热工仪表校验装置项目技术总结.doc

文档编号 JZZTW GY 006 热工仪表校验装置项目热工仪表校验装置项目 技术总结 V1 0 北京中航机电研究所北京中航机电研究所 二零零八年六月二零零八年六月 热工仪表校验装置项目技术总结 第 2 页2008 6 10 北京中航机电研究所 版本说明 标标 题 热工仪表校验装置项目技术总结题 热工仪表校验装置项目技术总结 类类 别 技术总结别 技术总结 主主 题题 词 技术总结词 技术总结 编编 号 号 JZZTW GY 006 密密 级 一般级 一般 建立日期 建立日期 2008 年年 6 月月 23 日日 主撰稿人 武保胜主撰稿人 武保胜 存放位置 存放位置 编辑软件 编辑软件 Microsoft Word 2003 中文版中文版 文文 件件 名 热工仪表校验装置项目技术总结名 热工仪表校验装置项目技术总结 doc 修订记录 修订记录 日 期修订人修订摘要 2008 6 18武保胜V1 0 热工仪表校验装置项目技术总结 第 3 页2008 6 10 北京中航机电研究所 目 录 第一章第一章项目概述项目概述 4 第二章第二章执行标准执行标准 5 一 标准 5 二 攀钢集团自编计量校准规范 5 三 国家检定规程 以国家最新的有效版本为准 5 第三章第三章性能指标性能指标 6 一 输出指标 6 二 输入测量指标 7 三 其他指标 9 第四章第四章硬件设计方案和关键技术硬件设计方案和关键技术 10 一 硬件的设计方案 10 二 关键技术举例 11 第五章第五章软件设计方案和关键技术软件设计方案和关键技术 12 一 项目所依据的技术原理 12 二 完成的主要技术与性能指标 13 三 技术特点 14 四 行业领先技术举例 15 第六章第六章校准平台校准平台 17 第七章第七章总结总结 25 热工仪表校验装置项目技术总结 第 4 页2008 6 10 北京中航机电研究所 第一章第一章项目概述项目概述 本技术项目是来源于四川攀枝花钢铁股份有限公司的技术合作 根据攀钢的技术要求对本 所原有技术进行改造 已达到的技术要求和特点如下 1 1 配合研制出更适合公司现状及未来发展趋势的热工计量标准装置 以解决目前种类繁 多数量庞大的过程类基础仪表的量值溯源问题 2 2 对现有的部分校验装置进行优化及功能开发 提高工作效率 对现采用计算机控制的 标准装置的软件进行整合改进 实现数据共享 提高实验室的工作效率 降低运行成 本 3 3 进一步完善与夯实校准实验室的基础工作 充分发挥计量设备的功能 适应公司的发 展 满足客户的需求 提高工作效率 保证公司质量体系 测量管理体系 实验室体 系的有效运行 热工仪表校验装置项目技术总结 第 5 页2008 6 10 北京中航机电研究所 第二章第二章执行标准执行标准 依据协议 执行如下技术标准 一一 标准标准 GB T19022 2003 测量管理体系 测量过程和测量设备的要求 ISO IEC 17025 2005 检测校准实验室能力认可准则 GB T 13639 1992 工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指标仪 JJF 1069 2000 法定计量检定机构考核规范 JJF1033 2001 计量标准考核规范 JJF1001 1998 通用计量术语及定义 二二 攀钢集团自编计量校准规范攀钢集团自编计量校准规范 QJ ZL8 020 2006 电测量指示仪表自编计量校准规范 QJ ZL8 022 2006 过程信号测量仪表自编计量校准规范 QJ ZL8 023 2006 闪光 音响报警器自编计量校准规范 三三 国家检定规程国家检定规程 以国家最新的有效版本为准以国家最新的有效版本为准 JJG 74 2005工业过程测量记录仪检定规程 JJG 186 1997动圈式温度指示仪表检定规程 JJG 617 1996数字式温度指示调节仪表检定规程 JJG 285 1993带时间比例 比例积分微分作用的动圈式温度指示仪表检定规程 JJG572 1988带电动 PID 调节电子平衡纪录仪检定规程 JJG 951 2000模拟式温度指示调节仪表检定规程 热工仪表校验装置项目技术总结 第 6 页2008 6 10 北京中航机电研究所 第三章第三章性能指标性能指标 一一 输出指标输出指标 信号名称输出范围分辨率准确度 直流电压 0 10 0000V0 1mV 0 01 