CN113155240A - 一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法 - Google Patents

一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法 Download PDF

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Abstract

一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法，包括以下步骤：1）设置通讯协议类型；2）获取待标定的雷达物位计的仪表信息，所述仪表信息包括仪表类型、传感器类型、工位号、标定量程；3）根据所述仪表信息，设置待标定的雷达物位计的误差阈值；4）按照下列步骤对待标定的雷达物位计进行校准：①选取多个距待标定的雷达物位计的实际距离不同的被测面；②利用待标定的雷达物位计测量多个被测面的实际距离，得到显示距离，并读取待标定的雷达物位计对应实际距离的实际电流值；③若被测面的实际距离与显示距离之差的绝对值均大于误差阈值，则将步骤②中得到的实际电流值替换待标定的雷达物位计中存储的该显示距离对应的理论电流值。

Description

一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法
技术领域
本发明涉及工业自动化控制领域，具体涉及一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法。
背景技术
雷达物位计利用天线发射微波，接受被测物料面反射的回波后，根据回波从物料面反射回来经过的时间长短来计算物料面位置。由于雷达物位计测量范围较大，难以用真实物料进行标定实验，故在雷达物位计的标定实验中常常采用反射板模拟物位面对雷达物位计发射的信号进行反射，通过调节反射板的距离来模拟物位面的变化对雷达物位计进行精度测试和校准。
目前，雷达物位计是物位测量市场的高端主流产品，应用厂家要求雷达物位计的生产厂家提供雷达物位计的出厂精度测试记录或报告，而雷达物位计的出厂标定实验过程复杂，利用雷达物位计标定装置对待标定的雷达物位计进行标定时，人工肉眼对雷达物位计标定装置中反射板的位置进行判断后，对待标定的雷达物位计的测试距离对应的理论电流值进行调整，不但步骤繁琐，生产效率极低，质量管控中的人为影响因素大，质量难以控制，而且对于最大测量距离 30 m 以上的雷达物位计，由于距离太大，难以模拟实际距离，只能采用定性的标定方法对雷达物位计的测量精度进行校准。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法，在雷达物位计的标定过程中，利用计算机进行控制处理，自动检测标定过程的通讯是否正常，自动对雷达物位计进行电流和物位标定，实现雷达物位计调试过程中的全自动化，减少生产过程中的人为影响因素，便于雷达物位计的后期质量跟踪和管控，降低了雷达物位计的生产成本。
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法，包括以下步骤：
1）设置通讯协议类型；
2）获取待标定的雷达物位计的仪表信息，所述仪表信息包括仪表类型、传感器类型、工位号、标定量程；
3）根据所述仪表信息，设置待标定的雷达物位计的误差阈值；
4）按照下列步骤对待标定的雷达物位计进行校准：
① 选取多个距待标定的雷达物位计的实际距离不同的被测面；
② 利用待标定的雷达物位计测量多个被测面的实际距离，得到显示距离，并读取待标定的雷达物位计对应实际距离的实际电流值；
③ 若被测面的实际距离与显示距离之差的绝对值均大于误差阈值，则将步骤②中得到的实际电流值替换待标定的雷达物位计中存储的该显示距离对应的理论电流值。
所述通讯协议类型包括 HART协议、Modbus协议、FF协议，以及PROFIBUS-PA协议。
所述全自动控制方法采用单片机或者计算机进行，所述理论电流值存储在待标定的雷达物位计的存储芯片中。
所述标定量程为0～20m。
对待标定的雷达物位计进行校准前，按照下列步骤对待标定的雷达物位计的理论电流值进行校准：
1）读取待标定的雷达物位计中显示距离对应的理论电流值；
2）读取待标定的雷达物位计电流输出端输出的输出电流值；
3）当显示距离对应的理论电流值与输出电流值不一致时，自动调整输出电流值与理论电流值一致，计算机或单片机可以通过雷达物位计标定装置中的采样模块（如采样电阻和信号采集电路）对待标定的雷达物位计的电流输出端的电压或者电流进行采样，并通过雷达物位计标定装置中的电流调整模块对输出电流值进行微调，以保证在同样的显示距离下，对应的理论电流值与输出电流值相同。
