專利名稱：：一種多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)和全自動(dòng)檢定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬電測(cè)量儀表檢定技術(shù)范疇，尤其涉及一種多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)和全自動(dòng)檢定方法。技術(shù)背景工業(yè)生產(chǎn)過程的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，與測(cè)控儀表的精度和可靠性密不可分。根據(jù)各行業(yè)有關(guān)規(guī)程和國家計(jì)量法規(guī)的要求，必須對(duì)其進(jìn)行定期檢定。得益于半導(dǎo)體微電子和微處理器的技術(shù)進(jìn)步，電測(cè)量儀表的測(cè)量通道不斷增加，同時(shí)測(cè)量通道的多功能特性(俗稱萬能輸入:)漸成標(biāo)配功能(即用戶通過儀表面板操作就可實(shí)現(xiàn)按需配置測(cè)量通道的功能)。多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的檢定參數(shù)和測(cè)量點(diǎn)繁雜，人工檢定費(fèi)時(shí)費(fèi)力極易出錯(cuò)，無法適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。儀表檢定自動(dòng)化體現(xiàn)在三個(gè)方面自動(dòng)產(chǎn)生高精度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，自動(dòng)獲取待檢定儀表測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值，自動(dòng)記錄、處理檢定結(jié)果。必須指出，儀表檢定的首要指標(biāo)是檢定精度?，F(xiàn)有研究工作在儀表檢定結(jié)果的自動(dòng)記錄和處理方面相對(duì)成熟，但忽視了按用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理的要求，不利于檢定系統(tǒng)融入上一層的自動(dòng)化系統(tǒng)；自動(dòng)產(chǎn)生高精度多參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是儀表檢定技術(shù)人員長期追求的目標(biāo)，遺憾的是始終缺乏有效的技術(shù)裝備；在自動(dòng)獲取待檢定儀表測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值方面進(jìn)行了大量研究工作，所提解決方案或基于圖象識(shí)別、或基于數(shù)據(jù)采集技術(shù)。專利"一種儀表指針自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別方法及自動(dòng)讀取方法"(ZL200510032946.7),"電測(cè)量指示儀表檢驗(yàn)裝置"(ZL200620032141.2)采用攝像，圖像采集，圖像識(shí)別技術(shù)，解決了自動(dòng)獲取待檢定儀表測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值；其缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，儀表檢定全過程自動(dòng)化程度有限，精度不高。精度不高源自該技術(shù)的機(jī)理，儀表數(shù)字測(cè)量值映射為模擬顯示時(shí)精度受損，儀表模擬顯示值經(jīng)圖像識(shí)別轉(zhuǎn)化為數(shù)字測(cè)量值時(shí)精度再次受損。專利"智能溫度儀表檢驗(yàn)儀"(ZL200420031813.9),"智能綜合儀表校驗(yàn)儀"(ZL93234893.9)則移植數(shù)字控制領(lǐng)域的研究成果，采用數(shù)據(jù)采集卡獲取儀表測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值，其自動(dòng)化程度不高，存在數(shù)據(jù)采集A/D(信號(hào)轉(zhuǎn)換)環(huán)節(jié)使檢定精度下降的缺陷。上述研究成果和有益探索具有參考借鑒價(jià)值，但存在相當(dāng)?shù)木窒扌?。有必要在現(xiàn)有的研究成果基礎(chǔ)上作進(jìn)一步探索，尋找一種多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的高精度全自動(dòng)檢定方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)的不足，提供一種多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)和全自動(dòng)檢定方法。