規(guī)約協(xié)議并行法在溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

Implementation and Application of the Parallel Method Based on Specification and Protocol on Temperature & Pressure Compensation System

何　艷1　張　宇2　胡3　艾　軍2

(重慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校1,重慶　400030;

重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司2,重慶　401121;重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院3,重慶　401571)

規(guī)約協(xié)議并行法在溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

Implementation and Application of the Parallel Method Based on Specification and Protocol on Temperature & Pressure Compensation System

(重慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校1,重慶400030;

重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司2,重慶401121;重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院3,重慶401571)

摘要：現(xiàn)存壓力變送器傳感器溫壓補(bǔ)償采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的串行溫壓補(bǔ)償法，該方法存在溫壓補(bǔ)償耗時(shí)長(zhǎng)、單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品產(chǎn)能低、標(biāo)定流程中設(shè)備能耗損耗高以及溫壓補(bǔ)償設(shè)備的維護(hù)和維修成本高等缺陷。考慮不改變現(xiàn)有設(shè)備平臺(tái)和開發(fā)平臺(tái)，提出一種以HART總線為基礎(chǔ)，采用自擬規(guī)約協(xié)議的并行法應(yīng)用于壓變溫補(bǔ)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)待補(bǔ)償壓力傳感器的壓力、溫度和電流標(biāo)定的同步并行采樣。實(shí)際的研發(fā)與應(yīng)用驗(yàn)證了規(guī)約協(xié)議并行法能夠有效地解決串行溫壓補(bǔ)償方法中存在的諸多問(wèn)題。 是現(xiàn)代科技論文的必要附加部分，只有極短的文章才能省略。它是幫助讀者從浩瀚的信息海洋中能較快、較準(zhǔn)地找到他們所需要的科技信息的一種有效工具。摘要一般置于作者及其工作單位之后、關(guān)鍵詞之前。

關(guān)鍵詞：壓力變送器溫壓補(bǔ)償HART總線規(guī)約協(xié)議并行法

Abstract：Existing temperature and pressure compensation use point to point serial method for pressure transmitters, this method features the defects of time consuming, low product capacity in unit time, high energy consumption of equipment in calibration process, and high maintenance costs of the temperature and pressure compensation devices, etc., on the basis of HART bus and keeping existing equipment platform and development platform unchanged, the parallel method using self-draw specification protocol is proposed to be applied in the temperature and pressure compensation system, to implement synchronous parallel sampling for pressure, temperature and calibration current of the pressure transducer to be compensated. Practical R&D and application verify this parallel method can effectively solve many problems existing in serial temperature and pressure compensation method.

Keywords：Pressure transmitterTemperature and pressure compensationHART busSpecification protocolParallel method

0引言

隨著壓力變送器產(chǎn)品系列的不斷增加，產(chǎn)品投放市場(chǎng)的份額越來(lái)越大，如果不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)模式，則產(chǎn)品的產(chǎn)量就不能夠滿足工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)客戶的需求。單從擴(kuò)大生產(chǎn)線的方式來(lái)解決產(chǎn)品的產(chǎn)能問(wèn)題是不科學(xué)的，問(wèn)題的關(guān)鍵在于尋求一種方式或方法來(lái)取代現(xiàn)有的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的串行溫壓補(bǔ)償方式[1]。因?yàn)檫@種溫壓補(bǔ)償方式在壓力變送器生產(chǎn)的過(guò)程中存在溫壓補(bǔ)償耗時(shí)長(zhǎng)，單位時(shí)間產(chǎn)能低，標(biāo)定流程中設(shè)備能耗高和維護(hù)、維修成本高等問(wèn)題。針對(duì)串行溫壓補(bǔ)償方法存在的缺點(diǎn)，提出一種以HART總線[2]為基礎(chǔ)的規(guī)約協(xié)議并行法，并將此方法應(yīng)用在壓力變送器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)系統(tǒng)上。經(jīng)過(guò)大量生產(chǎn)試驗(yàn)與測(cè)試，得出該方法在實(shí)際的生產(chǎn)中減少了溫壓補(bǔ)償?shù)臅r(shí)間，提高了產(chǎn)品單位時(shí)間的產(chǎn)能，降低了溫壓補(bǔ)償設(shè)備的折舊率和維護(hù)、維修成本，有效地解決了串行溫壓補(bǔ)償方法中存在的問(wèn)題。