RD 0 005 FS 直流电压 0 100 000 mV 0 1 V 0 01 RD 0 005 FS 直流电流 0 50 0000mA 0 1 A 0 01 RD 0 005 FS 电阻 0 400 00 10 m 0 01 40m 电阻 0 4000 00 100 m 0 01 0 005 FS 频率 0 50KHz TTL 电 平 0 1Hz 0 002 24V 5 150mA 2 5V 5 200mA 2 开关通断最大耐压 30VDC 最大可通过电流 50mA 50 300 0 5 2 5 S 型热电偶 300 1768 0 1 2 0 50 300 0 5 2 5 R 型热电偶 300 1768 0 1 1 5 600 900 0 3 2 0 900 1250 0 1 1 5 B 型热电偶 1250 1820 0 1 1 2 230 200 0 3 3 0 200 100 0 1 1 0 100 0 0 1 0 5 0 600 0 1 0 3 K 型热电偶 600 1372 0 1 0 5 230 100 0 5 3 0 100 100 0 1 1 5 N 型热电偶 100 1300 0 1 0 5 热工仪表校验装置项目技术总结 第 7 页2008 6 10 北京中航机电研究所 220 100 0 2 1 5 100 0 0 1 0 5 E 型热电偶 0 1000 0 1 0 3 200 100 0 1 0 5 J 型热电偶 100 1200 0 1 0 3 230 200 0 5 2 0 200 100 0 1 1 0 100 0 0 1 0 5 T 型热电偶 0 400 0 1 0 3 200 0 0 1 0 2 0 300 0 1 0 2 300 600 0 1 0 3 Pt100 600 850 0 1 0 4 150 0 0 1 2 0 0 300 0 1 2 0 300 600 0 1 2 0 Pt10 600 850 0 1 2 5 Cu100 50 150 0 1 0 2 Cu50 50 150 0 1 0 4 二二 输入测量指标输入测量指标 信号名称量程分辨率准确度 读数 量程 内阻 直流电压 10 0000V 0 1mV 0 01 RD 0 005 FS 9M 直流电压 150 0000 mV0 1 V 0 01 RD 0 005 FS 100M 直流电流 30 0000mA0 1 A 0 01 RD 0 005 FS6 5 电阻 400 000 1m 0 01 RD 0 005 FS 测试电流 1mA 电阻 4000 00 10m 0 01 RD 0 005 FS 测试电流 0 22mA 频率50000Hz 0 1Hz 0 004 FS TTL 或 CMOS 电平 开关通断开关量响应时间 10mS巡检电压 5 50V 时间比值 0 005 0 995 0 001 热工仪表校验装置项目技术总结 第 8 页2008 6 10 北京中航机电研究所 50 300 0 5 2 5 S 型 热电偶 300 1768 0 1 2 0 50 300 0 5 2 5 R 型 热电偶 300 1768 0 1 1 5 600 900 0 3 2 0 900 1250 0 1 1 5 B 型 热电偶 1250 1820 0 1 1 2 230 200 0 3 3 0 200 100 0 1 1 0 100 0 0 1 0 5 0 600 0 1 0 3 K 型 热电偶 600 1372 0 1 0 5 230 100 0 5 3 0 100 100 0 1 1 5 N 型 热电偶 100 1300 0 1 0 5 220 100 0 2 1 5 100 0 0 1 0 5 E 型 热电偶 0 1000 0 1 0 3 200 100 0 1 0 5 J 型 热电偶 100 1200 0 1 0 3 230 200 0 5 2 0 200 100 0 1 1 0 100 0 0 1 0 5 T 型 热电偶 0 400 0 1 0 3 200 0 0 1 0 2 0 300 0 1 0 2 300 600 0 1 0 3 Pt100 600 850 0 1 0 4 150 0 0 1 2 0 0 300 0 1 2 0 300 600 0 1 2 0 Pt10 600 850 0 1 2 5 Cu100 50 150 0 1 0 2 热工仪表校验装置项目技术总结 第 