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源移现象,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
1、系统组成及功能
系统组成图
由图1可见系统由液压泵、变频器、压力试验台及附件、嗌控仪表、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一御压循环次数,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。每个压力变送器接日都有一个手阀,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。
2、控制仪表
由上可见,本系统的核心为我公司为本系统单独研制的控制仪表,该仪表的主要功能有:
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、加压一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;
两路独立报警器,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
1）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。測量信号经传感器和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
2）控制仪表PID的软件实现
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。软件的主要流程是: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:
