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压力变送器压力老化系统的研制

作时间:2014-05-08 09:06:08  来源:中国电子科技集团  编辑:
   

引言:压力变送器能够感受压力,在石油、化工、制药、煤矿等领域都有广泛的应用。现场应用中发现,压力变送器在应用一段时间后会有零点漂移现象,而产品在出厂前都经过了温度老化过程,在此过程中通过监控数据可见,压力变送器的零点变化符合产品标准要求,因此排除了现场工作环境温度变化或元器件性能的变化对压力变送器零点漂移所带来的影响,通过对压力传感器加工及其组装工艺过程的研究,得出压力传感器在机械加工中产生的残余应力以及装配过程中形成的应力集中等不稳定因素是造成现场压力变送器零点漂移的主要原因。而通常采用时效处理、反复压力加载和机械振动等老化工艺消除残余内应力和应力集中,尤以反复压力加载老化工艺非常为有效。反复压力加载老化工艺就是将新装配的压力变送器在额定压力下,加压—卸压循环数千次,以利于内应力的加速释放,使三畅压力变送器性能趋于稳定。液压加载有调节和控制方便、量程范围广的特点,因此本系统采用液压加载方式。OMF压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

 
2、系统组成及功能
系统组成图
压力变送器交变压力老化控制系统图
 
   由图1可见系统由液压泵、变频器、压力试验台及附件、监控仪表、控制仪表、电动调节阀组成,本系统可一次性同时对48台压力变送器进行加载老化。     系统上电后,控制仪表控制电动调节阀关闭,并可由控制仪表设定加压后的保持时间、对应老化的压力变送器加载压力及加压—卸压循环次数,仪表运行后启动变频器控制液压泵对系统进行加压,当系统压力上升到设定压力的90%时,控制仪表对变频器进行PID控制,避免过压的产生对压力变送器造成损坏及由于管路中压力损失的保压。当系统管路中的压力保持时间达到和控制仪表上设定的保持时间一致后,控制仪表控制电动调节阀开启,在控制仪表检测到系统管路中压力为零并持续1s后,三畅控制仪表控制电动调节阀关闭,开始下一次的加压—卸压循环,当加压—卸压循环次数达到控制仪表设定的加压—卸压循环次数时,三畅控制仪表控制变频器停止运行及电动调节阀的开启,使系统管路中压力为零,并发出报警提示,提示系统试验结束。每个压力变送器接口都有一个手阀,作用是当某路压力变送器有问题时可以不影响系统的工作而任意拆卸,另外在变送器数量不足时可以关闭支路。
 
3、控制仪表
   由上可见,本系统的核心为我企业为本系统单好研制的控制仪表,该仪表的主要功能有:
   1、1路4-20mA输入,2路4-20mA输出;
   可为变送器提供DC24V电源;
   用户可以对系统老化压力值、压力保持时间、加压—卸压循环次数
   进行自由设定;
   具有两排数字显示器,PV显示器准确直观地显示瞬时压力测量
   值;SV显示器显示老化压力设定值;
PID功能
   两路好立报警器,拥有多种基本报警方式;
   具有掉电保护功能,用户设置的参数掉电后能长期保存;
   全数字自动调校无电位器结构保证长期稳定性;
   自修正A/D转换器,高精度、低漂移、长期稳定性好;
   控制仪表的硬件实现
   控制仪表主要完成数据采集、压力显示和压力控制等功能。单片
   机进行PID控制算法的实现。整个系统的核心是PID控制器,AT89S52
   单片机是控制器的主体模块。测量信号经传感器和A/D转换之后进入
   单片机,单片机则根据输入的各种指令,并通过PID控制算法对系统参
   数进行测试,从而计算控制输出量,然后将输出信号通过D/A转换模块
   送至变频器,从而控制系统,该控制器的硬件框图如图2所示:
 
控制仪表的硬件框图
   控制仪表PID的App实现控制仪表的主程序包括初始化、键盘管理、控制模块和显示模块的调用等。压力信号的采集、滤波、标度变换、控制算法以及显示等功能的实现由各个子程序完成。App的主要流程是:利用AT98S52单片机调用A/D转换、滤波、标度转换模块,然后根据偏差和偏差的变化率计算输入信号的变化量,再由PID控制算法得出输出控制量,该程序的流程图如图3所示:
   程序流程图
4、系统在实际中的应用
   本系统已应用在我企业的压力变送器生产中,和温度老化系统一起成为保证我企业产品质量不可或缺的一部分,为我企业产品在市场中竞争力的提高,打下了坚实的基础。

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