基于串口通信的压力仪表PLC自动化调试方法

2024-01-05张国伟

数字通信世界 2023年11期

张国伟

（晋中职业技术学院，山西晋中 030600）

压力仪表是一种常见的仪表，主要用于测量压力，再将压力信息转变为电流信号输出，对调整压力环境有重要意义[1-3]，压力仪表校正难度较高，负荷会发生动态变化，为了解决自动化调试问题，需要采用一种有效的PLC自动化调试技术[4]。大多数自动化调试技术都需要应用相应的自动化调试平台，常规的自动化调试平台主要由多种模块组成[4-6]。相关研究人员针对压力仪表自动化调试特点采用了多种压力仪表PLC自动化调试技术，但大多数调试技术都需要使用MSComm控件连接API仪表通信接口[7-8]，易受异步通信复杂性影响，导致压力仪表检定误差较高，不符合压力仪表的运行需求，因此，为了提高压力仪表检定精度，本文基于串口通信提出了一种全新的压力仪表PLC自动化调试方法。

1 基于串口通信的压力仪表PLC自动化调试方法设计

1.1 基于串口通信搭设压力仪表PLC自动化调试台

采用串口通信可以有效接收压力仪表的PLC调试数据，并将其转化为连续的串行数据传输至接收端，因此，其可以降低异步通信复杂度，提高压力仪表的检定精度。本文基于串口通信设计了一个有效的压力仪表PLC自动化调试台[9]。在压力仪表PLC自动化调试的过程中，受校准器调试难度的影响，整体调试误差较高，因此，本文中将S7-1200作为核心调试控制器，利用串口通信技术完成调试编程与数据交换，实现全自动调试。

本文搭建的压力仪表PLC自动化调试台主要由气源中心、压力控制器等组成，可以为待调试的压力仪表创设一个良好的调试环境，提供稳压压强，该压力仪表PLC自动化调试台组成如图1所示。

图1 PLC自动化调试台

由图1可知，该PLC自动化调试台的气源装置主要为待测压力仪表创设环境，压力控制器负责调整恒定压力值[10]，中央控制器可以定点控制压力值，将其发送至压力仪表。该自动化调试台可以实现升降压循环，完成压力数据交换，根据压力仪表的PLC自动化调试需求，自动化调试中央控制器选取WinCC组态软件，可以手动/自动获取调试点，确定调试等级，再通过触摸屏调试界面，实现自动调试。

1.2 压力仪表自动调试装置

为了实现压力仪表自动化控制，本文选择了机械传动装置，设计了符合调试需求的压力仪表自动调试装置。本文设计的自动调试装置主要由传动装置、原动机等组成，可以根据运动形式变化处理传动装置，提高了自动化调试的可靠性，该自动化调试装置的主要组成结构如图2所示。

图2 自动化调试装置主要组成结构

由图2可知，该自动化调试装置主要由电机、法兰、垂直轴等组成，电机可以快速带动法兰滑块移动进行调试定位，在调试过程中电机需要与联轴器相连。

为了提高最终的调试精度，本文选取了自动调试垂直轴参数，首先计算数值轴向质量：

2 实验

为了验证该基于串口通信的压力仪表PLC自动化调试方法的应用效果，下面配置实验环境，将其与文献一、文献二中介绍的两种常规的压力仪表PLC自动化调试方法进行对比实验。

2.1 实验准备

结合压力仪表PLC自动化调试技术的实验需求，本次选取EYBHD全自动压力校验台作为实验平台，该实验平台如图3所示。

图3 EYBHD实验平台

由图3可知，该实验平台的测量范围为0～60 MPa（油压）、0～40 MPa（水压），整体分辨率较高，为1/10 000，可以有效识别自动化调试图像，测量精度为0.05%，为了提高实验的可靠性，EYBHD全自动压力校验台使用220 V±10% 50 Hz电源，选用RS-232接口，在实验过程中，需要保证工作环境温度在20±5℃范围内。

在实验开始前，需要预先设定EYBHD全自动压力校验台的量程范围，即调整实验平台的分度值，安装有效的数字压力模块，完成CCD准确对焦。此时实验压力表盘能完整清晰地显示在计算机屏幕中，可以运行压力检定软件，输入检定信息。待检定信息设置完毕后，可以根据三点集合原理调整实验压力仪表处于零刻度线位置，开始进行自动识别。待识别完成后，单击开始检定按钮，此时可以实时输出检定结果。待检定完成后，相关的实验信息会自动保存至数据库中，此时可以输出本次实验的检定结果。

2.2 实验结果与讨论

完成上述的实验准备后，可以进行PLC自动化调试实验，即分别使用本文设计的基于串口通信的压力仪表PLC自动化调试方法，文献一介绍的多规格法兰式隔膜压力仪表自动化调试方法，以及文献二介绍的串口通信压力仪表自动调试方法进行调试实验，得到三种方法调试后的检定结果，如表1所示。

由表1可知，在相同的检定条件下，采用本文介绍的基于串口通信的压力仪表PLC自动化调试方法调试后检定升压值与降压值和标准器压力值0.00、0.40、0.80、1.20、1.60一致，且不存在轻敲位移；采用文献一介绍的多规格法兰式隔膜压力仪表自动化调试方法的轻敲位移略低于采用文献二介绍的串口通信压力仪表自动调试方法，但两者的升压值和降压值与标准器压力值相差较大。上述实验结果证明，本文设计的基于串口通信的压力仪表PLC自动化调试方法的调试效果较好，检定误差较小，具有准确性，有一定的应用价值。