CN112611502A - 一种超微差压高精度输出装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超微差压高精度输出装置及方法，包括供气源、可程序控制压力控制器、可程控的烘箱以及计算机，供气源通过总供气管道连通多个分支供气管道，分支供气管道设置液压阀和控压器以及电磁阀，分支管道末端汇合总压力输出管道连接多个补偿变送器，补偿变送器均位于可程控的烘箱内，计算机采用IEEE488总线连接可程序控制压力控制器，可程序控制压力控制器连接控压器，计算机采用RS232总线1连接有控制电磁阀的电磁阀控制板，计算机和可程控烘箱之间依次连接有PIO控制板和气路切换模块并采用PCI总线连接，可程控烘箱连接采集隔离控制板并和计算机之间采用HART总线，可程控烘箱内置芯片并和计算机之间采用RS232总线2连接，本发明能够提升变送器测量精度。

Description

一种超微差压高精度输出装置及方法
技术领域
本发明涉及压力变送器的技术领域，尤其是指一种超微差压高精度输出装置及方法。
背景技术
目前，国内微差压变送器能够测量的最小量程只能到100Pa以上，而且精度只能达到0.3％，放眼国际能够生产制造超微差压变送器(量程100Pa以下，精度0.1％)的厂家仅罗斯蒙特一家，类似应用完全处于国内外垄断地位。众多招标中，往往会有超微差压(量程100Pa以下，精度0.1％)的供货要求，为此，国内变送器制造商会失去很多中标机会。本装置及方法为超微差压变送器的生产制造提供一种补偿方法，经过本装置补偿后，使只能测量到量程100Pa的微差压变送器可以测量到100Pa以下量程，精度可达0.1％，在精度、稳定性、可靠性方面可媲美国际顶尖的压力变送器制造商，打破了该类产品国外垄断的局面，将增加我国压力变送器产品的知名度及应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种超微差压高精度输出装置及方法，其具有使得只能测量到量程100Pa的微差压变送器可以测量到100Pa以下量程的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种超微差压高精度输出装置及方法，包括供气源、可程序控制压力控制器、可程控烘箱以及安装专用程序的计算机，所述供气源通过总供气管道连通多个分支供气管道，每个所述分支供气管道上依次设置液压阀和量程不同的控压器以及电磁阀，所述分支供气管道末端汇合连通总压力输出管道，所述总压力输出管道连通多个分支压力输出管道，所述分支压力输出管道上设置多个补偿变送器，所述分支压力输出管道上均位于可程控的烘箱内，所述计算机采用IEEE488总线连接可程序控制压力控制器，所述可程序控制压力控制器连接多个控压器，所述计算机采用RS232总线1连接有电磁阀控制板，所述电磁阀控制板连接电磁阀，所述可程控烘箱上设置有变送器电源线及串口切换控制线，所述计算机和变送器电源线及串口切换控制线之间依次连接有PIO控制板和气路切换模块，所述计算机和气路切换模块之间的连接线采用PCI总线，所述可程控烘箱连接采集隔离控制板，所述采集隔离控制板和计算机之间采用HART总线连接，所述可程控烘箱内置芯片，所述芯片和计算机之间采用RS232总线2连接。
优选的，所述补偿变送器为8个。
优选的，所述芯片为S7-200PLC。
优选的，所述分支管道为5根，所述控压器分别为量程7.2kpa控压器、量程36kpa控压器、量程200kpa控压器、量程2.4Mkpa控压器、量程16Mpa控压器。
优选的，运行计算机里安装的专用控制软件，首先用扫描枪扫描要补偿的变送器的条码并录入数据库，按通信检测功能对待补偿的变送器进行通信检测，通信正常后启动运行功能，系统进入自动补偿过程；
S1、按补偿数据库里设置好的补偿温度点通过RS232总线2启动烘箱控制箱体里的温度；
S2、当箱体里的温度达到恒定时，软件通过RS232总线1控制电磁阀控制板控制电磁阀，根据待补偿变送器的量程选择合适的控压器；