1規(guī)約協(xié)議并行法實(shí)現(xiàn)的總體方案

利用現(xiàn)有的研究與開發(fā)平臺(tái)，并且在不改變現(xiàn)有壓力變送器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中的任何設(shè)備平臺(tái)和硬件平臺(tái)的前提下，實(shí)現(xiàn)規(guī)約協(xié)議并行法在壓力變送器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中的應(yīng)用。圖1為一個(gè)整套完備的壓力變送器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)框圖。

圖1　溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)控制框圖

規(guī)約協(xié)議并行法的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)主要由控制主站、標(biāo)定設(shè)備、控制總線、溫壓補(bǔ)償工位矩陣電路、補(bǔ)償主控電路和氣路裝置6部分組成。

① 控制主站

壓力變送器傳感器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中的工控機(jī)部分是該系統(tǒng)的核心。安裝在工控機(jī)上的自動(dòng)溫壓補(bǔ)償軟件通過(guò)HART總線實(shí)現(xiàn)對(duì)在線待補(bǔ)償壓力傳感器的壓力、溫度和電流標(biāo)定采樣[3-4]，以及相關(guān)內(nèi)部參數(shù)、溫壓補(bǔ)償修正系數(shù)的讀寫操作；在壓力傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)流程中，通過(guò)GPIB總線[5-7]實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力控制器RUSKA 7250和數(shù)字萬(wàn)用表Agilent 34401A的操作控制；通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制PIO-D144/D168接口卡，輸出168路的數(shù)字I/O，實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣電路控制，完成HART總線型工位電路的切換和壓力傳感器標(biāo)定氣路的選擇；通過(guò)RS- 485總線實(shí)現(xiàn)對(duì)高低溫烘箱控溫操作[8]。

② 標(biāo)定設(shè)備

標(biāo)定設(shè)備主要是壓力控制器RUSKA 7250、數(shù)字萬(wàn)用表Agilent 34401A和高低溫烘箱。其中壓力控制器RUSKA 7250是壓力傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)流程中壓力標(biāo)定的控壓設(shè)備，數(shù)字萬(wàn)用表Agilent 34401A是4~20 mA輸出檢測(cè)設(shè)備，高低溫烘箱是壓力傳感器的溫度標(biāo)定設(shè)備。

③ 控制總線

壓力變送器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中的控制總線有HART總線、GPIB總線、PCI總線和RS-485總線4種，是控制主站實(shí)現(xiàn)對(duì)溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備及電路操作控制的基礎(chǔ)。

④ 溫壓補(bǔ)償工位矩陣電路

該部分是由PCI總線驅(qū)動(dòng)控制PIO-D144/D168接口卡輸出168路數(shù)字I/O進(jìn)行陣列組合設(shè)計(jì)的電路，其功能是控制主站通過(guò)PCI總線控制，實(shí)現(xiàn)烘箱內(nèi)在線待補(bǔ)償壓力傳感器間HART總線的選通、規(guī)約協(xié)議并行同步采樣時(shí)鐘控制線的操控和溫壓補(bǔ)償氣路的切換。

⑤ 補(bǔ)償主控電路

該部分電路主要是接收解析來(lái)自溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)主站的協(xié)議幀，依據(jù)協(xié)議幀指令完成當(dāng)前工位壓力傳感器的壓力標(biāo)定、溫度標(biāo)定和電流標(biāo)定的采樣、線性修正系數(shù)的讀寫等功能。

