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智能PILZ壓力變送器故障診斷技術(shù)研究
隨著自動化技術(shù)的發(fā)展和微電子技術(shù)的進步,以及現(xiàn)場總線技術(shù)的日益成熟,數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛,對現(xiàn)場信號的采集、傳輸和數(shù)據(jù)處理提出更高的要求,工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性與安全性正被給予高度的關(guān)注。

智能PILZ壓力變送器故障診斷技術(shù)研究
為了保證生產(chǎn)過程和控制系統(tǒng)的可靠性與安全性,故障診斷技術(shù)的研發(fā)顯得尤為重要。這一研究方向日漸成為了自動控制領(lǐng)域引人關(guān)注的熱點。圍繞智能儀表故障診斷技術(shù)的研究與開發(fā)展開,研究對象是一款符合HART現(xiàn)場總線協(xié)議的壓力/差壓變送器。研究內(nèi)容分為兩部分,首先是智能PILZ壓力變送器的故障自診斷技術(shù)。在這里,智能儀表需要通過自身的軟硬件判斷信號采集、電源、數(shù)據(jù)處理、電輸出等功能是否正常。其次是智能差壓變送器的動態(tài)過程故障診斷技術(shù)。診斷的思路是將過程變量的一些統(tǒng)計參數(shù)視為動態(tài)過程“標(biāo)識”。由于過程正常狀態(tài)與異常狀態(tài)之間的差異會反映在這些統(tǒng)計參數(shù)上,因此可以通過識別統(tǒng)計參數(shù)診斷過程是否正常。實現(xiàn)方案是在變送器現(xiàn)有的軟硬件基礎(chǔ)上作適當(dāng)改進。在不影響變送器原有功能的前提下,將診斷功能添加到系統(tǒng)中。此外,還需要編寫配套的主站軟件,用于協(xié)助診斷操作并將診斷數(shù)據(jù)和結(jié)論顯示在軟件界面上。闡述了現(xiàn)場信號通信的發(fā)展概況和智能PILZ壓力變送器的現(xiàn)狀,分析了智能PILZ壓力變送器的作用和工作原理,針對應(yīng)用中使用的不同的傳感器輸出不同幅值的弱直流電信號的要求,設(shè)計了智能PILZ壓力變送器系統(tǒng)。它實現(xiàn)了弱直流電信號放大,并能根據(jù)信號的幅值大小來自動改變放大系數(shù),提高測量靈敏度,對采樣數(shù)據(jù)處理后,既能輸出4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流信號,又能通過 RS—485 總線與其他上位機或同位機進行數(shù)字通信。系統(tǒng)根據(jù)傳感器輸出的信號范圍通過編程設(shè)定由集成測量放大器AD623和非易失性數(shù)控電位器X9241組成的放大環(huán)節(jié)的增益,將弱信號放大到0～5VDC,通過多通道12位串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543進行A/D轉(zhuǎn)換,將采集到的數(shù)據(jù)送給單片機89C52,由單片機進行濾波、標(biāo)度變換等數(shù)據(jù)處理后,通過8位并行D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 4～20mADC信號輸出,或通過隔離后的RS—485總線將數(shù)據(jù)傳送給上位機。系統(tǒng)設(shè)計有獨立的看門狗電路和EEPROM 存儲器電路,提高了系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)軟件采用MCS—51單片機匯編語言,模塊化程序設(shè)計方法,設(shè)計了儀表監(jiān)控主程序、放大器增益設(shè)定程序、ADC轉(zhuǎn)換和處理子程序、DAC 轉(zhuǎn)換等子模塊,并設(shè)計了相應(yīng)的通信協(xié)議。系統(tǒng)完成后,經(jīng)聯(lián)機仿真調(diào)試和實際通信結(jié)果表明:性能良好,達到了預(yù)定的設(shè)計指標(biāo)要求。

智能PILZ壓力變送器故障診斷技術(shù)研究
在完成了診斷功能的設(shè)計之后,根據(jù)現(xiàn)有的試驗環(huán)境制定了一套測試方案,用于對各個診斷項目做功能驗證。從測試的結(jié)果看,各項診斷功能均滿足設(shè)計要求,實現(xiàn)了課題既定的目標(biāo)。zui后,對所做的研究和設(shè)計工作進行了總結(jié),并對后續(xù)工作提出了一些想法和展望。