壓力/差壓型傳感器溫壓補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及壓力變送器領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種壓力/差壓型傳感器溫壓補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的壓力變送器傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)線上采用的是WHART總線為基礎(chǔ)的串行 溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)，W及點(diǎn)對點(diǎn)式的串行溫壓補(bǔ)償法，由于采用點(diǎn)對點(diǎn)式的串行溫壓補(bǔ)償法在 實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用都是重復(fù)相同的流程來實(shí)現(xiàn)壓力傳感器的溫度、壓力和電流的標(biāo)定，經(jīng)過 多年長期的生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證得出此方法因應(yīng)用HART總線而導(dǎo)致壓力傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)周 期長、單批次生產(chǎn)合格率低，W及整套系統(tǒng)在生產(chǎn)應(yīng)用中可操控性差、維護(hù)和維修成本高的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種壓力/差壓型傳感器溫壓補(bǔ)償方法， 本壓力/差壓型傳感器溫壓補(bǔ)償方法成本少，單位時(shí)間產(chǎn)品產(chǎn)能高，可控操作靈活，系統(tǒng)維 護(hù)和維修簡易，能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為；一種壓力/差壓型傳感器溫壓補(bǔ) 償方法，采用了如下溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)，該溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)包括主站工控機(jī)、控溫裝置、控壓裝置、 電流輸出檢測設(shè)備、溫壓補(bǔ)償工位矩陣電路和氣路裝置，所述主站工控機(jī)與各壓力變送器 之間分別設(shè)有協(xié)議轉(zhuǎn)換器，各協(xié)議轉(zhuǎn)換器用于接受主站工控機(jī)發(fā)送的協(xié)議帖指令，并依據(jù) 協(xié)議帖指令控制對應(yīng)的工位壓力型傳感器的控制板進(jìn)行工位壓力型傳感器的壓力、溫度和 電流的標(biāo)定采樣，并將對應(yīng)采樣數(shù)據(jù)回傳至主站工控機(jī)；所述主站工控機(jī)與溫壓補(bǔ)償工位 矩陣電路電連接，用于驅(qū)動(dòng)溫壓補(bǔ)償工位矩陣電路，溫壓補(bǔ)償工位矩陣電路分別與氣路裝 置的各個(gè)氣路電磁閥電連接，用于控制氣路電磁閥進(jìn)行溫壓補(bǔ)償氣路的切換；所述主站工 控機(jī)分別與控溫裝置、控壓裝置電連接，用于分別控制控溫裝置、控壓裝置的溫度W及壓力 輸出；所述電流輸出檢測設(shè)備用于檢測工位壓力型傳感器的壓力輸出信號，并將檢測到的 壓力輸出信號傳遞給主站工控機(jī)；
[0005] 采用上述溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行溫壓補(bǔ)償?shù)牟襟E包括：
[0006] 1)在待溫壓補(bǔ)償智能變送器的溫度范圍區(qū)間內(nèi)依次選取多個(gè)溫度補(bǔ)償標(biāo)定點(diǎn)，在 待溫壓補(bǔ)償智能變送器的量程范圍區(qū)間內(nèi)依次選取多個(gè)壓力補(bǔ)償標(biāo)定點(diǎn)，將選定的溫度補(bǔ) 償標(biāo)定點(diǎn)和壓力補(bǔ)償標(biāo)定點(diǎn)設(shè)置在主站工控機(jī)中；
[0007] 2)控溫；主站工控機(jī)控制設(shè)置控溫裝置的溫度，并將溫度設(shè)置為第1個(gè)溫度補(bǔ)償 點(diǎn)，使其恒溫延時(shí)并趨于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)主站工控機(jī)監(jiān)測到控溫裝置內(nèi)在線待溫壓補(bǔ)償?shù)膲?力傳感器的溫度達(dá)到或接近第1個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，則進(jìn)行當(dāng)前溫度點(diǎn)下的壓力標(biāo)定；
[0008] 3)氣路選擇；主站工控機(jī)驅(qū)動(dòng)控制溫壓補(bǔ)償工位矩陣電路，將控壓裝置的壓力輸 出端與在線待補(bǔ)償壓力傳感器的測試端連通；
[0009] 4)控壓；主站工控機(jī)控制控壓裝置，使其壓力的輸出值為待補(bǔ)償壓力傳感器的第 1個(gè)壓力補(bǔ)償標(biāo)定點(diǎn)，當(dāng)氣路管道和壓力傳感器容室內(nèi)的氣體壓力與控壓裝置輸出的氣體 壓力相等且處于恒壓穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，則準(zhǔn)備進(jìn)行當(dāng)前壓力標(biāo)定點(diǎn)的壓力標(biāo)定采樣；