⑥ 氣路裝置

該部分主要由氣路管道、傳感器安裝夾具和基架組成。氣路管道是氣源通過(guò)壓力控制器輸出恒定壓力至壓力傳感器的輸出通道。傳感器安裝夾具是壓力傳感器與氣路的連接部分，主要完成氣路管道與壓力傳感器之間的密封性。

運(yùn)用上述壓變溫補(bǔ)系統(tǒng)中現(xiàn)有完備的6個(gè)部分，只需修改系統(tǒng)軟件的溫壓補(bǔ)償流程和補(bǔ)償系統(tǒng)主站與補(bǔ)償主控電路之間的通信總線協(xié)議，即可實(shí)現(xiàn)規(guī)約協(xié)議并行法在壓變溫補(bǔ)系統(tǒng)上應(yīng)用及推廣。

2規(guī)約協(xié)議并行法及協(xié)議幀原理

為了能夠更清楚、透徹地理解基于HART總線的自擬規(guī)約協(xié)議并行法在壓變溫補(bǔ)系統(tǒng)上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，首先要研究一下串行溫壓補(bǔ)償方法在壓變溫補(bǔ)系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)流程。所謂的串行溫壓補(bǔ)償方法就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的溫壓補(bǔ)償，在進(jìn)行壓力變送器溫壓補(bǔ)償線性修正的生產(chǎn)流程中，當(dāng)進(jìn)行壓力、溫度和電流標(biāo)定時(shí)，在線待溫壓補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅髟谕粫r(shí)刻只能有一臺(tái)壓力傳感器與主站控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行標(biāo)定的通信控制，其余壓力傳感器處于閑置等待狀態(tài)。這種閑置等待狀態(tài)勢(shì)必會(huì)使整套溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中的高低溫烘箱、壓力控制器和數(shù)字萬(wàn)用表等設(shè)備，以及在線等待標(biāo)定的壓力傳感器處于耗能且無(wú)效的工作狀態(tài)。圖2為壓力標(biāo)定點(diǎn)的串行溫壓補(bǔ)償法時(shí)序圖。

圖2　串行溫壓補(bǔ)償法時(shí)序圖

依據(jù)圖2所示，當(dāng)在線待溫壓補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅鳚M足壓力標(biāo)定條件時(shí)，具體時(shí)序流程[9]如下。

① 主站通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制工位矩陣電路，選通在線待溫壓補(bǔ)償傳感器工位1處的HART總線，其他工位HART總線斷開。

② 主站通過(guò)HART總線向工位1處的壓力傳感器發(fā)送當(dāng)前恒壓下的壓力標(biāo)定協(xié)議幀，并等待工位1處壓力傳感器的響應(yīng)幀。

③ 工位1處的壓力傳感器解析主站發(fā)來(lái)的協(xié)議幀，并依據(jù)協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行壓力采樣、濾波，結(jié)果回傳主站。

④ 主站通過(guò)HART總線接收工位1處壓力傳感器的壓力標(biāo)定結(jié)果，并將結(jié)果存儲(chǔ)至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

⑤ 完成工位1處壓力傳感器的壓力標(biāo)定，主站通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制工位矩陣電路斷開工位1處的HART 總線。

⑥ 重復(fù)步驟①~⑤，完成當(dāng)前壓力標(biāo)定下其他壓力傳感器的壓力標(biāo)定采樣。

由上述串行溫壓補(bǔ)償法可知，在進(jìn)行一臺(tái)壓力傳感器壓力標(biāo)定采樣時(shí)，其他在線的壓力傳感器是處于閑置狀態(tài)的。這不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且在產(chǎn)品產(chǎn)能和產(chǎn)品生產(chǎn)成本上也是一種無(wú)形的浪費(fèi)。如果在線的所有

