集中供壓式壓力綜合自動(dòng)檢定系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

陳 劍

中國石油大慶石油管理局有限公司技術(shù)監(jiān)督中心 （黑龍江 大慶 163453）

中國石油大慶石油管理局有限公司技術(shù)監(jiān)督中心計(jì)量檢定測試所壓力實(shí)驗(yàn)室主要負(fù)責(zé)油田壓力儀器儀表的檢定和校準(zhǔn)工作，年工作量4.5萬臺(tái)件，其中實(shí)驗(yàn)室檢定3.5萬臺(tái)件。工作繁忙時(shí)壓力標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備不能完全滿足檢定需要，經(jīng)常面臨檢定設(shè)備不夠用，人員無設(shè)備使用的情況，無法有效提高檢定質(zhì)量和效率，滿足不了油田壓力計(jì)量和不斷增加的檢定業(yè)務(wù)量的需要[1]。原有的主要檢定校準(zhǔn)方式為人工操作壓力源手動(dòng)造壓，通過被檢表與標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行比較完成壓力檢定工作，檢定過程中逐點(diǎn)打壓消耗大量工作時(shí)間，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大效率難以提高。壓力實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有各類壓力泵及壓力源15臺(tái)件，各類數(shù)顯壓力標(biāo)準(zhǔn)16臺(tái)件，活塞壓力計(jì)7臺(tái)件，壓力自動(dòng)檢定裝置一套。現(xiàn)有的壓力自動(dòng)檢定裝置只能進(jìn)行單個(gè)儀表的檢定工作，單套裝置價(jià)格達(dá)幾十萬元，設(shè)備投資大難以進(jìn)行大規(guī)模的購置和配備，短時(shí)間無法徹底解決問題。

針對(duì)以上問題，研發(fā)了集中供壓式壓力綜合自動(dòng)檢定系統(tǒng)。通過開展集中式壓力站在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用解決壓力實(shí)驗(yàn)室檢定中存在的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)造壓，實(shí)現(xiàn)多接口同時(shí)檢定。既提高了檢定效率，降低了檢定員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又節(jié)約了設(shè)備投資，為壓力檢定工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化檢定提供了技術(shù)基礎(chǔ)保障。

1 工作原理及功能

由具有自動(dòng)啟停功能的空氣壓縮機(jī)（含主機(jī)和備用機(jī)）及儲(chǔ)壓罐組成集中供壓式壓力站[2]。作為整個(gè)系統(tǒng)的壓力源，能夠?qū)崿F(xiàn)通過多管路將額定壓力下的壓縮空氣輸出到各操作崗位。只要開啟閥門即可開展壓力檢定工作，方式類似各家使用自來水一樣方便，且操作間清潔無噪音。

人工壓力操作臺(tái)由數(shù)字顯示儀表、手動(dòng)氣體調(diào)節(jié)控制器構(gòu)成。由于不需要人工打壓，檢定員只需調(diào)節(jié)旋鈕就可以輕松快速調(diào)節(jié)控制輸出不同壓力值，達(dá)到高效檢定壓力表的目的。

自動(dòng)壓力操作臺(tái)由全自動(dòng)壓力控制器構(gòu)成，檢定員只需將被檢壓力變送器連接到控制器上，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儀表的全自動(dòng)檢定。

每個(gè)操作臺(tái)均配備獨(dú)立電腦，并安裝有壓力自動(dòng)檢定軟件。對(duì)于壓力變送器等自動(dòng)壓力儀表可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)檢定。普通壓力表只需檢定員讀數(shù)后使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊屏幕就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)錄入，并自動(dòng)進(jìn)行結(jié)果計(jì)算得出檢定結(jié)論，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定功能。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 壓力綜合自動(dòng)檢定系統(tǒng)的構(gòu)成

壓力綜合自動(dòng)檢定系統(tǒng)主要由硬件部分及軟件部分構(gòu)成。壓力檢定裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖1，壓力檢定裝置的構(gòu)成見表1。