多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)由配置多串口卡的PC,過程校驗(yàn)儀,PLC,條碼掃描槍組成。PC經(jīng)多串口卡分別與過程校驗(yàn)儀、PLC、條碼掃描槍、待檢定儀表的通訊接口相連，過程校驗(yàn)儀的輸出與PLC開關(guān)量的輸出端、待檢定儀表通道的輸入端相連，PLC與待檢定儀表相連。多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的全自動(dòng)檢定方法是檢定系統(tǒng)在離線組態(tài)文件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的全自動(dòng)在線檢定；全自動(dòng)檢定方法的離線組態(tài)涉及三個(gè)組態(tài)文件在PC組態(tài)軟件屏幕編輯器上離線生成檢定組態(tài)文件，確定儀表各通道待檢定的信號(hào)類型和測(cè)量點(diǎn)的幅值；基于檢定組態(tài)文件，導(dǎo)出檢定時(shí)所需的過程校驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)類型和幅值，構(gòu)成配套的離線過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件對(duì)儀表檢定操作員是透明的。在待檢定儀表上離線完成儀表通道配置組態(tài)文件，且上傳至PC保存，儀表通道配置組態(tài)文件對(duì)儀表檢定操作員亦是透明的；全自動(dòng)檢定方法的在線檢定按下列步驟執(zhí)行1)條碼掃描槍讀取儀表?xiàng)l碼，PC調(diào)入對(duì)應(yīng)條碼的檢定組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件和儀表通道配置組態(tài)文件；2)儀表檢定操作員核査檢定組態(tài)文件，確認(rèn)無誤后啟動(dòng)全自動(dòng)檢定流程a)儀表檢定程序掃描過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件，生成儀表自動(dòng)化檢定全過程的PC指令；b)依據(jù)PC指令，待檢定儀表從PC下載儀表通道配置組態(tài)文件，按檢定要求配置儀表通道；C)依據(jù)PC指令，過程校驗(yàn)儀輸出指定類型及幅值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；d)依據(jù)PC指令，PLC將過程校驗(yàn)儀輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)切換至待檢定儀表指定通道；e)待檢定儀表的測(cè)量值以通訊方式上傳至PC,PC記錄、判別檢定結(jié)果，保證檢定數(shù)據(jù)具有良好的一致性、完整性、朔源性和檢定精度；f)條碼識(shí)別儀表ID、檢定結(jié)果按用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理，便于檢定系統(tǒng)融入上一層的自動(dòng)化系統(tǒng)。本發(fā)明與
背景技術(shù)：
相比，具有的有益效果是過程校驗(yàn)儀依據(jù)PC指令生成儀表檢定所需的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的自動(dòng)生成。為自動(dòng)獲取待檢定儀表測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值，本發(fā)明的儀表檢定結(jié)果以通訊方式上傳PC,克服了現(xiàn)有儀表檢定系統(tǒng)采用基于數(shù)據(jù)采集或圖像識(shí)別等技術(shù)因信號(hào)轉(zhuǎn)換對(duì)檢定精度的影響。組態(tài)技術(shù)的應(yīng)用使多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的檢定全過程自動(dòng)化，確保了檢定工作的規(guī)范性、朔源性和高效性。儀表檢定中引入條碼技術(shù)，檢定系統(tǒng)遵循按用戶權(quán)限分級(jí)管理的原則，便于檢定系統(tǒng)融入上一層的自動(dòng)化系統(tǒng)。圖1是儀表檢定系統(tǒng)的用戶管理界面圖；圖2是儀表檢定系統(tǒng)組態(tài)界面圖；圖3是檢定組態(tài)文件導(dǎo)出過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件示意圖；圖4是儀表檢定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖5是三線制PT100的過程校驗(yàn)儀與被檢儀表連線圖；圖6是過程校驗(yàn)儀面板布置圖；圖7是過程校驗(yàn)儀面板符號(hào)說明。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)路線。如圖1所示，儀表檢定系統(tǒng)允許創(chuàng)建四個(gè)級(jí)別的用戶操作員級(jí)，班組長級(jí)，工程師級(jí)和系統(tǒng)管理員級(jí)。