壓力傳感器能在同一時(shí)刻同時(shí)進(jìn)行壓力標(biāo)定采樣，不僅將縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間，而且在產(chǎn)品產(chǎn)能、產(chǎn)品生產(chǎn)成本以及設(shè)備損耗等方面具有較好的效益。圖3為壓力標(biāo)定補(bǔ)償點(diǎn)規(guī)約協(xié)議并行法的時(shí)序圖。規(guī)約協(xié)議并行法采用的是自擬協(xié)議，其協(xié)議命令幀和協(xié)議響應(yīng)幀格式分別如圖4、圖5所示。

圖3　規(guī)約協(xié)議并行法時(shí)序圖

圖4　自擬規(guī)約協(xié)議命令幀

圖5　協(xié)議命令響應(yīng)幀

依據(jù)圖3所示，當(dāng)在線待溫壓補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅鳚M足壓力標(biāo)定條件時(shí)，規(guī)約協(xié)議并行法完成一個(gè)壓力標(biāo)定采樣點(diǎn)時(shí)序流程如下。

① 主站通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制矩陣電路，選通在線所有工位的HART總線。

② 主站通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制PIO數(shù)字I/O，將規(guī)約協(xié)議并行法中信號(hào)同步時(shí)鐘控制線由高置低，在線所有待溫壓補(bǔ)償傳感器在時(shí)鐘下降沿或低電平時(shí)準(zhǔn)備接收壓力標(biāo)定采樣協(xié)議。

③ 主站通過(guò)HART總線向在線所有待溫壓補(bǔ)償傳感器發(fā)送當(dāng)前壓力標(biāo)定點(diǎn)的廣播協(xié)議幀。

④ 在線所有待溫壓補(bǔ)償傳感器監(jiān)聽主站廣播壓力標(biāo)定采樣協(xié)議幀，然后進(jìn)行當(dāng)前壓力標(biāo)定點(diǎn)的并行壓力標(biāo)定采樣、濾波及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

⑤ 主站通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制PIO數(shù)字I/O，將信號(hào)同步時(shí)鐘控制線由低置高，從而終止當(dāng)前壓力標(biāo)定。

對(duì)比分析規(guī)約協(xié)議并行法與串行溫壓補(bǔ)償法的時(shí)序圖和溫壓補(bǔ)償流程，規(guī)約協(xié)議并行法不僅操控簡(jiǎn)單、生產(chǎn)實(shí)用，而且在線所有待溫壓補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅鳎捎靡?guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行一個(gè)壓力標(biāo)定采樣的時(shí)間周期，與串行溫壓補(bǔ)償法進(jìn)行單臺(tái)、單個(gè)壓力標(biāo)定采樣的時(shí)間周期相同。

3 規(guī)約協(xié)議并行法的軟件實(shí)現(xiàn)流程

壓力變送器傳感器在出廠前都要進(jìn)行一次全溫區(qū)的溫壓補(bǔ)償標(biāo)定[13-14]，并在全溫區(qū)內(nèi)選取8個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)，分別為120 ℃、85 ℃、65 ℃、45 ℃、25 ℃、5 ℃、-15 ℃、-40 ℃。同時(shí)，在每一個(gè)溫度點(diǎn)下還要進(jìn)行壓力的標(biāo)定。對(duì)于壓力型的傳感器，通常選取11個(gè)補(bǔ)償標(biāo)定修正點(diǎn)，分別為待補(bǔ)償壓力傳感器滿量程的0.0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.65、0.8和1.0。對(duì)于差壓型的傳感器，通常選取21個(gè)補(bǔ)償標(biāo)定修正點(diǎn)，分別為待補(bǔ)償壓力傳感器滿量程的-1.0、-0.8、-0.65、-0.5、-0.4、-0.3、-0.2、-0.15、-0.1、-0.05、0.0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.65、0.8和1.0。

依據(jù)上述給定的溫度和壓力補(bǔ)償標(biāo)定條件，采用規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行壓力型傳感器溫壓補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下。

① 溫壓補(bǔ)償軟件通過(guò)RS-485總線控制設(shè)置烘箱溫度為第1個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)120 ℃。

