張國偉

（晉中職業(yè)技術(shù)學院，山西 晉中 030600）

壓力儀表是一種常見的儀表，主要用于測量壓力，再將壓力信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栞敵?，對調(diào)整壓力環(huán)境有重要意義[1-3]，壓力儀表校正難度較高，負荷會發(fā)生動態(tài)變化，為了解決自動化調(diào)試問題，需要采用一種有效的PLC自動化調(diào)試技術(shù)[4]。大多數(shù)自動化調(diào)試技術(shù)都需要應(yīng)用相應(yīng)的自動化調(diào)試平臺，常規(guī)的自動化調(diào)試平臺主要由多種模塊組成[4-6]。相關(guān)研究人員針對壓力儀表自動化調(diào)試特點采用了多種壓力儀表PLC自動化調(diào)試技術(shù)，但大多數(shù)調(diào)試技術(shù)都需要使用MSComm控件連接API儀表通信接口[7-8]，易受異步通信復雜性影響，導致壓力儀表檢定誤差較高，不符合壓力儀表的運行需求，因此，為了提高壓力儀表檢定精度，本文基于串口通信提出了一種全新的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法。

1 基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法設(shè)計

1.1 基于串口通信搭設(shè)壓力儀表PLC自動化調(diào)試臺

采用串口通信可以有效接收壓力儀表的PLC調(diào)試數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)傳輸至接收端，因此，其可以降低異步通信復雜度，提高壓力儀表的檢定精度。本文基于串口通信設(shè)計了一個有效的壓力儀表PLC自動化調(diào)試臺[9]。在壓力儀表PLC自動化調(diào)試的過程中，受校準器調(diào)試難度的影響，整體調(diào)試誤差較高，因此，本文中將S7-1200作為核心調(diào)試控制器，利用串口通信技術(shù)完成調(diào)試編程與數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)全自動調(diào)試。

本文搭建的壓力儀表PLC自動化調(diào)試臺主要由氣源中心、壓力控制器等組成，可以為待調(diào)試的壓力儀表創(chuàng)設(shè)一個良好的調(diào)試環(huán)境，提供穩(wěn)壓壓強，該壓力儀表PLC自動化調(diào)試臺組成如圖1所示。

圖1 PLC自動化調(diào)試臺

由圖1可知，該PLC自動化調(diào)試臺的氣源裝置主要為待測壓力儀表創(chuàng)設(shè)環(huán)境，壓力控制器負責調(diào)整恒定壓力值[10]，中央控制器可以定點控制壓力值，將其發(fā)送至壓力儀表。該自動化調(diào)試臺可以實現(xiàn)升降壓循環(huán)，完成壓力數(shù)據(jù)交換，根據(jù)壓力儀表的PLC自動化調(diào)試需求，自動化調(diào)試中央控制器選取WinCC組態(tài)軟件，可以手動/自動獲取調(diào)試點，確定調(diào)試等級，再通過觸摸屏調(diào)試界面，實現(xiàn)自動調(diào)試。

1.2 壓力儀表自動調(diào)試裝置

為了實現(xiàn)壓力儀表自動化控制，本文選擇了機械傳動裝置，設(shè)計了符合調(diào)試需求的壓力儀表自動調(diào)試裝置。本文設(shè)計的自動調(diào)試裝置主要由傳動裝置、原動機等組成，可以根據(jù)運動形式變化處理傳動裝置，提高了自動化調(diào)試的可靠性，該自動化調(diào)試裝置的主要組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 自動化調(diào)試裝置主要組成結(jié)構(gòu)

由圖2可知，該自動化調(diào)試裝置主要由電機、法蘭、垂直軸等組成，電機可以快速帶動法蘭滑塊移動進行調(diào)試定位，在調(diào)試過程中電機需要與聯(lián)軸器相連。

為了提高最終的調(diào)試精度，本文選取了自動調(diào)試垂直軸參數(shù)，首先計算數(shù)值軸向質(zhì)量：

2 實驗

為了驗證該基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法的應(yīng)用效果，下面配置實驗環(huán)境，將其與文獻一、文獻二中介紹的兩種常規(guī)的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法進行對比實驗。

2.1 實驗準備

結(jié)合壓力儀表PLC自動化調(diào)試技術(shù)的實驗需求，本次選取EYBHD全自動壓力校驗臺作為實驗平臺，該實驗平臺如圖3所示。

圖3 EYBHD實驗平臺

由圖3可知，該實驗平臺的測量范圍為0～60 MPa（油壓）、0～40 MPa（水壓），整體分辨率較高，為1/10 000，可以有效識別自動化調(diào)試圖像，測量精度為0.05%，為了提高實驗的可靠性，EYBHD全自動壓力校驗臺使用220 V±10% 50 Hz電源，選用RS-232接口，在實驗過程中，需要保證工作環(huán)境溫度在20±5℃范圍內(nèi)。

在實驗開始前，需要預先設(shè)定EYBHD全自動壓力校驗臺的量程范圍，即調(diào)整實驗平臺的分度值，安裝有效的數(shù)字壓力模塊，完成CCD準確對焦。此時實驗壓力表盤能完整清晰地顯示在計算機屏幕中，可以運行壓力檢定軟件，輸入檢定信息。待檢定信息設(shè)置完畢后，可以根據(jù)三點集合原理調(diào)整實驗壓力儀表處于零刻度線位置，開始進行自動識別。待識別完成后，單擊開始檢定按鈕，此時可以實時輸出檢定結(jié)果。待檢定完成后，相關(guān)的實驗信息會自動保存至數(shù)據(jù)庫中，此時可以輸出本次實驗的檢定結(jié)果。

2.2 實驗結(jié)果與討論

完成上述的實驗準備后，可以進行PLC自動化調(diào)試實驗，即分別使用本文設(shè)計的基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法，文獻一介紹的多規(guī)格法蘭式隔膜壓力儀表自動化調(diào)試方法，以及文獻二介紹的串口通信壓力儀表自動調(diào)試方法進行調(diào)試實驗，得到三種方法調(diào)試后的檢定結(jié)果，如表1所示。

由表1可知，在相同的檢定條件下，采用本文介紹的基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法調(diào)試后檢定升壓值與降壓值和標準器壓力值0.00、0.40、0.80、1.20、1.60一致，且不存在輕敲位移；采用文獻一介紹的多規(guī)格法蘭式隔膜壓力儀表自動化調(diào)試方法的輕敲位移略低于采用文獻二介紹的串口通信壓力儀表自動調(diào)試方法，但兩者的升壓值和降壓值與標準器壓力值相差較大。上述實驗結(jié)果證明，本文設(shè)計的基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法的調(diào)試效果較好，檢定誤差較小，具有準確性，有一定的應(yīng)用價值。

3 結(jié)束語

壓力儀表的自動化調(diào)試難度較高，經(jīng)常出現(xiàn)較大的檢定誤差，不利于壓力儀表的有效運行，因此，本文基于串口通信設(shè)計了一種全新的壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法。實驗結(jié)果表明，該壓力儀表PLC自動化調(diào)試方法的調(diào)試效果較好，具有準確性，有一定的應(yīng)用價值，對提高壓力儀表的運行安全性具有參考價值。