基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調試方法

張國偉

（晉中職業技術學院，山西 晉中 030600）

壓力儀表是一種常見的儀表，主要用于測量壓力，再將壓力信息轉變為電流信號輸出，對調整壓力環境有重要意義[1-3]，壓力儀表校正難度較高，負荷會發生動態變化，為了解決自動化調試問題，需要采用一種有效的PLC自動化調試技術[4]。大多數自動化調試技術都需要應用相應的自動化調試平臺，常規的自動化調試平臺主要由多種模塊組成[4-6]。相關研究人員針對壓力儀表自動化調試特點采用了多種壓力儀表PLC自動化調試技術，但大多數調試技術都需要使用MSComm控件連接API儀表通信接口[7-8]，易受異步通信復雜性影響，導致壓力儀表檢定誤差較高，不符合壓力儀表的運行需求，因此，為了提高壓力儀表檢定精度，本文基于串口通信提出了一種全新的壓力儀表PLC自動化調試方法。

1 基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調試方法設計

1.1 基于串口通信搭設壓力儀表PLC自動化調試臺

采用串口通信可以有效接收壓力儀表的PLC調試數據，并將其轉化為連續的串行數據傳輸至接收端，因此，其可以降低異步通信復雜度，提高壓力儀表的檢定精度。本文基于串口通信設計了一個有效的壓力儀表PLC自動化調試臺[9]。在壓力儀表PLC自動化調試的過程中，受校準器調試難度的影響，整體調試誤差較高，因此，本文中將S7-1200作為核心調試控制器，利用串口通信技術完成調試編程與數據交換，實現全自動調試。

本文搭建的壓力儀表PLC自動化調試臺主要由氣源中心、壓力控制器等組成，可以為待調試的壓力儀表創設一個良好的調試環境，提供穩壓壓強，該壓力儀表PLC自動化調試臺組成如圖1所示。

圖1 PLC自動化調試臺

由圖1可知，該PLC自動化調試臺的氣源裝置主要為待測壓力儀表創設環境，壓力控制器負責調整恒定壓力值[10]，中央控制器可以定點控制壓力值，將其發送至壓力儀表。該自動化調試臺可以實現升降壓循環，完成壓力數據交換，根據壓力儀表的PLC自動化調試需求，自動化調試中央控制器選取WinCC組態軟件，可以手動/自動獲取調試點，確定調試等級，再通過觸摸屏調試界面，實現自動調試。

1.2 壓力儀表自動調試裝置

為了實現壓力儀表自動化控制，本文選擇了機械傳動裝置，設計了符合調試需求的壓力儀表自動調試裝置。本文設計的自動調試裝置主要由傳動裝置、原動機等組成，可以根據運動形式變化處理傳動裝置，提高了自動化調試的可靠性，該自動化調試裝置的主要組成結構如圖2所示。

圖2 自動化調試裝置主要組成結構

由圖2可知，該自動化調試裝置主要由電機、法蘭、垂直軸等組成，電機可以快速帶動法蘭滑塊移動進行調試定位，在調試過程中電機需要與聯軸器相連。

為了提高最終的調試精度，本文選取了自動調試垂直軸參數，首先計算數值軸向質量：

2 實驗

為了驗證該基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調試方法的應用效果，下面配置實驗環境，將其與文獻一、文獻二中介紹的兩種常規的壓力儀表PLC自動化調試方法進行對比實驗。

2.1 實驗準備

結合壓力儀表PLC自動化調試技術的實驗需求，本次選取EYBHD全自動壓力校驗臺作為實驗平臺，該實驗平臺如圖3所示。

圖3 EYBHD實驗平臺

由圖3可知，該實驗平臺的測量范圍為0～60 MPa（油壓）、0～40 MPa（水壓），整體分辨率較高，為1/10 000，可以有效識別自動化調試圖像，測量精度為0.05%，為了提高實驗的可靠性，EYBHD全自動壓力校驗臺使用220 V±10% 50 Hz電源，選用RS-232接口，在實驗過程中，需要保證工作環境溫度在20±5℃范圍內。

在實驗開始前，需要預先設定EYBHD全自動壓力校驗臺的量程范圍，即調整實驗平臺的分度值，安裝有效的數字壓力模塊，完成CCD準確對焦。此時實驗壓力表盤能完整清晰地顯示在計算機屏幕中，可以運行壓力檢定軟件，輸入檢定信息。待檢定信息設置完畢后，可以根據三點集合原理調整實驗壓力儀表處于零刻度線位置，開始進行自動識別。待識別完成后，單擊開始檢定按鈕，此時可以實時輸出檢定結果。待檢定完成后，相關的實驗信息會自動保存至數據庫中，此時可以輸出本次實驗的檢定結果。

2.2 實驗結果與討論

完成上述的實驗準備后，可以進行PLC自動化調試實驗，即分別使用本文設計的基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調試方法，文獻一介紹的多規格法蘭式隔膜壓力儀表自動化調試方法，以及文獻二介紹的串口通信壓力儀表自動調試方法進行調試實驗，得到三種方法調試后的檢定結果，如表1所示。

由表1可知，在相同的檢定條件下，采用本文介紹的基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調試方法調試后檢定升壓值與降壓值和標準器壓力值0.00、0.40、0.80、1.20、1.60一致，且不存在輕敲位移；采用文獻一介紹的多規格法蘭式隔膜壓力儀表自動化調試方法的輕敲位移略低于采用文獻二介紹的串口通信壓力儀表自動調試方法，但兩者的升壓值和降壓值與標準器壓力值相差較大。上述實驗結果證明，本文設計的基于串口通信的壓力儀表PLC自動化調試方法的調試效果較好，檢定誤差較小，具有準確性，有一定的應用價值。

3 結束語

壓力儀表的自動化調試難度較高，經常出現較大的檢定誤差，不利于壓力儀表的有效運行，因此，本文基于串口通信設計了一種全新的壓力儀表PLC自動化調試方法。實驗結果表明，該壓力儀表PLC自動化調試方法的調試效果較好，具有準確性，有一定的應用價值，對提高壓力儀表的運行安全性具有參考價值。