② 溫壓補(bǔ)償軟件進(jìn)行120 ℃的恒溫延時(shí)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)烘箱內(nèi)部的在線待補(bǔ)償傳感器的溫度是否達(dá)到或接近120 ℃。當(dāng)溫度達(dá)到或接近120 ℃并處于恒溫穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，則進(jìn)行當(dāng)前溫度點(diǎn)下的壓力標(biāo)定。

③ 溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)軟件通過(guò)GPIB控制總線控制壓力控制器，使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)(滿量程的0.0)。當(dāng)氣路管道和壓力傳感器容室內(nèi)的氣體壓力與壓力控制器輸出的氣體壓力相等且處于恒壓穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，則進(jìn)行當(dāng)前壓力標(biāo)定點(diǎn)的壓力標(biāo)定采樣。

④ 溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)軟件通過(guò)PCI總線驅(qū)動(dòng)控制PIO數(shù)字I/O電路，將標(biāo)定采樣的信號(hào)同步時(shí)鐘控制線由高置低，同時(shí)將HART總線與在線所有待溫壓補(bǔ)償傳感器的HART總線接通，然后進(jìn)行毫秒級(jí)延時(shí)，發(fā)送規(guī)約協(xié)議并行法中并行壓力采樣協(xié)議幀。

⑤ 并行壓力采樣延時(shí)12 s(生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)值)，并將標(biāo)定采樣的信號(hào)同步時(shí)鐘控制線由低置高，完成在線所有壓力傳感器的壓力、溫度和電流的標(biāo)定采樣及結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

⑥ 重復(fù)步驟④~⑤，完成120 ℃補(bǔ)償溫度下其他標(biāo)定點(diǎn)的壓力采樣(在線待補(bǔ)償壓力型傳感器滿量程的0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.65、0.8、1.0)。

⑦ 溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)軟件通過(guò)HART總線，根據(jù)從前至后的順序，依次將在線壓力傳感器的溫壓補(bǔ)償標(biāo)定數(shù)據(jù)讀回，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

⑧ 重復(fù)步驟①~⑦，完成其他溫度補(bǔ)償點(diǎn)的壓力標(biāo)定(85 ℃、65 ℃、45 ℃、25 ℃、5 ℃、-15 ℃、-40 ℃)。

⑨ 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)通過(guò)HART總線寫入至對(duì)應(yīng)壓力傳感器的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，同時(shí)將線性修正系數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行保存?zhèn)浞荨?/p>

⑩ 溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)軟件完成壓力傳感器的溫壓補(bǔ)償，報(bào)告生產(chǎn)用戶。

圖6為規(guī)約協(xié)議并行法在壓變溫補(bǔ)系統(tǒng)上軟件的實(shí)現(xiàn)流程。

圖6　規(guī)約協(xié)議并行法的軟件流程圖

4規(guī)約協(xié)議并行法的工程實(shí)例與對(duì)比分析

規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行單批次壓變傳感器溫補(bǔ)所需的總時(shí)間：

(1)

式中：TB_Tot為整批次壓力傳感器溫壓補(bǔ)償總時(shí)間,min；TB_Oven為單個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下烘箱升降溫時(shí)間,min；TB_Pre為單個(gè)壓力標(biāo)定點(diǎn)下的控壓時(shí)間,min；TB_Samp為信號(hào)同步采樣濾波周期,min；NB_PNum為每個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下的壓力標(biāo)定數(shù)量；NB_TNum為溫度補(bǔ)償選取的溫度點(diǎn)的數(shù)量。

采用規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行壓力傳感器溫壓補(bǔ)償后，單臺(tái)傳感器的生產(chǎn)時(shí)間：

(2)

式中：NB_SNum為在線溫壓補(bǔ)償傳感器的數(shù)量。

串行溫壓補(bǔ)償方法進(jìn)行單批次壓力變送器傳感器溫壓補(bǔ)償所需的總時(shí)間：

NΔP_num]NΔT_num

(3)