所述被测面的实际距离用激光测距仪确定。
对待标定的雷达物位计进行校准前，自动判断所述雷达物位计的仪表通讯状态是否正常，具体需要判断的通讯状态如下：
1）标定装置与待标定的雷达物位计的通讯检测是否正常；
2）待标定的雷达物位计与电源设备通讯是否正常，且电源的输入电压是否满足待标定的雷达物位计的工作电压；
3）待标定的雷达物位计与雷达物位计标定装置的采样模块（如采样电阻和信号采集电路）通讯是否正常；
4）激光测距仪与标定装置的通讯是否正常；
5）雷达物位计标定装置中的反射板和对应的按键是否一致；
6）服务器检测：数据上传通道测试是否正常；
若有所述雷达物位计的仪表通讯状态不正常，雷达物位计标定装置的通讯操作报警状态指示灯的红灯亮，表示测试异常，若雷达物位计标定装置的通讯操作报警状态指示灯的绿灯亮，表示测试正常，若雷达物位计标定装置正在测试中，所述通讯操作报警状态指示灯的红灯闪烁。
对待标定的雷达物位计进行校准前，对待标定的雷达物位计设置唯一标定编号。
所述仪表信息用条形码表示。
所述条形码为二维条形码。
本发明包含如下有益效果：
按照下列步骤对待标定的雷达物位计进行校准：
① 选取多个距待标定的雷达物位计的实际距离不同的被测面；
② 利用待标定的雷达物位计测量多个被测面的实际距离，得到显示距离，并读取待标定的雷达物位计对应实际距离的实际电流值；
③ 若被测面的实际距离与显示距离之差的绝对值均大于误差阈值，则将步骤②中得到的实际电流值替换待标定的雷达物位计中存储的该显示距离对应的理论电流值。
利用计算机进行控制处理，自动检测标定过程的通讯是否正常，自动对雷达物位计进行电流和物位标定，实现雷达物位计调试过程中的全自动化，减少生产过程中的人为影响因素，便于雷达物位计的后期质量跟踪和管控，降低了雷达物位计的生产成本。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法，包括以下步骤：
1）设置通讯协议类型；本实施例中，所述通讯协议类型包括 HART协议、Modbus协议、FF协议，以及PROFIBUS-PA协议。
2）获取待标定的雷达物位计的仪表信息，所述仪表信息包括仪表类型、传感器类型、工位号、标定量程，本实施例中，所述仪表信息用条形码表示，当然，更优选的，采用条形码中的二维条形码更佳，可以包含更多的仪表信息内容。
3）根据所述仪表信息，设置待标定的雷达物位计的误差阈值；本实施例中，所述误差阈值可以根据中华人民共和国机械行业标准JB/T13252《微波（雷达）物位计》获得。
对待标定的雷达物位计进行校准前，对待标定的雷达物位计设置唯一标定编号，便于雷达物位计的后期质量跟踪和管控。
4）按照下列步骤对待标定的雷达物位计进行校准：
① 选取多个距待标定的雷达物位计的实际距离不同的被测面；
② 利用待标定的雷达物位计测量多个被测面的实际距离，得到显示距离，并读取待标定的雷达物位计对应实际距离的实际电流值；
③ 若被测面的实际距离与显示距离之差的绝对值均大于误差阈值，则将步骤②中得到的实际电流值替换待标定的雷达物位计中存储的该显示距离对应的理论电流值。
本实施例中，所述标定量程为0～20m，故实际距离与显示距离均在0～20m内。
本实施例中，所述全自动控制方法采用单片机或者计算机进行，所述理论电流值存储在待标定的雷达物位计的存储芯片中。
对待标定的雷达物位计进行校准前，按照下列步骤对待标定的雷达物位计的理论电流值进行校准：
1）读取待标定的雷达物位计中显示距离对应的理论电流值；
2）读取待标定的雷达物位计电流输出端输出的输出电流值；
3）当显示距离对应的理论电流值与输出电流值不一致时，自动调整输出电流值与理论电流值一致，计算机或单片机可以通过雷达物位计标定装置中的采样模块（如采样电阻和信号采集电路）对待标定的雷达物位计的电流输出端的电压或者电流进行采样，并通过雷达物位计标定装置中的电流调整模块对输出电流值进行微调，以保证在同样的显示距离下，对应的理论电流值与输出电流值相同。
本实施例中，待标定的雷达物位计利用12位DA输出相应码值来输出电流，雷达物位计标定装置将输出的电流，如（4～20）mA电流信号转换为物位测量值。
所述被测面的实际距离用激光测距仪确定。
对待标定的雷达物位计进行校准前，自动判断所述雷达物位计的仪表通讯状态是否正常，具体需要判断的通讯状态如下：
1）标定装置与待标定的雷达物位计的通讯检测是否正常；