其中操作員的級(jí)別最低，僅有査詢本人檢定結(jié)果的權(quán)限；班組長可對(duì)整個(gè)班組的檢定結(jié)果査詢；工程師負(fù)責(zé)檢定組態(tài)文件和儀表通道配置組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件則從檢定組態(tài)文件中自動(dòng)導(dǎo)出。系統(tǒng)管理員級(jí)別最高，承擔(dān)儀表檢定系統(tǒng)正常運(yùn)行的全部工作，包括圖1所示的儀表檢定系統(tǒng)用戶管理。高級(jí)別用戶擁有低級(jí)別用戶的權(quán)限，即檢定系統(tǒng)遵循按用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理的原則。以添加用戶為例，操作如下系統(tǒng)管理員登錄，點(diǎn)擊"添加"；輸入用戶名，用戶密碼，指定用戶級(jí)別；點(diǎn)擊"保存"，再點(diǎn)擊"退出"。用戶列表則用于査詢與儀表檢定系統(tǒng)有關(guān)的人員信息。如圖2、3所示，多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的全自動(dòng)檢定方法是檢定系統(tǒng)在離線組態(tài)文件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的全自動(dòng)在線檢定；全自動(dòng)檢定方法的離線組態(tài)涉及三個(gè)組態(tài)文件在PC組態(tài)軟件屏幕編輯器上離線生成檢定組態(tài)文件，確定儀表各通道待檢定的信號(hào)類型和測(cè)量點(diǎn)的幅值；基于檢定組態(tài)文件，導(dǎo)出檢定時(shí)所需的過程校驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)類型和幅值，構(gòu)成配套的離線過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件對(duì)儀表檢定操作員是透明的。在待檢定儀表上離線完成儀表通道配置組態(tài)文件，且上傳至PC保存，儀表通道配置組態(tài)文件對(duì)儀表檢定操作員亦是透明的。工程師點(diǎn)擊"用戶登錄"，正確輸入用戶名、密碼后，"信號(hào)組態(tài)"生效；點(diǎn)擊"信號(hào)組態(tài)"進(jìn)入檢定組態(tài)文件操作。鑒于多通道多參數(shù)儀表存在全參數(shù)和指定參數(shù)兩類典型檢定模式，現(xiàn)以美控公司12通道萬能模擬輸入RX4000B無紙記錄儀,檢定3線制PT100熱電阻,15V直流電壓兩種參數(shù)為例，描述儀表檢定系統(tǒng)的離線組態(tài)流程*通過RX4000B面板操作生成兩個(gè)儀表通道配置組態(tài)文件——PT100文件和15V文件，且上傳至PC保存，儀表通道配置組態(tài)文件PT100將萬能輸入模塊配置為PT100測(cè)量模塊，儀表通道配置組態(tài)文件15V則將萬能輸入模塊配置為1~5V電壓測(cè)量模塊；*輸入檢定組態(tài)文件，儀表通道配置組態(tài)文件PT100;*檢定通道列表欄輸入1-12(代表1至12通道)；*特殊規(guī)定輸入3(代表3線制)；*輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)參數(shù)；參輸入檢定參數(shù)；*點(diǎn)擊"確定"。檢定儀表15V電壓參數(shù)的組態(tài)流程與上述PT100參數(shù)類似。需要指出的是，儀表通道配置組態(tài)文件PT100需要修改為儀表通道配置組態(tài)文件15V，但檢定組態(tài)文件名不變。測(cè)量點(diǎn)通過下拉菜單提供缺省和自定義兩種選擇，缺省值按行業(yè)規(guī)程取5點(diǎn)下限點(diǎn)，零點(diǎn)，中點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)，上限點(diǎn)。測(cè)量次數(shù)推薦5次，即對(duì)同一通道，同一測(cè)量參數(shù)(類型和幅值)測(cè)5次，舍棄最大、最小值，取中間3個(gè)測(cè)量值的平均值作為測(cè)量值。因此，待檢定儀表與檢定組態(tài)文件一一對(duì)應(yīng)；視檢定要求，檢定組態(tài)文件對(duì)應(yīng)1個(gè)或多個(gè)儀表通道配置組態(tài)文件。以美控RX4000B12通道萬能模擬輸入記錄儀的全參數(shù)檢定為例，有熱電偶K,S......，熱電阻PT100,Cu50，電壓0~5V，1~5V，電流(M0mA，4~20mA，......等一系列儀表通道配置文件對(duì)應(yīng)同一個(gè)檢定組態(tài)文件。過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件則從檢定組態(tài)文件中導(dǎo)出，檢定組態(tài)文件與過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件一一對(duì)應(yīng)。