自动化仪表校验系统的应用与设计

自动化仪表校验系统的应用与设计

郑恺

湖南五凌电力工程有限公司 湖南 长沙 410000

摘要：为了保证生产过程安全、可靠的运行,要随时对生产过程中使用的仪表进行维护和校准。传统的将生产过程中使用的仪表拿回实验室进行校准的方法已不能满足生产的要求,取而代之的是在现场直接对仪表进行校准。

关键词：仪表校验

1.系统设计的原则与组成

在设计研究系统时，要把组成系统需要的设备原则定为利用现有设备，降低额外的投资成本，建造测试系统时应用智能仪器GPIB总线模式，在自动化校准系统的建造开始时，把标准源与数字多用表按照要求标准开机预热，其次与硬件设备相关联，启动计算机，探寻测试系统中的物理地址分配状况，依据其搜索到的每个仪器地址，在校准软件开始运行时，设置标准正确的地址配置。

1.1初始化设置板块

双击对应的自动化校准程序图标，启动系统，进入到测试系统的主界面，其主界面的风格应该以简洁实用为基准，在系统左侧应该是各个功能按钮。最初进入的是初始化设置模板。初始化模板要被设置成测试设备的校准项目，选择设置要被校准仪器和标准源的GPIB地址，选择是不是被第一次测试，这个功能的目的是为了保存完好的测量数据，杜绝因发生意外导致测量数据的丢失或损坏，来需要重新进行测试的问题。选择语言种类，选择校准、检查，选择要被测试设备的具体名称，这时就完成了初始化设置。

1.2 数据采集动态显示模块

此模块的具体主要功能包括：初始化仪器、设置仪器状态、测量数值、动态显示数据、数据保存、数据结果审定等。自动化数据采集过程是全部模拟人工测量过程进行测量的。此模块中的数据表现位数、数据量程等全是根据测试对仪器要求而自主产生的，其中包括数据结果审定也是自动完成的。程序在运行过程中把不符合标准的数据用红色字体体现出来，促使计量员可以在看到测量结果时很轻易地发现此数据不符合标准。

1.3证书和原始记录生成模板

此程序会自主生成证书与原始记录，这给计量员在工作中带来了很大的方便，并且解决了因为人为操作问题造成的失误，在一定程度上缓解了工作人员的工作压力。计量员只需要在证书生成模板的显示面板上输入仪器信息、校准信息和校准项目，此程序就可以自动产生相对应的校准证书及原始记录。

2.自动化校准系统

校准的一般步骤是:预热仪器(包括被校仪器以及标准源);设置仪器的状态,进行测量记录数据;数据结果判定并给出结论;自动形成校准证书和原始记录。自动化校准系统的具体实现过程首先,标准源和数字多用表按照要求开机预热,连接硬件设备(GPIB 卡、488 电缆等),硬件连接完成后,启动计算机,搜寻整个测试系统的物理地址分配情况,根据搜索到的各个仪器地址,在校准软件运行时,设置正确的地址配置。①初始化设置模块。双击相应的自动 化校准程序图标,系统启动,进入测试系统主界面,主界面的风格以简捷实用为主,左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目,设置被校仪器和标准源的 GPIB 地址,选择是否是首次测试,此功能的目的是为了保存测量的数据,防止意外发生使测量数据丢失,需要重新进行测试。选择中英文语言,选择校准、检定,选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。②数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括:初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据、数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的。仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从 NI 网站上下载,程序员也可以根据仪器编程说明书提供的 SCPI 语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的,数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示,使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。③证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录,给计量员的工作带来极大的便利,而且消除了人为操作易产生的出错,解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息,校准项目,选择相应的证书摸板,程序即可自动生成相应的校

准证书和原始记录。证书模块的前面板。

3. 校验系统的发展趋势

3.1构造简洁

其结构的设计越来越简洁，从现在发展最迅速的3种流量仪表（电磁、科氏、超声）来看，机械构建结构都是十分简便，其管道内既没有转动件，也没有节流配件。

3.2功能力求完善

伴随着计算机、通信技术的快速发展，流量仪表的功能也日益趋向完善、全面，以前很多机械部分产生的疑难问题，在依靠电子软件的情况下轻松解决。

3.3 安装日渐简便

随着工业自动化产业程度的越来越高，人们已经愈发喜欢采用安装和维护都简便的产品，这也正式插入式、外夹式仪表越来越畅销的根本原因。

4. 自动化测试系统的设计难点

现如今的测试工程师们也正在面临着一系列新的挑战。因为他们所设计研发的产品相比前些年的设计产品更为复杂；为了保持足够的竞争力和满足客户要求，设计研发的要求周期也越来越短；而产品的测试成本也在逐渐增加，但预算却越来越少。

4.1逐渐提高的设计复杂性

现如今，测试测量最明显的增加趋势就是器件的复杂性。比如，消费电子、通信与半导体工业产业都在不断要求把数字图像、视频、音频、无线通信等根据因特互联网的特殊性融入到一个独自的产品中。其甚至于都形成了较为复杂的汽车娱乐系统和安全提前预警等系统，以及安装在车辆自身和发动机上面的控制装置。设计的测试系统不仅需要有足够的灵活性，去支持不同产品模型进行全面的基本测试，更需要在其基础上进行升级，以此来为新测试功能提供更好的测试基础。

4.2产品的开发周期变短

因为希望通过不断提高新产品和创新技术，来提升市场占有率的企业天性，所以设计和测试团队就只能选择不断地缩短产品开发周期。

5.自动化测试系统的设计挑战

如今的测试工程师们面临着一系列新的压力。他们所面临的产品设计比前几代更为复杂;为了保持竞争力并满足客户要求,开发周期要求越来越短 ;产品测试成本越来越高,而预算越来越少。

1、不断提高的设计复杂性

如今,测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如,消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象/视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统,以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试,还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。

2、更短的产品开发周期

由于希望不断提高新产品和技术,拥有市场第一个占有率的竞争天性,设计和测试工程团队只能不断的缩短产品开发周期。

总之,只有设计出新的测试策略来减少测试时间,并提高从设计到生产的测试效率,才能更好的为企业服务,自动化仪表才能发挥更大的效能

6.结束语

仪器仪表自动化校验系统的研发构建，在很大程度上解决了仪器仪表校准过程中数据处理量大、自动化程度较低，测试消耗时间较长和容易出现错误等问题。因此，研究设计出新的测试策略用来解决在运行中出现的问题，并提升从开始设计到后期生产的测试效率，这样才能更好更全面的为企业服务，自动化仪表才能发挥出更大社会效益与经济效益。

7.参考文献

[1] 尹永亮 . 自动化仪表校验系统的应用与设计 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2013（33）：68-68.