9 页2008 6 10 北京中航机电研究所 Cu50 50 150 0 1 0 4 三三 其他指标其他指标 1 可模拟八种热电偶 四种热电阻信号进行输出或测量 常用的分辨率不低于 0 1 2 可以检定 Pt1000 可以仿真输出和测量输入 Pt1000 3 可扩充计算机软件的测控 计管功能 实现温度变送器 热电阻用动圈式仪表 热电偶 用动圈 仪表指针 数字式温度二次表 温度调节仪 工业过程测量记录仪 无纸记录 仪 数字逻辑 逻辑开关量等二次仪表的全自动检定 自动输出 自动数据采集 处理 存储 自动生成校验结果文件及并依据要求打印打印检定证书 检定报告 原始记录及 证书格式符合要求 可对现场表 实验室仪表 标准表等登记表进行自动校验与智能化 计量管理 4 可以检定信号隔离器 安全栅等 5 每个单元的输出和测量可同时独立进行 并可联机自动设定输出和校验功能 保留手动 校验的功能 可脱机独立使用校验台的各智能单元 手动完成校验工作 检定过程包括 全自动检定 半自动检定 包括输入自动和测量自动 手动检定 每种又包括正校法 和反校法检定 6 可同时自动检定至少 3 台以上的同类型过程仪表 可以在检定前对被检表进行超差调试 工作 7 开放软件设计平台 可以增加自己编制的计量校准程序 原始记录的导入和导出功能 根据导入导出的内容不同分为 CELL 和 EXCEL 两种格式 8 实现数据库共享 可向其它数据库提供数据 其他系统可随时通过网络查看所检仪表 的状况和进行各种统计 报表输出等工作 热工仪表校验装置项目技术总结 第 10 页2008 6 10 北京中航机电研究所 第四章第四章硬件设计方案和关键技术硬件设计方案和关键技术 本项目根据双方的技术要求 我们采用由公司目前最先进的技术结合本所原有技术 使本产品的多项技术指标达到国内最先进的水平 一一 硬件的设计方案硬件的设计方案 1 1 ZH2513E 自动化仪表综合校验台包括多种标准信号源 智能仪表校测系统 计算机软硬 件及其通讯总线 共同组成自动化仪表校验系统 2 2 具备热工仪表各种过程信号的校准与测量功能 3 3 校验台由电压单元 电流单元 热电偶单元 热电阻单元 频率单元 多路开关单元 直流电源单元 交流供电电源单元 PC 机 计算机校测软件 操作台组成 通过多路 开关单元可以同时校验三台同类型被检表 大大提高工作效率 4 4 各单元既可以与计算机联机校验 也可以脱离计算机独立使用 手动完成校验工作 5 5 新型带背光 LCD 大屏幕显示器 分辨率为 240 320 显示内容丰富 实用 清晰 6 6 高准确度仿真输出和测量 mV V mA 频率 八种热电偶 S R B K N E J T 型偶 和五种热电阻 Pt1000 Pt100 Pt10 Cu50 Cu100 及开关通断 电流输出设有两种方式 标准 mA 信号 模拟变送器 mA 输出信号 7 7 热电偶和热电阻的仿真输出和测量均有温度 对应的热电势或电阻值显示 8 8 热电偶的仿真输出和测量有自动和手动两种参考端温度补偿方式 9 9 及热电阻测量设有三种工作方式 四线测量 三线测量 二线测量 10 10 仿真输出和测量相互独立 可同时进行工作而不互相干扰 仿真输出值可以用数字键直 接键入 也可以用输出微调键改变输出值 11 11 电压 电流 热电偶 热电阻 频率单元都有开关量测试功能 斜坡输出或输出微调功 能与开关量测试功能配合使用可以检定仪位式表控制的设定点误差或切换差 12 12 频率单元可以测量输入周期脉冲信号的时间比例 周期脉冲的持续时间与持续 间 歇时间之和的比值 检定时间比例控制仪表的零周期及时间比例 13 13 所有仿真输出均有阶梯输出 阶梯步长可由用户自由设置 并配有输出百分比 热工仪表校验装置项目技术总结 第 11 页2008 6 10 北京中航机电研究所 14 14 全软件数字校准 二二 关键技术举例关键技术举例 1 仿真输出和测量输入 Pt1000 实现电阻全量程输出 同时输出性能指标领先于同类产品 2 为了使测量的精度和稳定度更好 我们采用的 24 位高精度的模数转换器件 并且采取 了手动设置平滑滤波的功能 可以得到较高的稳定度 3 拥有模拟变送器的仿真输出功能 可以检定信号隔离器 4 在原有的基础上修改斜坡输出的功能 使之可以快速检定极限开关或报警器 5 在频率测量方面 改变了低频测量的方法 使之在低频的时候可以保证测量的精度 6 为了达到所要求的同时检定三块被检表的要求 