[0010] 5)主站工控機(jī)發(fā)送并行壓力標(biāo)定協(xié)議帖至協(xié)議轉(zhuǎn)換器：主站工控機(jī)向在線所有 協(xié)議轉(zhuǎn)換器發(fā)送并行壓力采樣廣播協(xié)議帖；
[0011] 6)協(xié)議轉(zhuǎn)換器發(fā)送壓力標(biāo)定協(xié)議帖至工位控制板；在線所有協(xié)議轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)監(jiān) 聽主站工控機(jī)發(fā)來的并行壓力標(biāo)定協(xié)議帖，并解析協(xié)議帖指令，并將壓力標(biāo)定指令發(fā)送至 對應(yīng)工位傳感器的控制板；
[0012] 7)壓力標(biāo)定數(shù)據(jù)回傳；工位傳感器的控制板接收到協(xié)議轉(zhuǎn)換器發(fā)送的壓力標(biāo)定 協(xié)議帖后進(jìn)行壓力標(biāo)定的采樣，并將結(jié)果回傳協(xié)議轉(zhuǎn)換器；協(xié)議轉(zhuǎn)換器將壓力標(biāo)定采樣結(jié) 果進(jìn)行存儲，等待主站工控機(jī)讀??；
[0013] 8)完成其它壓力標(biāo)定點(diǎn)的采樣：重復(fù)步驟4)至7)，完成第1個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下其它 壓力標(biāo)定點(diǎn)的采樣；
[0014] 9)溫度標(biāo)定：主站工控機(jī)發(fā)送并行溫度標(biāo)定采樣的廣播協(xié)議帖告知協(xié)議轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行對應(yīng)工位傳感器的溫度標(biāo)定采樣，然后協(xié)議轉(zhuǎn)換器向?qū)?yīng)工位傳感器的控制板發(fā)送溫 度采樣指令，最后工位傳感器的控制板將溫度標(biāo)定采樣結(jié)果回傳給協(xié)議轉(zhuǎn)換器，等待主站 工控機(jī)讀回；
[001引 10)電流標(biāo)定：與溫度標(biāo)定流程相同；
[0016] 11)標(biāo)定數(shù)據(jù)讀回；主站工控機(jī)將在線所有壓力傳感器的壓力、溫度和電流標(biāo)定 采樣數(shù)據(jù)從前至后依次讀回，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行文件存儲備份；
[0017]12)完成其它溫度標(biāo)定點(diǎn)的標(biāo)定：重復(fù)步驟2)至11)，完成其它溫度補(bǔ)償點(diǎn)的壓力 標(biāo)定；
[0018] 13)溫壓補(bǔ)償?shù)木€性修正計(jì)算；主站工控機(jī)進(jìn)行在線壓力傳感器的線性修正計(jì) 算，并將線性修正系數(shù)寫入至對應(yīng)壓力傳感器內(nèi)，同時(shí)將線性修正系數(shù)進(jìn)行保存?zhèn)浞荨?br>[0019] 該協(xié)議轉(zhuǎn)換器WM16CM3030RFCP微控制器為核屯、，微控制器接受PDS壓力變送器 溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)主站自動(dòng)補(bǔ)償軟件通過RS485總線發(fā)送的協(xié)議帖控制，并依據(jù)協(xié)議帖指令 通過RS232總線獲取高低溫烘箱內(nèi)部對應(yīng)工位壓力傳感器內(nèi)相應(yīng)的數(shù)據(jù)（包括壓力標(biāo)定 采樣、溫度標(biāo)定采樣、電流標(biāo)定采樣、溫壓補(bǔ)償?shù)木€性修正系數(shù)、W及協(xié)議轉(zhuǎn)換器內(nèi)部參數(shù) 等），并將數(shù)據(jù)通過RS485總線回傳至系統(tǒng)主站。所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器包括電源部分、微控制器、 RS232總線驅(qū)動(dòng)巧片和RS485總線驅(qū)動(dòng)巧片，所述電源部分用于分別給微控制器、RS232總 線驅(qū)動(dòng)巧片和RS485總線驅(qū)動(dòng)巧片供電，所述微控制器連接播碼開關(guān)，用于各協(xié)議轉(zhuǎn)換器 的地址配置，所述微控制器分別通過RS485總線驅(qū)動(dòng)巧片、RS232總線驅(qū)動(dòng)巧片與主站工控 機(jī)、工位壓力變送器進(jìn)行通訊；
[0020] 步驟6)所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換器發(fā)送壓力標(biāo)定協(xié)議帖至工位控制板的步驟為：
[0021] 1)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的微控制器進(jìn)行初始化配置；
[0022] 2)置RS485總線為接收態(tài)；
[002引扣微控制器對RS485總線進(jìn)行監(jiān)聽，如果存在協(xié)議命令帖，則跳轉(zhuǎn)至4)，否則跳轉(zhuǎn) 至7);
[0024] 4)解析主站發(fā)來的協(xié)議帖指令，如果是讀取采樣標(biāo)定數(shù)據(jù)，則跳轉(zhuǎn)5)。
[00巧]5)如果是除讀取采樣標(biāo)定數(shù)據(jù)之外的協(xié)議帖指令，則跳轉(zhuǎn)6);