S3、通过IEEE488总线控制控压器给待补偿变送器按数据库里设定的压力补偿点依次施加压力，当施加的压力达到稳定状态时，软件通过PCI总线控制PIO/DIO控制板选择可通信的采集隔离控制电路板，通过HART总线完成补偿数据的采集，数据记录到补偿表格中；当8台变送器的第一个压力点补偿数据采集完成后，从第S3步重复，当所有的压力补偿点的数据采集完成后，从第S1步重复，当所有的温度补偿点的所有压力点采集完成后，进行计算；
S4、每台变送器按补偿表格里的采集数据根据专用补偿算法拟合出补偿系数并保存入表格中；
S5、通过HART总线依次把补偿修正系数下载到相应的变送器中；
S6、对补偿系数依次验证判断是否达到技术指标的要求，达到则判合格，否则判不合格，并形成补偿结果统计表。
综上所述，本发明的有益效果：
通过本补偿装置，在专用软件的控制下，为实现超微差压变送器的高精度输出提供一种全自动补偿方法，补偿精度高。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2是计算机控制程序的部分控制流程图；
图3是计算机控制程序的部分控制流程图。
图中标识分别为，1、供气源；11、总供气管道；12、分支供气管道；2、可程序控制压力控制器；21、控压器；3、可程控烘箱；31、总压力输出管道；32、分支压力输出管道；321、补偿变送器；33、变送器电源线及串口切换控制线；34、采集隔离控制板；35、芯片；4、计算机；5、电磁阀控制板；51、电磁阀；6、PIO控制板；61、气路切换模块。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，一种超微差压高精度输出装置及方法，包括供气源1、可程序控制压力控制器2、可程控烘箱3以及安装专用程序的计算机4，所述供气源1通过总供气管道11连通多个分支供气管道12，每个所述分支供气管道12上依次设置液压阀和量程不同的控压器21以及电磁阀51，所述分支供气管道12末端汇合连通总压力输出管道31，所述总压力输出管道31连通多个分支压力输出管道32，所述分支压力输出管道32上设置多个补偿变送器321，所述分支压力输出管道32上均位于可程控烘箱3内，所述计算机4采用IEEE488总线连接可程序控制压力控制器2，所述可程序控制压力控制器2连接多个控压器21，所述计算机4采用RS232总线1连接有电磁阀控制板5，所述电磁阀控制板5连接电磁阀51，所述可程控烘箱3上设置有变送器电源线及串口切换控制线33，所述计算机4和变送器电源线及串口切换控制线33之间依次连接有PIO控制板6和气路切换模块61，所述计算机4和气路切换模块61之间的连接线采用PCI总线，所述可程控烘箱3连接采集隔离控制板34，所述采集隔离控制板34和计算机4之间采用HART总线连接，所述可程控烘箱3内置芯片35，所述芯片35和计算机4之间采用RS232总线2连接。
所述补偿变送器321为8个。
所述芯片35为S7-200PLC。
所述分支管道为5根，所述控压器21分别为量程7.2kpa控压器21、量程36kpa控压器21、量程200kpa控压器21、量程2.4Mkpa控压器21、量程16Mpa控压器21。
参见图2和图3，图3和图2为整个流程图，运行计算机4里安装的专用控制软件，首先用扫描枪扫描要补偿的变送器的条码并录入数据库，按通信检测功能对待补偿的变送器进行通信检测，通信正常后启动运行功能，系统进入自动补偿过程；
S1、按补偿数据库里设置好的补偿温度点(总共7个补偿温度点，按顺序设定)通过RS232总线2启动烘箱控制箱体里的温度；
S2、当箱体里的温度达到恒定时，软件通过RS232总线1控制电磁阀51控制板5控制电磁阀51，根据待补偿变送器321的量程选择合适的控压器21；
S3、通过IEEE488总线控制控压器21给待补偿变送器321按数据库里设定的压力补偿点依次施加压力，当施加的压力达到稳定状态时，软件通过PCI总线控制PIO/DIO控制板选择可通信的采集隔离控制电路板(一次只有一个采集模块可HART通信，通过气路切换板卡依次完成8台变送器的采样及通信)，通过HART总线完成补偿数据的采集，数据记录到补偿表格中；当8台变送器的第一个压力点补偿数据采集完成后，从第S3步重复，当所有的压力补偿点的数据采集完成后，从第S1步重复，当所有的温度补偿点的所有压力点采集完成后，进行计算；