我们设计了两组模拟开关转换器 7 台体上设计了一组电源单元 可以同时输出多路工作电源 方便用户检定多块仪表 热工仪表校验装置项目技术总结 第 12 页2008 6 10 北京中航机电研究所 第五章第五章软件设计方案和关键技术软件设计方案和关键技术 一一 项目所依据的技术原理项目所依据的技术原理 本项目以数据库为核心 依照国家相关检定规程和校准规范 以及国家各级技术监督 和计量管理制度要求 将前端手动 半自动及全自动检验检定流程与后期计量技术管理 行政管理和法制管理相结合 成为具有自动化校验检定与智能化计量管理的计量测控与管 理信息系统 主要研发内容和解决方案 为实现项目的上述功能 要综合利用计算机软件 技术 以数据库为核心 根据国家相关检定规程或规范 及国际通用的量测仪器管理标准 包 ISO9001 2000 和 ISO10012 2003 标准要求而编制的计量设备管理与计量检定 校准 的行业通用软件 该系统采用由信息层 控制层 现场层组成的三层网络构架 信息层采 用 C S 架构 实现在任一台计算机都可以实现与系统的信息交互功能 使用 SOL Server 后 台数据库 确保了系统具有信息量大 安全可靠性高 扩充性好的特点 主要包括 1 1 项目面向不同的应用对象设计 采用模块化组合 无缝连接 实现硬件设备自动识 别与状态诊断 校验检定流程自动化 1 2 根据国家规程 JJG 系列编制检定方法 1 3 即可配合中航系列仪表联机自动校验和采集数据 又可手动输入数据 1 4 多种数据交互功能 数据库可与多种文件格式导入导出数据 保证信息有效利用 1 5 用户查询功能 包括用户对分度表和换算单位的查询和被校表档案的查询 1 6 在基础模块的基础上 根据不同行业和客户要求实现功能扩展 满足不同用户 1 7 根据 ISO9001 及 ISO10012 2003 要求 建立被校表的档案和相关管理信息 1 8 项目数据流程图如图 1 所示 热工仪表校验装置项目技术总结 第 13 页2008 6 10 北京中航机电研究所 图 1 数据流程图 二二 完成的主要技术与性能指标完成的主要技术与性能指标 主要技术 1 Microsoft Net 及 SOL server 开发环境 C S 架构 2 面向对象设计 模块化组建结构 无缝连接 3 Cell 组建实现报表输出及打印功能 报表动态自动生成及定制 4 硬件设备自动识别与状态诊断 校准检定流程自动化控制 5 开放的 ActiveX 组件 与支持 ActiveX 组件技术的软件连接和交换数据 6 传统数据库技术和实时数据库技术的物理隔离和无缝集成技术 实时数据库负责检定记录数据及其处理的定时限制 维护大量共享数据及它们的完 整性和一致性 传统数据库维护复杂结构与关系稳定不变和可预报的数据 将两者 的概念 技术 方法与机制无缝集成技术以同时支持定时和一致性 热工仪表校验装置项目技术总结 第 14 页2008 6 10 北京中航机电研究所 具体技术指标描述如下 1 仪表校验 具有工业仪表和热工类仪表 如压力表 变送器 动圈表 压力开关 显示表及记录仪等 的校验和计量管理功能 2 设备管理 仪表登录 仪表台帐 校验计划 校验报警 仪表 查询 统计 仪表处理 等 3 根据国家 JJG 系列编制 符合国家检定要求 4 工具 包括 分度号换算 通讯测试 等 5 在模块基础上 根据不同行业和客户要求扩展功能 在满足通用客户基础上满足客 户的特殊要求 6 检定记录数据库管理 7 运行于 Windows2000 xp 等操作系统 即可配合中航系列仪表联机自动校验又可 手动输入数据 8 多种数据交互功能 数据库可与多种文件格式导入导出数据 保证原信息有效利用 三三 技术特点技术特点 1 校准组态王构建了一个完整的检定系统解决方案 根据用户需求进行个性化的配置 组态王通过解析语言对用户的配置进行解析 并形成用户的专用应用系统 2 校准组态王在硬件平台方面实现了对任何硬件的支持 易于访问和控制 在软件平 台方面 可以自由定制适合于用户个性化需求的检定模型 包括检定参数 检定流 程和综合报表 易于修改 1 硬件平台 自主配置 I O 驱动程序 用于和 I O 设备通讯 互相交换数据 支持灵活的硬件通讯指令格式 包括 ASCII 码和二进制指令 字符串的单 热工仪表校验装置项目技术总结 第 15 页2008 6 10 北京中航机电研究所 发和串发 