[0026] 6)置RS485總線為發(fā)送態(tài)，延時(shí)并向主站發(fā)送讀取采樣標(biāo)定數(shù)據(jù)響應(yīng)帖，延時(shí)置 RS485總線為接收態(tài)；
[0027] 7)微控制器通過RS232總線向工位控制板發(fā)送主站命令意圖協(xié)議帖，并處理相應(yīng) 的響應(yīng)協(xié)議帖；
[002引8)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)掃描并控制狀態(tài)指示燈；
[0029] 9)定時(shí)喂狗，并跳轉(zhuǎn)至3)。
[0030] 主站工控機(jī)的串行通訊端口端加RS232轉(zhuǎn)RS485的光電隔離器，所述主站工控機(jī) 的RS232轉(zhuǎn)RS485的光電隔離器通過RS485總線與協(xié)議轉(zhuǎn)換器的RS485總線驅(qū)動(dòng)巧片連接。
[0031] 所述電源部分采用隔離性的DC/DC模塊電源供電。所述電源部分包括隔離電源模 塊呪、穩(wěn)壓器U1U24VDC電源、二極管D5、變壓器T3、雙向二極管V7W及若干電感、電阻、 電容，所述24VDC電源的正極與二極管D5的正極連接，24VDC電源的負(fù)極分別與雙向二極 管V7的一端、電感L12的一端連接，雙向二極管V7的另一端分別與二極管D5的負(fù)極、電感 L11的一端連接，電感L12的另一端分別與電容C26的一端、變壓器T3的一個(gè)輸入端連接， 電感L11的另一端分別與電容C26的另一端、變壓器T3的另一個(gè)輸入端連接，變壓器T3的 一個(gè)輸出端與電感L14的一端連接，變壓器T3的另一個(gè)輸出端與電感L13的一端連接，電 感L14的另一端分別與電容C28的一端、電容C29的一端連接，電容C29的另一端接機(jī)殼， 電感L13的另一端分別與電容C28的另一端、電容C30的一端連接，電容C30的另一端接機(jī) 殼。隔離電源模塊呪的兩輸入端分別與電容C28的兩端連接，隔離電源模塊呪的一輸出 端與電感L15的一端連接，電感L15的另一端分別與電容E6的正極、電容C31的一端連接， 電容E6的負(fù)極、電容C31的另一端接地，電容E6的正極、負(fù)極分別輸出VCC-485、GND-485。 電容E4的正極、負(fù)極分別與電容C28的兩端連接，電容E4的正極與電阻R39的一端連接，電 阻R39的另一端分別與穩(wěn)壓器U11的輸入端、電容C25的一端連接，電容E4的負(fù)極、穩(wěn)壓器 U11的接地端、電容C25的另一端均接地，穩(wěn)壓器U11的輸出端分別與電容E5的正極、電容 C27的一端連接，電容E5的負(fù)極、電容C27的另一端均與穩(wěn)壓器U11的接地端連接，電容E5 的正極、負(fù)極分別輸出VCC-CPU、GND-CPU。電容E5的正極、負(fù)極分別經(jīng)電阻R41、電阻R42 分別與VCC-485、GND-485連接。電源部分要求模塊為24VDC供電，在溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中，協(xié) 議轉(zhuǎn)換器是作為壓力傳感器溫壓補(bǔ)償標(biāo)定數(shù)據(jù)采樣的功能塊，所W為了提高RS485總線和 RS232總線通信電路抗干擾能力，提高信號傳輸?shù)目煽啃孕璨捎酶綦x性的DC/DC模塊電源 供電。實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用中將24VDC電源分離出兩組獨(dú)立5VDC電源，一組作為RS485總線驅(qū) 動(dòng)巧片MAX481的電源，另一組作為RS232總線驅(qū)動(dòng)巧片MAX232和微控制器M16CM3030RFCP 的電源。
[0032] 隔離式協(xié)議轉(zhuǎn)換器總線通信部分的設(shè)計(jì)要滿足下面幾個(gè)要求；其一、該協(xié)議轉(zhuǎn)換 器對于溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)來講屬于從站設(shè)備，其通訊總線為RS485總線，它接受溫壓補(bǔ)償系統(tǒng) 主站發(fā)來的壓力、溫度、電流、讀寫線性修正系數(shù)等控制指令，同時(shí)為避免來自主站工控機(jī) 通訊端口電路對協(xié)議轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姶鸥蓴_，要求在溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)的工控 機(jī)串行通訊端口端加RS232轉(zhuǎn)RS485的光電隔離器。其二、同樣為有效地抑制電磁干擾和消 除接地環(huán)路的干擾，提高通信的可靠性，將M16CM3030RFCP微控制器的RXD-485、TXD-485、 CTR-485引腳與RS485總線驅(qū)動(dòng)巧片的接收器輸出（R0)、接收器輸出使能（RE)、驅(qū)動(dòng)器使能 值E)、驅(qū)動(dòng)器輸入值I)等引腳之間需加光電隔離器。其S、該協(xié)議轉(zhuǎn)換器對于壓力差壓傳 感器工位電路來講為主站設(shè)備，通過RS232總線來獲取對應(yīng)工位壓力差壓傳感器的壓力、 溫度、電流采樣值，W及溫壓補(bǔ)償結(jié)束后溫壓補(bǔ)償修正系數(shù)的讀寫功能。
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