式中：TΔTot為整批次壓力傳感器溫壓補(bǔ)償總時(shí)間,min；TΔOven為單個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下烘箱升降溫時(shí)間,min；TΔPre為單個(gè)壓力標(biāo)定點(diǎn)下的控壓時(shí)間,min；TΔSamp為單臺(tái)傳感器壓力標(biāo)定的采樣濾波周期,min；NΔS_num為在線溫度補(bǔ)償壓力變送器傳感器的數(shù)量；NΔP_num為每個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下的壓力標(biāo)定數(shù)量；NΔT_num為溫度補(bǔ)償選取的溫度點(diǎn)的數(shù)量。

采用串行溫壓補(bǔ)償法進(jìn)行壓力傳感器溫壓補(bǔ)償后，單臺(tái)傳感器的生產(chǎn)時(shí)間：

(4)

在實(shí)際的壓力變送器傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)中，采用規(guī)約協(xié)議并行法與采用串行溫壓補(bǔ)償法存在4種應(yīng)用對(duì)比。

① 最小壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)

該系統(tǒng)只進(jìn)行壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)，不論是采用規(guī)約協(xié)議并行法，還是采用串行溫壓補(bǔ)償法，其中單個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下烘箱升降溫時(shí)間TΔOven=TB_Oven=150 min；單個(gè)壓力標(biāo)定點(diǎn)下的控壓時(shí)間TΔPre=TB_Pre=1.2 min。規(guī)約協(xié)議并行法中信號(hào)同步采樣濾波周期與串行溫壓補(bǔ)償法中單臺(tái)傳感器壓力標(biāo)定的采樣濾波周期完全相同，即TΔSamp=TB_Samp=0.2 min。系統(tǒng)內(nèi)所能容納壓力型傳感器的最大數(shù)量NB_SNum=NΔS_num=32臺(tái)；每個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下的壓力標(biāo)定數(shù)量NB_PNum=NΔP_num=11；溫度補(bǔ)償選取的溫度點(diǎn)的數(shù)量NB_TNum=NΔT_num=8。

在最小壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中,采用規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行單批次壓力傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)壓力傳感器的生產(chǎn)時(shí)間：

TB_Tot=[150+(1.2+0.2) ×11]×8=1 323.2 min

TB_Unit=1 323.2/32=41.35 min

串行溫壓補(bǔ)償法在該系統(tǒng)上進(jìn)行單批次壓力傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TΔTot=[150+(1.2+0.2×32) ×11]×8=1 868.8 min

TΔUnit=1 868.8/32=58.4 min

與應(yīng)用串行溫壓補(bǔ)償法相比，在最小壓力型傳感器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上應(yīng)用規(guī)約協(xié)議并行法,可使溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)在單位時(shí)間對(duì)壓力變送器產(chǎn)品的產(chǎn)能提高TΔUnit/TB_Unit=58.4/41.35≈1.412倍。

② 最小差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)

與最小壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)只是待補(bǔ)償傳感器的類型發(fā)生了變化，即在每個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下的壓力標(biāo)定選取點(diǎn)數(shù)增加近一倍，所以NB_PNum=NΔP_num=21，其他參數(shù)無(wú)變化。在最小差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中,采用規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行單批次溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TB_Tot=[150+(1.2+0.2)×21]×8=1 435.2 min

TB_Unit=1 435.2/32=44.85 min

在最小差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中，采用串行溫壓補(bǔ)償法進(jìn)行單批次差壓傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TΔTot=[150+(1.2+0.2×32)×21]×8=2 476.8 min

TΔUnit=2 476.8/32=77.4 min

與應(yīng)用串行溫壓補(bǔ)償法相比，在最小差壓型傳感器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上應(yīng)用規(guī)約協(xié)議并行法,可使溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)在單位時(shí)間對(duì)壓力變送器產(chǎn)品的產(chǎn)能提高TΔUnit/TB_Unit=77.4/44.85≈1.725 8倍。

③ 最大壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)

