压力变送器自动检测系统
技术设计说明书
技术设计说明书
1.系统简介
压力变送器主要用于测量工业过程中的气体、蒸汽、液体的压力、流量、液位、密度等重要的工业参数并将相关物理信号转换为4～20mA的直流信号，以供给控制系统进行记录、报警、指示、调节。压力变送器是过程控制系统中最重要的环节之一，其测量精度直接影响到整个控制系再统的精度。
压力变送器自动检测系统的主要目的是在压力变送器校验过程中能够根据用户选定的测量范围，自动分配压力检测点，自动进行加压和泄压，变送器输出信号自动采集，根据采集数据进行数据分析、记录和判定，从而实现压力变送器的自动检测功能，提升压力变送器生产效率，减少人为因素引起的压力变送器测量误差。
2.硬件设计内容
2.1系统的组成
系统主要由电源、压力控制单元（精密压力控制器）、数据采集单元、计算机、开关阀门组件、储气瓶（用于提供测试起源）、减压阀等组成，其系统结构原理如下：
图1 系统结构原理图
2.2各部分的性能要求
2.2.1储气瓶（气源）：
要求气源为纯净的氮气，不能有杂质。
2.2.2被检压力变送器：
变送器为被检测设备，要求铭牌完整清晰，零部件应完好无损，紧固件不得有松动和损伤现象，可动部分应灵活可靠。有显示单元的变送器，数字显示应清晰。并具有以下信息：产品名称、型号规格、测量范围、准确度等级、额定工作压力等主要技术指标；制造厂的名称、商标、出厂编号、制造年月。防爆产品还应有相应的防爆标志。差压变送器的高低压容室应有明显标记。
2.2.3压力控制单元：
压力控制单元采用数字式压力控制器，产品为德国WIKA公司的CPC6000模块化压力控制器，该控制器具有两个可以完全独立的压力调节通道，每个通道可以选用2个压力模块，每个压力模块的总体不确定度为0.01%IS-50，量程从0～2.5kPa到7MPa，配置RS-232接口并提供远程通信命令集。
2.2.4数字采集仪：
数据采集单元采用美国福禄克FLUKE45型数字万用表，FLUKE45型数字万用表是具有5位（10000码）高分辨率4位半多用表，可以测量电压、电流值，包括交流和直流，标准配置RS-232接口并提供远程通信命令集。
2.2.5计算机：
CPU：Intel P4 以上
内存：2G以上
硬盘空间：50G以上
2.2.6电源
24V线性电源
3.软件设计内容
3.1软件的总体结构
系统由权限管理、系统设置、检测参数设置、气密性检查、变送器检测、数据保存、生成检测记录、数据导入导出、历史数据查询几个模块组成。如下图2所示
图2 软件的总体结构图
3.2系统流程图
系统流程图如下图3所示：
图3 系统流程图
包含被检设备技术参数、检测选项、被检设备标识和其它参数四部分。根据读取的系统参数，打开相应的串口。如不能打开提示用户需要重新设置。在设置好系统参数条件下，用户可根据实际检测信息来修改检测参数。
气密性检查通常在压力控制严重不稳定，操作者怀疑气路有泄漏的情况下进行。
压力变送器的检测方式分为两种：1）全自动测试，运行时一直到测试结束，测试过程如果不按停止运行，不可停止测试。2）单步运行测试，运行时系统根据设定值，手动控制逐点校准。每一步运行（每一个校准点校准）完成，需要手动控制测试下一个校准点的校准，直到完成全部校准工作。
数据保存将检测得到的数据保存到数据库中。
历史数据查询：用户可以根据所选择的查询条件，选择历史记录查询。同时显示历史数据、曲线。
生成检测记录：根据《JJG882-2004压力变送器–压力变送器检测规程》，附录C–压力变送器检定记录格式，生产检测记录。
数据导入导出：把历史数据进行备份和导入到系统。
3.3各模块的功能要求
3.3.1权限管理模块
权限管理模块主要是设置不同的权限，可分为三个等级，“检测员”、“工程师”和“管理员”三个级别，检测员为低级别，管理员为高级别。如下图4所示：
图4 权限管理
3.3.2系统设置模块
3.3.2.1模块描述
系统设置模块是对系统进行初始化，设置CPC6000全自动压力控制器、数字采集器的参数信息。如下图5所示：
图5 系统设置
3.3.2.2其输入输出数据类型如下表1所示：
表1 权限管理模块输入输出数据类型
序号 输入、输出 数量 数据类型 其它
1 CPC6000串口通信参数 1 PortParamStruct
串口通信参数结构体
2 数字采集器串口通信参数 1 PortParamStruct
串口通信参数结构体
3 数字采集器型号 1 Int
4 CPC6000证书 1 TestDeviceInfo_Struct
证书参数结构体
5 数字采集器证书 1 TestDeviceInfo_Struct
证书参数结构体
3.3.2.3模块接口关系
给CPC6000、数字采集器运行提供参数
3.3.3检测设置模块
3.3.3.1模块描述
检测参数设置主要是设置检测参数，包含被检设备技术参数、检测选项、被检设备标识和其它参数四部分。如下图6所示
：
图6 检测参数设置
3.3.3.2其输入输出数据类型如下表2所示：
表2 检测设置模块输入输出数据类型
序号 输入、输出 数量 数据类型 其它
1 被检设备技术参数 1 TestDeviceParam_Struct
2 被检设备标识 1 TestDeviceIdentify_Struct
3 检测选项 1 TestParam_Struct
4 其它参数 1 OtherParam_Struct
