9016型電子壓力掃描閥自動化檢定系統(tǒng)

涂斌

(北京動力機械研究所，北京100074)

0 引言

9016型電子壓力掃描閥有16個壓力通道，集成了16個壓力傳感器，能夠?qū)Χ嗤ǖ赖膲毫ν瑫r進行測量，這使得9016型電子壓力掃描閥被越來越多地應(yīng)用于發(fā)動機試驗，也給計量檢定提出了更高的要求。以往對9016型電子壓力掃描閥的檢定都是人工手動，因為壓力通道多，數(shù)據(jù)量大，不但工作強度大，效率低，且容易造成人為誤差。基于上述原因，開發(fā)研制一套9016型電子壓力掃描閥自動檢定系統(tǒng)，利用計算機對設(shè)備進行控制，自動檢定并采集數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，打印檢定證書和記錄，實現(xiàn)自動檢定的功能。

1 硬件組成和工作概述

9016型電子壓力掃描閥自動檢定系統(tǒng)的硬件由計算機、PCS-400數(shù)字壓力計和90DB數(shù)據(jù)集匯器三部分組成，附加設(shè)備有惠普GPIB卡、網(wǎng)卡、氣源 (氮氣氣瓶)、打印機和專用電纜等，如圖1所示。計算機和PCS－400型數(shù)字式壓力計通過GPIB卡進行通訊，運用遠(yuǎn)程指令對PCS－400型數(shù)字式壓力計進行控制。同時計算機和90DB數(shù)據(jù)集匯器通過網(wǎng)卡、網(wǎng)線連接，90DB數(shù)據(jù)集匯器再通過專用電纜與9016型電子壓力掃描閥連接;計算機通過90DB數(shù)據(jù)集匯器把相應(yīng)的指令發(fā)送到9016型電子壓力掃描閥 (例如推閥指令)，同時9016型電子壓力掃描閥檢定數(shù)據(jù)通過90DB數(shù)據(jù)集匯器發(fā)送給計算機;最后計算機再對檢定數(shù)據(jù)做自動處理，生成檢定記錄和證書，完成自動檢定。

圖1 9016型電子壓力掃描閥自動化檢定系統(tǒng)原理圖

2 軟件設(shè)計

9016型電子壓力掃描閥自動檢定系統(tǒng)采用Visual Basic 6.0進行設(shè)計開發(fā)。其中，90DB數(shù)據(jù)集匯器和計算機通過網(wǎng)卡和網(wǎng)線進行通訊，可以引入Visual Basic 6.0中的部件Microsoft Winsock control 6.0，運用TCP/IP通訊協(xié)議對其編程，以實現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)通訊，完成數(shù)據(jù)采集。PCS－400型數(shù)字式壓力計和計算機是通過GPIB卡進行通訊，通過查閱PCS－400型數(shù)字式壓力計使用說明書給出的指令表，按照相應(yīng)的通訊語言和通訊地址對其進行編程，通過程序控制PCS－400自動輸出標(biāo)準(zhǔn)壓力。

Visual Basic 6.0采用的是可視化面向?qū)ο缶幊?，擁有很多通用控件，可以很方便的通過GPIB接口對儀器進行控制。同時具有文本化編程軟件的強大功能。本程序中通過引用Microsoft Word 11.0 Object Library，然后用Word制作證書和記錄的模板，再應(yīng)用書簽功能把數(shù)據(jù)加載到模板中，最終生成證書和記錄。

2.1 軟件的流程

9016型電子壓力掃描閥有16個壓力通道，也就是16個壓力傳感器。另外它還有一個名稱為Supply的閥門控制口，通過它來控制掃描閥的狀態(tài)為運行和校準(zhǔn)。當(dāng)給這個控制口施加0.7 MPa左右壓力時 (一般不要超過1 MPa)閥門控制有效。(在我們檢定時掃描閥都是處于校準(zhǔn)位置的。)這時只要把標(biāo)準(zhǔn)壓力加到掃描閥的cal校準(zhǔn)口，就給16個通道都加上了同樣大小的壓力。從而對16個壓力通道同時檢定。對于需要校準(zhǔn)零點和滿度值的掃描閥，也是在校準(zhǔn)狀態(tài)時完成的。