與最小壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)相比，除了系統(tǒng)所能容納壓力型傳感器的數(shù)量發(fā)生變化外，即NB_SNum=NΔS_num=128臺(tái)，其他的參數(shù)無(wú)變化。在最大壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中，采用規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行單批次溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TB_Tot=[150+(1.2+0.2)×11]×8=1 323.2 min

TB_Unit=1 323.2/128=10.337 5 min

同理,串行溫壓補(bǔ)償法在最大壓力型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上進(jìn)行單批次溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TΔTot=[150+(1.2+0.2×128)×11]×8=3 558.4 min

TΔUnit=3 558.4/128=27.8 min

與應(yīng)用串行溫壓補(bǔ)償法相比，在最大壓力型傳感器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上應(yīng)用規(guī)約協(xié)議并行法,可使溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)在單位時(shí)間對(duì)壓力變送器產(chǎn)品的產(chǎn)能提高TΔUnit/TB_Unit=27.8/10.3375≈2.689倍。

④ 最大差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)

與最小型的差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)相比，除了系統(tǒng)所能容納差壓型傳感器的數(shù)量和每個(gè)溫度補(bǔ)償點(diǎn)下的壓力標(biāo)定點(diǎn)數(shù)量發(fā)生變化外，即NB_SNum=NΔS_num=128臺(tái)，NB_PNum=NΔP_num=21，其他參數(shù)無(wú)變化。在最大型的差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)中，采用規(guī)約協(xié)議并行法進(jìn)行單批次溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TB_Tot=[150+(1.2+0.2)×21]×8=1 435.2 min

TB_Unit=1 435.2/128=11.212 5 min

同理,串行溫壓補(bǔ)償法在最大差壓型傳感器的溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上進(jìn)行單批次溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)總時(shí)間和單臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間：

TΔTot=[150+(1.2+0.2×128)×21]×8=5 702.4 min

TΔUnit=5 702.4/128=44.55 min

與應(yīng)用串行溫壓補(bǔ)償法相比，在最大差壓型傳感器溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)上應(yīng)用規(guī)約協(xié)議并行法,可使溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)在單位時(shí)間對(duì)壓力變送器產(chǎn)品的產(chǎn)能提高TΔUnit/TB_Unit=44.55/11.212 5≈3.973倍。

表1為規(guī)約協(xié)議并行法和串行溫壓補(bǔ)償法的工程實(shí)例對(duì)比分析表。

表1　兩種溫壓補(bǔ)償法的對(duì)比

綜合上述4種工程實(shí)例對(duì)比分析，得出采用本文提出的規(guī)約協(xié)議并行法不僅實(shí)用性強(qiáng)，而且還能夠解決現(xiàn)存串行溫壓補(bǔ)償法中存在單批次壓力傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、單位時(shí)間產(chǎn)品產(chǎn)能低、設(shè)備能耗高以及溫壓補(bǔ)償標(biāo)定設(shè)備維護(hù)與維修成本高的問(wèn)題。

5結(jié)束語(yǔ)

采用規(guī)約協(xié)議并行法實(shí)現(xiàn)壓力變送器溫壓補(bǔ)償標(biāo)定生產(chǎn)流程中的并行采樣，可完全解決串行溫壓補(bǔ)償法中一對(duì)一串行溫壓補(bǔ)償方式存在溫壓補(bǔ)償耗時(shí)長(zhǎng)、單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品產(chǎn)能比、標(biāo)定流程中設(shè)備能耗損耗高以及溫壓補(bǔ)償設(shè)備的維護(hù)和維修成本高的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)壓力變送器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用實(shí)踐和測(cè)試驗(yàn)證，體現(xiàn)出規(guī)約協(xié)議并行法在壓力變送器傳感器溫壓補(bǔ)償生產(chǎn)線上的優(yōu)勢(shì)。其具體表現(xiàn)在該方法研發(fā)與應(yīng)用的周期短、投入成本極少、無(wú)硬件和生產(chǎn)設(shè)備的變動(dòng)、無(wú)需擴(kuò)建生產(chǎn)線便可提高壓力變送器產(chǎn)品的產(chǎn)能。該方法的研發(fā)成果不僅滿足壓力變送器生產(chǎn)企業(yè)的需求，而且能夠在系統(tǒng)中長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡珺珺.高精度智能壓力變送器溫度補(bǔ)償方法研究及軟件開發(fā)[D].重慶:重慶大學(xué),2009.

