVICES IMPLENTATION選項(xiàng)設(shè)定儀表量程，保存后選擇通訊選項(xiàng)，對儀表放大器進(jìn)行通訊檢測，合格后對結(jié)果進(jìn)行保存并返回主菜單。然后選擇LEAKAGE TEST選項(xiàng)對每一組卡槽進(jìn)行試漏，看在加壓過程中儀表是否泄漏，自動(dòng)檢測完成后返回系統(tǒng)菜單。選擇COMPIETE TEST選項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行階段，經(jīng)過十幾個(gè)小時(shí)的TK檢測合格后在進(jìn)行TK終端測試。

TK終端測試系統(tǒng)的工藝流程是先由windows系統(tǒng)進(jìn)入終端系統(tǒng)運(yùn)行程序選擇PRESSURE CONTEOLLER –ZERO選項(xiàng)進(jìn)入后出現(xiàn)請?jiān)趦煞昼姾髮毫Πl(fā)生器進(jìn)行歸零的對話框中選擇確定，兩分鐘后在壓力變送器接口和差壓變送器卡槽通大氣的情況下進(jìn)行空氣發(fā)生器歸零，確定保存后返回主程序菜單。然后切出程序，在windows系統(tǒng)中選擇終端系統(tǒng)文件發(fā)生器程序，根據(jù)不同系列不同量程的智能表創(chuàng)建系統(tǒng)文件，保存至C盤CAP文件夾后切回終端系統(tǒng)運(yùn)行程序，選擇CHOICE OF TEST ADAPTER選項(xiàng)選擇進(jìn)行終端測試的類型壓力變送器為P差壓變送器為DP，然后選擇CHOICE OF THE PIACES選項(xiàng)選擇參加終端測試智能儀表的臺數(shù)，壓力最多能做四臺差壓最多能做兩臺。然后進(jìn)入COMPLETE TEST選項(xiàng)輸入剛才創(chuàng)建的系統(tǒng)文件的文件號系統(tǒng)將進(jìn)行自動(dòng)檢測和出廠測試。

三、結(jié)合我國實(shí)際情況對其進(jìn)行的改進(jìn)

1、在使用卡槽沿軌道推入高低溫箱的過程中原來每臺變送器都要分別的把連接的通訊用的航空插頭分別的插入通訊器中，但是為了使卡槽固定必須使勁將卡槽向固定的氣動(dòng)活塞推，使其加壓閉鎖，在這過程中我們發(fā)現(xiàn)由于閉鎖時(shí)振動(dòng)過大，很容易導(dǎo)致航空插頭松動(dòng)，可是從外部看根本看不出來，進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行時(shí)總是出現(xiàn)通訊失敗的情況，經(jīng)過一段時(shí)間的使用發(fā)現(xiàn)了上述問題。我們設(shè)想不用分別插入航空插頭進(jìn)行通訊，而是將每個(gè)卡槽內(nèi)的四臺變送器的通訊導(dǎo)線整合在一起，在卡槽頭部加入了一個(gè)普通電腦用的十七孔插頭，在氣動(dòng)活塞相對應(yīng)的位置上按一個(gè)十七孔的插座，將接入計(jì)算機(jī)的通訊導(dǎo)線接入十七孔插座，這樣一來在在推入閉鎖的時(shí)候通訊用的插頭和插座相連接，使其達(dá)到不中斷通訊的目的。

2、在使用TK檢驗(yàn)測試系統(tǒng)的過程中，發(fā)現(xiàn)160bar的變送器和別的變送器不能一起檢測，而且160bar的變送器只能做前兩個(gè)卡槽的八臺變送器，查看說明書發(fā)現(xiàn)內(nèi)置氣泵分配的起源不平衡170bar的壓力發(fā)生器氣能不足，因?yàn)閲獯罅砍痰淖兯推骱苌儆肨K檢驗(yàn)測試系統(tǒng)運(yùn)行?？墒窃谖覈?60bar的只能用TK測試系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行，因?yàn)榇罅砍痰臏y試系統(tǒng)的精度等級達(dá)不到要求。這樣一來設(shè)備的使用效率低，經(jīng)濟(jì)成本較高。我們經(jīng)過試驗(yàn)將氣泵的氣源全部引入170bar的壓力發(fā)生器完全能滿足要求，但是只要?dú)庠捶纸o另外一個(gè)壓力發(fā)生器整個(gè)系統(tǒng)就就不能全部的運(yùn)行160bar的變送器。為了提高效率，買入一臺外置氣泵供給1bar、6bar、32bar這三臺壓力發(fā)生器，內(nèi)置氣泵專供170bar壓力發(fā)生器使用。這樣一來使得設(shè)備的使用效率得到了提升，降低了一定的成本。

四、TK測試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和引入系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

TK測試系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）線形測試精度高，在進(jìn)行線性測試的時(shí)候壓力發(fā)生器給的壓力在微觀角度來說呈類似于正弦曲線，因?yàn)閴毫Πl(fā)生器只能給出一個(gè)相對恒定的值，系統(tǒng)取其兩個(gè)相對低點(diǎn)和一個(gè)相對高點(diǎn)對儀表的傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)值在轉(zhuǎn)換成電信號可以精確到小數(shù)點(diǎn)后七位，再將三個(gè)測定值平均得到的數(shù)是變送器的標(biāo)準(zhǔn)線性值，偏差一般在正負(fù)0.005ma之內(nèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.1級。（2）溫度補(bǔ)償準(zhǔn)確性強(qiáng)，系統(tǒng)溫度補(bǔ)償?shù)膮^(qū)間是零下二十五度至零上八十度，每一度都進(jìn)行線性測試將測試值寫入儀表，這樣比傳統(tǒng)的補(bǔ)償方式更加準(zhǔn)確。（3）系統(tǒng)穩(wěn)定性可靠性較高，引進(jìn)設(shè)備一年多以來，基本上沒發(fā)生過無法運(yùn)行的情況。

引入系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性：這套系統(tǒng)價(jià)格再加上技術(shù)改造的費(fèi)用一共1600萬，以前引進(jìn)原廠補(bǔ)償好的傳感器放大器比現(xiàn)在每臺多400元。

現(xiàn)在一天能做兩組變送器，每組32臺，一天刨除水電人工費(fèi)用至少可以節(jié)省2萬元，一年除去系統(tǒng)維護(hù)和星期日停電休息，工作日應(yīng)不少于300天每年可以節(jié)省600多萬，兩年半就可收回成本，實(shí)現(xiàn)純盈利。

參看文獻(xiàn)：

[1]《自動(dòng)檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)》 化學(xué)工業(yè)出版社

[2]《工業(yè)儀表測量調(diào)校》 化學(xué)工業(yè)出版社

（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）