在儀表檢定系統(tǒng)的組態(tài)軟件屏幕編輯器上生成圖3左邊的檢定組態(tài)文件；基于檢定組態(tài)文件，導(dǎo)出圖3右邊的MX825過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件。儀表在線檢定時(shí),儀表檢定程序掃描過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件;若通道配置文件與前次檢定對(duì)比發(fā)生變化，則下載新的儀表通道配置組態(tài)文件，按組態(tài)文件配置儀表通道，否則忽略；過程校驗(yàn)儀依據(jù)檢定程序發(fā)送的過程校驗(yàn)儀命令，輸出-200'C，0°C，200°C，500°C，80(TC熱電阻PT100標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；PLC依據(jù)檢定程序發(fā)送的待檢定儀表通道號(hào)，將過程校驗(yàn)儀輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)切換至待檢定儀表的指定通道(圖中指定通道為1)。MX825命令由6個(gè)域組成，結(jié)合第一條命令說明如下01100000000000001011111100011101ABCDlD2EA:二進(jìn)制數(shù)2位，Ol代表輸出，IO代表測(cè)量(輸入)；方向位B:二進(jìn)制數(shù)2位，01代表正數(shù)，IO代表負(fù)數(shù)；符號(hào)位C:二進(jìn)制數(shù)4位，擴(kuò)展小數(shù)；小數(shù)位Dl/D2:二進(jìn)制數(shù)8+8位，數(shù)據(jù)200(0-65535);數(shù)據(jù)位E:二進(jìn)制數(shù)8位，信號(hào)類型14,代表PtlOO;類型位上述指令含義輸出-200.0°。熱電阻？1100信號(hào)。本發(fā)明采用MX825多功能過程校驗(yàn)儀，它是一個(gè)由內(nèi)置超大容量鋰電池供電的、測(cè)量和輸出電參數(shù)和物理參數(shù)的手持便攜式儀器(參閱表1)，其精度為0.01%0.015%。MX825既可通過面板操作，也可通過通訊口由程序控制輸出和測(cè)量信號(hào)。執(zhí)行圖2第一條命令Ol100000000000001011111100011101(指令含義輸出-200.0°。熱電阻？1100信號(hào))電路各開關(guān)位置如下Kl-V，K2-OUT，K3-Q，K6-Q，K7-Q;K4，K5，K8位置不相關(guān)。表1測(cè)量和輸出功能一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如圖4所示，多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)由配置多串口卡的PC1,過程校驗(yàn)儀2,PLC3，條碼掃描槍4組成，PC經(jīng)多串口卡分別與過程校驗(yàn)儀、PLC、條碼掃描槍、待檢定儀表的通訊接口相連，過程校驗(yàn)儀的輸出與PLC開關(guān)量的輸出端、待檢定儀表通道的輸入端相連，PLC與待檢定儀表相連。以美控12通道萬能模擬輸入RX4000B無紙記錄儀，檢定3線制PT100熱電阻，15直流電壓兩種參數(shù)為例，描述儀表檢定系統(tǒng)在線全自動(dòng)檢定方法的流程1)條碼掃描槍讀取儀表?xiàng)l碼，PC調(diào)入對(duì)應(yīng)條碼的檢定組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件和儀表通道配置組態(tài)文件；2)儀表檢定操作員核査檢定組態(tài)文件，確認(rèn)無誤后啟動(dòng)全自動(dòng)檢定流程a)儀表檢定程序掃描過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件，生成儀表自動(dòng)化檢定全過程的PC指令；b)依據(jù)PC指令，待檢定儀表從PC下載儀表通道配置組態(tài)文件PTIOO，按檢定要求將RX4000B無紙記錄儀萬能輸入模塊配置成PT100測(cè)量模塊;；c)依據(jù)PC指令，過程校驗(yàn)儀輸出指定類型及幅值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；d)依據(jù)PC指令，PLC將過程校驗(yàn)儀輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)切換至待檢定儀表指定通道；e)待檢定儀表的測(cè)量值以通訊方式上傳至PC，PC記錄、判別檢定結(jié)果，保證檢定數(shù)據(jù)具有良好的一致性、完整性、朔源性和檢定精度；f)PC檢定程序下載儀表通道配置文件15V，將萬能輸入模塊重新配置成15V測(cè)量模塊；其余過程類似PT100檢定。待檢定儀表三線制PT100參數(shù)檢定時(shí)，過程校驗(yàn)儀與被檢RX4000B無紙記錄儀的連線圖如圖5所示。過程校驗(yàn)儀面板布置如圖6所示，各鍵符號(hào)的功能說明見圖7。權(quán)利要求1.