3.3.3.3模块接口关系
给气密性检查、变送器检测运行模块提供参数
3.3.4气密性检查模块
3.3.4.1模块描述
该模块主要是检查气路是否有漏气。密性检查为可选操作，当操作者怀疑气路有泄漏时，可进行此项操作。如没有切实需要，不必进行气密性检查。如下图7所示
：
图7 气密性测试
3.3.4.2其输入输出数据类型如下表3所示：
表3 气密性检查模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 气密性检查时间（s） 1 Int（10-300）
2 漏气率 1 Float
3.3.5变送器检测模块
3.3.5.1模块描述
完成系统设置和检测参数设置以后，该模块才可操作。被检传感器参数、压力标准源、测量仪器等相关数据均在工作区右上方显示出来；被检传感器输出曲线及基本误差曲线在工作区左半部显示。如下图8所示：
图8 变送器检测模块
可分为两种方式：第一种方式为全自动测试，运行时一直到测试结束，测试过程如果不按停止运行，不停止测试；第二种方式为单步运行测试，运行时系统根据设定值，手动控制逐点校准。每一步运行（每一个校准点校准）完成，需要手动控制测试下一个校准点的校准，直到完成全部校准工作。
3.3.5.2输入输出数据类型如下表4所示：
表4 变送器检测模块输入输出数据类型
序号 输出 数量 数据类型 其它
1 仪表值 Float
2 标准值 Float
3 示值 Float
4 基本误差 Float
5 状态（是否合格） Bool
6 回差 Float
7 被校变送器输出曲线 1 曲线
8 被校变送器基本误差曲线 1 曲线
3.3.5.3模块接口关系
系统参数模块、检测参数模块设置正确后才能进行变送器检测
3.3.6 数据保存
3.3.6.1模块描述
数据保存将检测得到的数据保存到数据库中。
3.3.6.2其输入输出数据类型如下表5所示：
表5 数据保存模块输入输出数据类型
序号 输入、输出 数量 数据类型 其它
1 检测结果及参数 1 TestAllParamAndData_Struct
（结构体）
2 测试结果数据库 1 输出到数据库中
3.3.6.3模块接口关系
输出检测结果到指定的数据库文件中。
3.3.7生成检测记录
3.3.7.1模块描述
在用户做完检测并保存数据后，点击“检测记录”按钮，弹出文件保存对话框，输入需要保存的文件名，系统自动生成对应被检设备的检测记录结果，根据《JJG882-2004压力变送器–压力变送器检定规程》，附录C–压力变送器检定记录格式，生产检测记录，格式如下图9所示。
图9 压力变送器检测记录
3.3.7.2其输入输出数据类型如下表6所示：
表6 生成检测证书模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 Word模板 1 《JJG882-2004压力变送器–压力变送器检定规程》，附录C–压力变送器检定记录格式
2 检测结果及参数 1 TestAllParamAndData_Struct
（结构体）
3.3.8历史数据查询
3.3.8.1模块描述
用户可选择打开以前存储的记录文件进行查询，显示历史数据、曲线。用户还可以根据所选择的查询条件，选择历史记录查询，同时显示历史数据、曲线。如图10所示：
图10 历史数据查询
3.3.8.2其输入输出数据类型如下表7所示：
表7 历史数据查询模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 历史数据文件名 1 输入数据库文件名
2 显示历史数据、曲线 1 输出数据表格和数据曲线
3.3.9数据导入、导出
3.3.9.1模块描述
数据的导入和导出就是历史数据的备份和下载。数据的导出就是将数据进行备份，可选择导出的路径和数据导出的时间范围，如下图11所示；数据的导入就是将备份好的数据下载到本地，可选择下载的路径。如下图12所示：
图11 数据导出
图12 数据导入
3.3.9.2其输入输出数据类型如下表8所示：
表8 数据导入导出模块输入输出数据类型
序号 输入 数量 数据类型 其它
1 选择要备份数据（以开始、结束时间选择） 1 历史保存的数据
2 数据备份 1 输出数据库文件名
3.3.9.3模块接口关系
远程数据库连接成功。
4 数据库说明
对于数据库操作和仪器仪表操作开发专门的动态链接库，以满足程序的开放性和升级性。
4.1数据库操作类库
为了操作数据库方便，使得程序更具有灵活性、兼容性、可扩展性，采用动态链接库（PressureDataBase.dll）的方式进行调用，数据库操作类库具有以下功能：
a）数据库连接、关闭；
b）数据库的建立；
c）数据库增、删、查、改等基本功能；
d）主程序只要调用类库中的相应函数即可完成功能。
4.2仪器仪表操作类库
对于仪器仪表的操作，程序主要是通过串口功能，调用相应仪表的命令字完成的。即仪器仪表的操作都是搭建在串口上的，采用动态链接库（Communciate.dll）的方式进行调用。
首先建立了一个串口基类，该串口基类具有以下功能：
a）串口打开；
b）串口关闭；
c）串口数据读操作；
d）串口数据写操作。
在串口基类的基础上建立压力源（Mensor CPC 6000）读写类，完成对压力源命令的控制。
在串口基类的基础上建立FLUKE 45读写类，完成对FLUKE 45命令的控制