西門子TK出廠測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用

程林旺

摘要：簡(jiǎn)要的介紹了西門子TK測(cè)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(guó)儀表行業(yè)現(xiàn)狀對(duì)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(cè)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(cè)試系統(tǒng)和TK終端測(cè)試系統(tǒng)組成。TK檢驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)主要由富士通EC500型工控計(jì)算機(jī)、四臺(tái)REOCK-TSG630型壓力發(fā)生器系統(tǒng)內(nèi)置氣泵一臺(tái)、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(cè)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(cè)試系統(tǒng)主要由富士通EC600型工控計(jì)算機(jī)、一臺(tái)DRUCK-TSG1155C型壓力發(fā)生器、一臺(tái)DRUCK-TSG1155D型壓力發(fā)生器、一臺(tái)DRUCK-TSG1155H型壓力發(fā)生器、內(nèi)置氣泵一臺(tái)、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(cè)試系統(tǒng)外觀設(shè)備組成圖

TK檢驗(yàn)測(cè)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(duì)儀表進(jìn)行高低溫補(bǔ)償，將數(shù)據(jù)寫入儀表后再對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試，合格后計(jì)算機(jī)打出檢測(cè)報(bào)告。

二、TK系統(tǒng)的工藝流程

TK檢驗(yàn)測(cè)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(duì)壓力發(fā)生器進(jìn)行歸零的對(duì)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(duì)儀表放大器進(jìn)行通訊檢測(cè)，合格后對(duì)結(jié)果進(jìn)行保存并返回主菜單。然后選擇LEAKAGE TEST選項(xiàng)對(duì)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(cè)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(cè)合格后在進(jìn)行TK終端測(cè)試。

TK終端測(cè)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(qǐng)?jiān)趦煞昼姾髮?duì)壓力發(fā)生器進(jìn)行歸零的對(duì)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(cè)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(cè)試智能儀表的臺(tái)數(shù)，壓力最多能做四臺(tái)差壓最多能做兩臺(tái)。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(hào)系統(tǒng)將進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和出廠測(cè)試。

三、結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況對(duì)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(lái)每臺(tái)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(lái)，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?cè)O(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(tái)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(duì)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(lái)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(cè)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(cè)，而且160bar的變送器只能做前兩個(gè)卡槽的八臺(tái)變送器，查看說(shuō)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?guó)外大量程的變送器很少用TK檢驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行?？墒窃谖覈?guó)160bar的只能用TK測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行，因?yàn)榇罅砍痰臏y(cè)試系統(tǒng)的精度等級(jí)達(dá)不到要求。這樣一來(lái)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(tái)外置氣泵供給1bar、6bar、32bar這三臺(tái)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(lái)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(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和引入系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

TK測(cè)試系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）線形測(cè)試精度高，在進(jìn)行線性測(cè)試的時(shí)候壓力發(fā)生器給的壓力在微觀角度來(lái)說(shuō)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(duì)恒定的值，系統(tǒng)取其兩個(gè)相對(duì)低點(diǎn)和一個(gè)相對(duì)高點(diǎn)對(duì)儀表的傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)值在轉(zhuǎn)換成電信號(hào)可以精確到小數(shù)點(diǎn)后七位，再將三個(gè)測(cè)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(jí)。（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(cè)試將測(cè)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(lái)，基本上沒發(fā)生過無(wú)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(wàn)，以前引進(jìn)原廠補(bǔ)償好的傳感器放大器比現(xiàn)在每臺(tái)多400元。

現(xiàn)在一天能做兩組變送器，每組32臺(tái)，一天刨除水電人工費(fèi)用至少可以節(jié)省2萬(wàn)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(wàn)，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(cè)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(cè)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）