一種多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)，其特征在于檢定系統(tǒng)由配置多串口卡的PC(1)，過程校驗(yàn)儀(2)，PLC(3)，條碼掃描槍(4)組成，PC經(jīng)多串口卡分別與過程校驗(yàn)儀、PLC、條碼掃描槍、待檢定儀表的通訊接口相連，過程校驗(yàn)儀的輸出與PLC開關(guān)量的輸出端、待檢定儀表通道的輸入端相連，PLC與待檢定儀表相連。2.—種使用如權(quán)利要求1所述檢定系統(tǒng)的多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的全自動(dòng)檢定方法，其特征在于檢定系統(tǒng)在離線組態(tài)文件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的全自動(dòng)在線檢定；全自動(dòng)檢定方法的離線組態(tài)涉及三個(gè)組態(tài)文件在PC組態(tài)軟件屏幕編輯器上離線生成檢定組態(tài)文件，確定儀表各通道待檢定的信號(hào)類型和測(cè)量點(diǎn)的幅值；基于檢定組態(tài)文件，導(dǎo)出檢定時(shí)所需的過程校驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)類型和幅值，構(gòu)成配套的離線過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件對(duì)儀表檢定操作員是透明的。在待檢定儀表上離線完成儀表通道配置組態(tài)文件，且上傳至PC保存，儀表通道配置組態(tài)文件對(duì)儀表檢定操作員亦是透明的；全自動(dòng)檢定方法的在線檢定按下列步驟執(zhí)行-1)條碼掃描槍讀取儀表?xiàng)l碼，PC調(diào)入對(duì)應(yīng)條碼的檢定組態(tài)文件，過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件和儀表通道配置組態(tài)文件；2)儀表檢定操作員核查檢定組態(tài)文件，確認(rèn)無誤后啟動(dòng)全自動(dòng)檢定流程a)儀表檢定程序掃描過程校驗(yàn)儀組態(tài)文件，生成儀表自動(dòng)化檢定全過程的PC指令；b)依據(jù)PC指令，待檢定儀表從PC下載儀表通道配置組態(tài)文件，按檢定要求配置儀表通道；C)依據(jù)PC指令，過程校驗(yàn)儀輸出指定類型及幅值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；d)依據(jù)PC指令，PLC將過程校驗(yàn)儀輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)切換至待檢定儀表指定通道；e)待檢定儀表的測(cè)量值以通訊方式上傳至PC，PC記錄、判別檢定結(jié)果，保證檢定數(shù)據(jù)具有良好的一致性、完整性、朔源性和檢定精度；f)條碼識(shí)別儀表ID、檢定結(jié)果按用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理，便于檢定系統(tǒng)融入上一層的自動(dòng)化系統(tǒng)。全文摘要本發(fā)明公開了一種多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表檢定系統(tǒng)和自動(dòng)檢定方法。檢定系統(tǒng)由PC，過程校驗(yàn)儀，PLC，條碼掃描槍組成。借助PC屏幕編輯器，定義儀表通道待檢定的信號(hào)類型和幅值，離線生成儀表檢定組態(tài)文件，導(dǎo)出的校驗(yàn)儀組態(tài)文件確定校驗(yàn)儀輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，在待檢定儀表上離線完成儀表通道配置組態(tài)文件，上傳PC保存。檢定時(shí)條碼掃描槍讀取儀表?xiàng)l碼，PC調(diào)入對(duì)應(yīng)條碼的組態(tài)文件，待檢定儀表從PC下載儀表通道配置文件配置儀表通道，過程校驗(yàn)儀依據(jù)PC指令輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，PC控制PLC進(jìn)行儀表通道的切換，待檢定儀表輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，其測(cè)量值以通訊方式上傳PC，PC記錄、判別檢定結(jié)果，按用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多通道多參數(shù)電測(cè)量儀表的自動(dòng)檢定。文檔編號(hào)G01R35/00GK101334457SQ20081006304公開日2008年12月31日申請(qǐng)日期2008年7月8日優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日發(fā)明者程丁,仲玉芳,吳明光,平周,邵旭敏申請(qǐng)人:浙江大學(xué);丁程