S4、每台变送器按补偿表格里的采集数据根据专用补偿算法拟合出补偿系数并保存入表格中；
S5、通过HART总线依次把补偿修正系数下载到相应的变送器中；
S6、对补偿系数依次验证判断是否达到技术指标的要求，达到则判合格，否则判不合格，并形成补偿结果统计表。
工作原理：整个补偿系统以超微差压传感器补偿装置为基础，配以可程控的压力机及相应的供气气路、气路控制板；可程控的烘箱3；利用HART通信技术实现数据的传输、PLC控制技术实现烘箱的控制、PCI的操作技术实现继电器板的控制；用自设计的信号采集板实现传感器信号的采集、滤波、计算；利用专用软件完成超微差压高精度输出的自动补偿，本发明能够提升变送器测量精度。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种超微差压高精度输出装置，其特征在于：包括供气源(1)、可程序控制压力控制器(2)、可程控烘箱(3)以及安装专用程序的计算机(4)，所述供气源(1)通过总供气管道(11)连通多个分支供气管道(12)，每个所述分支供气管道(12)上依次设置液压阀和量程不同的控压器(21)以及电磁阀(51)，所述分支供气管道(12)末端汇合连通总压力输出管道(31)，所述总压力输出管道(31)连通多个分支压力输出管道(32)，所述分支压力输出管道(32)上设置多个补偿变送器(321)，所述分支压力输出管道(32)上均位于可程控的烘箱(3)内，所述计算机(4)采用IEEE488总线连接可程序控制压力控制器(2)，所述可程序控制压力控制器(2)连接多个控压器(21)，所述计算机(4)采用RS232总线1连接有电磁阀控制板(5)，所述电磁阀控制板(5)连接电磁阀(51)，所述可程控烘箱(3)上设置有变送器电源线及串口切换控制线(33)，所述计算机(4)和变送器电源线及串口切换控制线(33)之间依次连接有PIO控制板(6)和气路切换模块(61)，所述计算机(4)和气路切换模块(61)之间的连接线采用PCI总线，所述可程控烘箱(3)连接采集隔离控制板(34)，所述采集隔离控制板(34)和计算机(4)之间采用HART总线连接，所述可程控烘箱(3)内置芯片(35)，所述芯片(35)和计算机(4)之间采用RS232总线2连接。
2.根据权利要求1所述一种超微差压高精度输出装置，其特征在于：所述补偿变送器(321)为8个。
3.根据权利要求2所述一种超微差压高精度输出装置，其特征在于：所述芯片(35)为S7-200PLC。
4.根据权利要求3所述一种超微差压高精度输出装置，其特征在于：所述分支管道为5根，所述控压器(21)分别为量程7.2kpa控压器(21)、量程36kpa控压器(21)、量程200kpa控压器(21)、量程2.4Mkpa控压器(21)、量程16Mpa控压器(21)。
5.根据权利要求4所述一种超微差压高精度输出方法，其特征在于：运行计算机(4)里安装的专用控制软件，首先用扫描枪扫描要补偿的变送器的条码并录入数据库，按通信检测功能对待补偿的变送器进行通信检测，通信正常后启动运行功能，系统进入自动补偿过程；
S1、按补偿数据库里设置好的补偿温度点通过RS232总线2启动可程控烘箱(3)控制箱体里的温度；
S2、当箱体里的温度达到恒定时，软件通过RS232总线1控制电磁阀控制板(5)控制电磁阀(51)，根据待补偿变送器(321)的量程选择合适的控压器(21)；
S3、通过IEEE488总线控制控压器(21)给待补偿变送器(321)按数据库里设定的压力补偿点依次施加压力，当施加的压力达到稳定状态时，软件通过PCI总线控制PIO/DIO控制板选择可通信的采集隔离控制电路板通过HART总线完成补偿数据的采集，数据记录到补偿表格中；当8台变送器的第一个压力点补偿数据采集完成后，从第S3步重复，当所有的压力补偿点的数据采集完成后，从第S1步重复，当所有的温度补偿点的所有压力点采集完成后，进行计算；
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