字符串的拼接等 支持多台套设备同时控制 分时检定 用户可以自主配置硬件 并用加密文本保存配置信息 2 软件平台 支持 46 个国家标准检定规程以及 5 个用户自编计量校准规范 支持用户根据自身需求制定的各种不同的校准规程 可以自由定制适合于本单位需求的检定模型 可以灵活的增减检定校准参数 可以灵活的设置检定校准流程 可以灵活的设计各种格式的报表 并具有报表导入导出功能 支持用户对动态生成的检定界面 检定流程和报表进行任意的修改和编辑 即满足了用户对于个性化的要求 同时又保留比较完善的二次开发工具 实现标准格式的人机对话模式 3 数据库平台 与检定模型有关的数据完整 稳定和持久 支持高效的检定业务和数据计 算 支持数据量庞大的检定记录 实现实时共享和对历史数据的轻松存储和检 索 可以对外提供数据接口 可以和关系数据库集成 可以提供开发接口 用户可以在实时数据库上做二次开发 3 从软件开发和维护的角度来说 校准组态王可以做到最少的维护或区域辅助 系统的维护和升级并不影响到用户的配置信息 因此在升级前后 用户的专用 系统都可以保持持续稳定的工作 四四 行业领先技术举例行业领先技术举例 1 三级平台技术 1 设计平台 从众多计量检定规程和校准规范中抽象出检定校准业务的基础数学模 热工仪表校验装置项目技术总结 第 16 页2008 6 10 北京中航机电研究所 型 通过建模和面向对象设计方法建立起基于检定模型的底层设计平台 为基础业务逻辑和数据结构的开发设计提供了完整的非代码开发平台 2 逻辑平台 将基础的检定业务进行封装后建立起逻辑平台 在该平台上可以很快 地将基础检定业务从设计平台移植到应用平台 同时并不影响应用平台上 的其他业务流程 3 应用平台 这是一个只面向用户检定业务流程的平台 使用该平台去配置业务逻辑 增改数据以及进行检定操作 即可完成个性化检定工作 2 I O 通讯驱动技术 I O 通讯驱动实现与各种检测 控制设备的通讯 负责从过程 I O 设备读取实 时数据 同时将来自图形界面和实时数据库的控制命令写入 I O 设备 DB 与 I O 通讯驱动构成服务器 客户计算模式 3 报表解析器技术 在报表的配置中实现了对各种单元格 检定参数 测量数据 常量进行复杂计 算和设计的功能 包括加 减 乘 除 条件判断 分度表转换等自定义函数以及 表单格式自由定制等 符合通用优先级设定规则 支持嵌套功能 4 填表式组态模型配置技术 采取填写表格的方式对检定业务模块进行配置 建立一系列用户配置数据文件 组态系统通过对配置信息的解析自动生成特定模式的专用自动检定流程 5 在线组态技术 即在不退出系统运行环境的情况下可以直接进入组态环境并修改组态 使修改后 的组态直接生效 6 传统数据库技术和实时数据库技术的物理隔离和无缝集成技术 1 传统数据库技术 采用传统的数据库系统处理与检定模型有关的数据 维护永久 稳定的数 据 维护数据的完整性 一致性 2 实时数据库技术 对检定记录采用实时数据技术进行采集 监控和处理 3 传统数据库和实时数据库物理隔离技术 采用独立的存储空间方式实现 4 传统数据库和实时数据库的无缝集成技术 实时数据库负责检定记录数据及其处理的定时限制 维护大量共享数据及 它们的完整性和一致性 传统数据库维护复杂结构与关系稳定不变和可预报的 数据 将两者的概念 技术 方法与机制无缝集成技术以同时支持定时和一致 性 第六章第六章校准平台校准平台 初初始始主主界界面面初初始始主主界界面面初初始始主主界界面面 初始主界面只有设计平台 通过在设计平台对各种通用信息和被检器 类型进行配置 设计平台的配置工作包括 建立通用信息的库表和信息录入界面 建 立被检器所应用的各种数据库库表 建立被检器信息录入界面 检定条 件录入界面 检定界面和打印界面 配置被检器所应用的检定规程 检 定模板 打印模板以及接线图 热工仪表校验装置项目技术总结 第 18 页2008 6 10 北京中航机电研究所 配配置置完完成成后后的的主主界界面面配配置置完完成成后后的的主主界界面面配配置置完完成成后后的的主主界界面面 已经配置成功的被检器类型共12种 其中隔离配电器 报警器应用的是攀枝花钢铁公司自定义的校准规范 QJZL8 022 2006 数字式温度指示调节仪使用的是国家校准规范 JJG617 1996 工业过程测量记录仪使用的是国家校准规范 JJG74 2005 热工仪表校验装置项目技术总结 第 19 页2008 6 10