[2] Ajmeri A.Integrating HART data from smart devices[J].Control Engineering: Covering Control,Instrumentation,and Automation Systems Worldwide,2014,61(4-2)：68-72.

[3] Gupta S,Berghe V D H,Lombaert G,et al.Numerical modelling of vibrations from a Thalys high speed train in the Groene Hart tunne[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2010,30(3):82-97.

[4] Zulkifli M Z,Harun S W,Thambiratnam K,et al.Self-calibrating automated characterization system for depressed cladding EDFA applications using LabVIEW software with GPIB[J].IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2008,57(11):2677-2681.

[5] 顧志強(qiáng).基于GPIB的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].南京:南京理工大學(xué),2007.

[6] 高玉棟,肖鐵軍,王剛,等.基于GPIB接口的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].傳感器與儀器儀表,2008,24(10):233-236.

[7] Adams B A,Wulfsohn D,Fredlund D G.Air volume change measurement in unsaturated soil testing using a digital pressure-volume controller[J].Astm Geotechnical Testing JournaL,1996,19(1):12-21.

[8] 張宇.三隔離壓力變送器溫補(bǔ)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[D].重慶:重慶大學(xué),2010.

[9] 胡澤,李強(qiáng),葛亮.低功耗無(wú)線壓力變送器研究設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表,2013，34(12):87-90.

科技期刊中文文摘的撰寫

根據(jù)GB/T 6447-1986《文摘編寫規(guī)則》關(guān)于摘要的定義，摘要是以提供文獻(xiàn)內(nèi)容梗概為目的，不加評(píng)論和補(bǔ)充解釋，簡(jiǎn)明、確切地記述文獻(xiàn)重要內(nèi)容的短文。按摘要的不同功能來(lái)劃分，它大致分為報(bào)道性摘要、指示性摘要、報(bào)道-指示性摘要3種類型。一般的科技論文應(yīng)盡可能采用報(bào)道性摘要。摘要中應(yīng)寫的內(nèi)容一般包括研究工作的目的、方法、結(jié)果和結(jié)論，而重點(diǎn)是結(jié)果和結(jié)論。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，撰寫摘要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

① 省略“我們”“作者”“筆者”“本文”這樣的主語(yǔ)。

② 簡(jiǎn)短精煉，明確具體。簡(jiǎn)短，指篇幅短，一般以不超過(guò)200字為宜(依摘要類型而定)；精煉，指摘錄出原文的精華，無(wú)多余的話；明確具體，指表意明白，不含糊，無(wú)空泛、籠統(tǒng)的詞語(yǔ)，應(yīng)有較多而有用的定性和定量的信息。

③ 一般不要交代背景，更不要闡述一般性知識(shí)。

④ 格式要規(guī)范，一般不分段，盡可能用規(guī)范術(shù)語(yǔ)，不用非共知共用的符號(hào)和術(shù)語(yǔ)。不能簡(jiǎn)單地重復(fù)題名中已有的信息，并切忌羅列段落標(biāo)題來(lái)代替摘要。除了實(shí)在無(wú)變通辦法可用以外，一般不出現(xiàn)插圖、表格，以及參考文獻(xiàn)序號(hào)，一般不用數(shù)學(xué)公式和化學(xué)結(jié)構(gòu)式。

中圖分類號(hào)：TH7;TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201508020

國(guó)家863專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：2012AA041201)。

修改稿收到日期：2015-06-15。

第一作者何艷(1981-)，女，2011年畢業(yè)于重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，講師；主要從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與微控制系統(tǒng)方向的研究。