在檢定過程中，計算機控制PCS－400型數(shù)字式壓力計給9016型電子壓力掃描閥施加標(biāo)準(zhǔn)壓力。數(shù)字壓力計判定壓力是否穩(wěn)定，如果超過等待時間，壓力仍不穩(wěn)定，計算機就會提示檢定員進行氣密性檢查;壓力穩(wěn)定后數(shù)字壓力計會把命令反饋給計算機。掃描閥各個通道的采集數(shù)據(jù)在不斷的通過專用電纜傳送到90DB，當(dāng)收到壓力穩(wěn)定的信號后，計算機就把90DB中采集到的的數(shù)據(jù)進行分析并記錄，然后再進行下一個校準(zhǔn)點的檢定。以上整個過程的順序問題通過時間控件來很好的解決。圖2是軟件的流程圖。

2.2 軟件的特性

1)軟件界面清晰，容易操作

軟件的主界面如圖3。研制這套自動化檢定系統(tǒng)的目的就是為了提高工作效率，減小勞動強度，所以軟件的設(shè)計思想就是要簡單明了、容易操作、人機交互性強。對檢定中需要錄入的信息，都有默認(rèn)上一次的功能，可以減少重復(fù)輸入。在檢定的過程中還有相應(yīng)的提示。

2)自動處理數(shù)據(jù)，并出具證書和記錄

圖2 9016電子壓力掃描閥檢定軟件流程圖

圖3 9016電子壓力掃描閥檢定軟件主界面

9016型電子壓力掃描閥由16個通道組成，可同時采集16個傳感器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理量較大。如果人工去計算的話，非常耗費時間。通過編程，把傳感器的處理方法和用到的公式寫到程序里面，通過軟件來處理數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率。按照實驗室的要求，編制了證書和記錄的模板，數(shù)據(jù)處理完畢后，自動生成證書和記錄。

3)維護性強，便于升級

軟件現(xiàn)在配備的數(shù)字壓力計是PCS－400，量程范圍0～3.5 MPa/0～500 psi，準(zhǔn)確度等級0.01級，可對滿量程為30～500 psi的9016電子壓力掃描閥進行檢定，但覆蓋不了所有掃描閥的量程。另外9016電子壓力掃描閥的更高級產(chǎn)品9116電子壓力掃描閥也已經(jīng)出現(xiàn)。為此，程序采用了大量的模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)清晰易懂，人機交互性強，方便了日后的維護和升級。

3 程序使用中需注意的問題

9016電子壓力掃描閥與90DB數(shù)據(jù)集匯器通過專用電纜連接，90DB數(shù)據(jù)集匯器與計算機是通過網(wǎng)線連接網(wǎng)卡通訊的。每一個9016電子壓力掃描閥都有一個ip地址。在進行檢定的時候，要注意將計算機的ip地址改成和掃描閥的ip地址相同的域。例如掃描閥的地址為200.200.23.16，可以將計算機的 ip地址改為200.200.23.3。這樣兩者才能進行通訊。

4 實驗驗證

該自動化檢定系統(tǒng)完成以后，針對系統(tǒng)的各項功能進行了實驗驗證，其結(jié)論為:

1)實現(xiàn)了對PCS－400數(shù)字壓力計的實時控制，在連接氣源以后，由軟件控制輸出并保持標(biāo)準(zhǔn)壓力。

2)準(zhǔn)確采集9016電子壓力掃描閥的數(shù)據(jù)。用該自動檢定系統(tǒng)與9016電子壓力掃描閥廠家自帶的軟件同時采集編號為1496C壓力掃描閥第一通道的輸出壓力值，得到的數(shù)據(jù)保持一致，如表1(因使用的9016電子壓力掃描閥由國外進口，故采集的數(shù)據(jù)使用英制單位)。

3)數(shù)據(jù)處理功能。表1中的采集數(shù)據(jù)通過軟件處理得到的結(jié)果，與人工計算的結(jié)果保持一致。

5 結(jié)束語

通過以上實驗驗證，該9016型電子壓力掃描閥自

表1 驗證數(shù)據(jù)

動化檢定系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確可靠地采集檢定數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理和打印證書，實現(xiàn)了對9016電子壓力掃描閥的自動檢定，有效地提高了檢定效率。軟件設(shè)計采用了Visual Basic 6.0可視化面向?qū)ο缶幊蹋\行穩(wěn)定，維護方便。它的開發(fā)經(jīng)驗也可以為其他的自動化檢定系統(tǒng)研制提供參考。

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