圖1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

表1 壓力檢定裝置構(gòu)成列表

方案組成：由壓力站檢定裝置及壓力檢定系統(tǒng)軟件兩部分組成。壓力站檢定裝置由壓力源、壓力傳輸管路、壓力控制檢定裝置及配套部件組成。

①壓力源完成了造壓裝置、過濾裝置、儲(chǔ)氣裝置的設(shè)計(jì)開發(fā)，保證了裝置的小型化、易用性及可靠性，完全能夠滿足設(shè)計(jì)需要；②壓力管路，通過合理設(shè)計(jì)，完成了管路布局方案，各路輸出都有單獨(dú)截?cái)嗫刂?，保證管路暢通，縮小管路體積，能夠滿足應(yīng)用需要[3]；③壓力控制調(diào)節(jié)單元通過手動(dòng)壓力調(diào)節(jié)控制單元及自動(dòng)壓力控制器的開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高效快捷精準(zhǔn)的壓力控制，能夠滿足應(yīng)用需要；④壓力表快速接口采用了高效快速的插拔式壓力連接接口，設(shè)計(jì)使用了多接口連接臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了多表同時(shí)檢定功能，滿足了應(yīng)用需要。

2.2 壓力檢定軟件技術(shù)實(shí)施方案

軟件系統(tǒng)技術(shù)方案見圖2、圖3，符合壓力儀表的檢定規(guī)程要求。該方案實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢定功能及手動(dòng)檢定功能；與中心信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；具有二維碼管理功能系統(tǒng)；能夠?qū)崿F(xiàn)檢定多塊儀表（至少4塊）的功能；電子化記錄符合計(jì)量管理要求；壓力綜合自動(dòng)檢定軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了壓力儀表自動(dòng)檢定功能，使用界面人性化設(shè)計(jì)，以方便快捷檢定為中心[4]。引入了標(biāo)尺、反校等概念，大大提高了檢定效率，實(shí)現(xiàn)了多表同時(shí)檢定功能。

3 應(yīng)用效果

該項(xiàng)目應(yīng)用在計(jì)量檢定測試所壓力實(shí)驗(yàn)室，共有2臺(tái)空氣壓縮機(jī)、3臺(tái)半自動(dòng)壓力控制器、2臺(tái)全自動(dòng)壓力控制器、5臺(tái)裝有檢定軟件的計(jì)算機(jī)、15個(gè)配有快速接頭的表位，可同時(shí)檢定10塊壓力儀表。在應(yīng)用期間，空氣站工作穩(wěn)定，造壓迅速，控壓準(zhǔn)確，操作簡潔，整套設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，共完成1 100余塊壓力表，以及124臺(tái)壓力變送器的檢定。檢定人員反饋該壓力檢定系統(tǒng)在新的空氣站項(xiàng)目應(yīng)用過程中達(dá)到了預(yù)期的效果，工作效率大幅提高。經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員系統(tǒng)培訓(xùn)后，通過使用空氣站檢定壓力表，單塊表的檢定時(shí)間由原來的15～18 min，縮短到7～8 min，較之前每天可多檢定17～20塊壓力表。而且由于使用了快速接頭和旋鈕調(diào)節(jié)壓力，檢定人員的拆裝儀表和升壓降壓等重復(fù)性動(dòng)作的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低[5]?？諝庹臼褂眠^程中，空氣壓縮機(jī)供氣量足，噪音很小，安全系數(shù)很高。軟件方面，數(shù)據(jù)錄入十分方便，原始記錄也通過電子文檔形式生成并保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，既方便隨時(shí)查閱，又節(jié)約了填寫原始記錄的時(shí)間。生成電子記錄的同時(shí)可將儀表信息錄入中心的計(jì)量管理系統(tǒng)直接生成檢定證書，從而節(jié)約了出具證書的時(shí)間。

圖2 全自動(dòng)檢定系統(tǒng)圖

圖3 人工半自動(dòng)檢定系統(tǒng)圖

4 結(jié)論

壓力綜合自動(dòng)檢定系統(tǒng)的應(yīng)用能夠完成壓力儀表的快速、自動(dòng)化檢定，實(shí)現(xiàn)壓力檢定的自動(dòng)化、電子化、信息化。通過開展集中供壓式壓力站在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用解決以上存在的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了快速自動(dòng)造壓，實(shí)現(xiàn)了多接口同時(shí)檢定，既提高了檢定效率，降低了檢定員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又節(jié)約了設(shè)備投資，為壓力檢定工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化檢定提供了技術(shù)基礎(chǔ)保障。