2）待标定的雷达物位计与电源设备通讯是否正常，且电源的输入电压是否满足待标定的雷达物位计的工作电压；
3）待标定的雷达物位计与雷达物位计标定装置的采样模块（如采样电阻和信号采集电路）通讯是否正常；
4）激光测距仪与标定装置的通讯是否正常；
5）雷达物位计标定装置中的反射板和对应的按键是否一致；
6）服务器检测：数据上传通道测试是否正常；
若有所述雷达物位计的仪表通讯状态不正常，雷达物位计标定装置的通讯操作报警状态指示灯的红灯亮，表示测试异常，若雷达物位计标定装置的通讯操作报警状态指示灯的绿灯亮，表示测试正常，若雷达物位计标定装置正在测试中，所述通讯操作报警状态指示灯的红灯闪烁。
当然，根据不同的现场工况，可以选择不同的算法，使待标定的雷达物位计的测量精度更高，测试过程更加稳定。
雷达物位计的测量范围由制造商自行规定，在此范围内，物位计应能正常工作，并满足基本性能要求。
物位计的最大测量距离不受限制。
物位计的最小测量距离应符合下列要求：
最大测量距离在20 m及以内的物位计，其最小测量距离不大于0.5 m；
最大测量距离在20 m以上的物位计，其最小测量距离不大于1 m。
由于雷达物位计的电流值与距离之间存在线性关系，故只需要在标定量程内对待标定的雷达物位计进行校准，该雷达物位计在测量范围内的测量精度就可以得到保证。
采用本发明对雷达物位计进行出厂标定实验，不需要人工肉眼对雷达物位计标定装置中反射板的位置进行判断，过程简单，效率极高，质量管控中的人为影响因素小，对于最大测量距离 30 m 以上的雷达物位计，也可以采用定量标定方法对雷达物位计的测量精度进行校准后，自动生成雷达物位计的出厂精度测试记录与标定校准报告，并上传到云端以供不同权限的人员进行查看和分析比较。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）设置通讯协议类型；
2）获取待标定的雷达物位计的仪表信息，所述仪表信息包括仪表类型、传感器类型、工位号、标定量程；
3）根据所述仪表信息，设置待标定的雷达物位计的误差阈值；
4）按照下列步骤对待标定的雷达物位计进行校准：
① 选取多个距待标定的雷达物位计的实际距离不同的被测面；
② 利用待标定的雷达物位计测量多个被测面的实际距离，得到显示距离，并读取待标定的雷达物位计对应实际距离的实际电流值；
③ 若被测面的实际距离与显示距离之差的绝对值均大于误差阈值，则将步骤②中得到的实际电流值替换待标定的雷达物位计中存储的该显示距离对应的理论电流值。
2.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：所述通讯协议类型包括HART协议、Modbus协议、FF协议，以及PROFIBUS-PA协议。
3.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：所述全自动控制方法采用单片机或者计算机进行，所述理论电流值存储在待标定的雷达物位计的存储芯片中。
4.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：所述标定量程为0～20m。
5.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：对待标定的雷达物位计进行校准前，按照下列步骤对待标定的雷达物位计的理论电流值进行校准：
1）读取待标定的雷达物位计中显示距离对应的理论电流值；
2）读取待标定的雷达物位计电流输出端输出的输出电流值；
3）当显示距离对应的理论电流值与输出电流值不一致时，自动调整输出电流值与理论电流值一致。
6.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：所述被测面的实际距离用激光测距仪确定。
7.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：对待标定的雷达物位计进行校准前，自动判断所述雷达物位计的仪表通讯状态是否正常。
8.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：对待标定的雷达物位计进行校准前，对待标定的雷达物位计设置唯一标定编号。
9.根据权利要求 1 所述的全自动控制方法，其特征在于：所述仪表信息用条形码表示。
10.根据权利要求 9所述的全自动控制方法，其特征在于：所述条形码为二维条形码。
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