2關(guān)鍵模塊

2.1總控模塊

       總控模塊是燃氣表電機閥檢測系統(tǒng)的核心部分,在系統(tǒng)中起到承上啟下的作用?？偪啬K承擔的任務一方面是和上位機進行實時通信;另一方面是給下位機下達命令和信號,接收其采集的數(shù)據(jù)并進行處理;另外,總控模塊還要顯示采集的數(shù)據(jù)和判斷的結(jié)果。在該系統(tǒng)中,電參數(shù)的采集采用了很多并聯(lián)儀表,而泄漏檢測的氣管路中又有很多調(diào)壓閥、電磁閥和傳感器等,且總控模塊中存在若干通信數(shù)據(jù)接口,CAN通信接口,基于CAN通信來傳輸數(shù)據(jù),實現(xiàn)總控模塊與PC機之間的數(shù)據(jù)通信;RS485通信口,系統(tǒng)通過該接口給儀表系統(tǒng)下達命令,并接收儀表系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。因此,整個系統(tǒng)控制流程較復雜,總控模塊的控制策略是非常重要的。根據(jù)以上分析需求,總控模塊必須滿足以下要求:設計合理,簡明化;運算速度快;數(shù)據(jù)處理優(yōu)質(zhì)化;具有超強的抗干擾能力,可增強設備的安全可靠性?；趩纹瑱C的總控模塊不但滿足了使用要求,且表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性,如單片機具有豐富的片內(nèi)資源,使系統(tǒng)簡潔可靠等。

2.2氣管路模塊

       檢測系統(tǒng)的一個重要功能是進行電機閥密封性和上殼密封性檢測。按照國家標準檢測整機泄漏性時,需要向燃氣表輸入1.5倍最大工作壓力的氣體,然后關(guān)閉閥門并保持不少于3min,且壓力計示值不應下降。但本過程所需正壓太大會造成殼體變形。此外,國家標準中對于電機閥泄漏性的檢測要求燃氣表閥門在關(guān)閉的狀態(tài)下,在閥門入口處輸入5kPa壓力的氣體,閥門的允許內(nèi)泄漏量不應大于0.55L/h。由于生產(chǎn)線上電機閥檢測工序復雜,利用浸水檢測時雖簡捷可靠,但勞動強度和設備規(guī)模大,且對燃氣表的沉積水處理麻煩,可能發(fā)生漏檢;整殼密封性檢測時如果發(fā)現(xiàn)有泄漏,就要拆開整個燃氣表進行電機閥密封性檢測,這樣不但浪費時間,降低生產(chǎn)效率,而且由于全裝配之前沒有電機閥密封性檢測,存在潛在的安全性問題。針對以上問題,新系統(tǒng)一方面在完成上殼密封性檢測以后自動開始電機閥密封性檢測,另一方面采用負壓的方式進行上殼和電機閥的密封性檢測。負壓檢測方法能避免被測物與工作環(huán)境之間產(chǎn)生溫差,防止熱泄漏誤差的影響;每次檢測實現(xiàn)八個工位同時啟動,提高了效率。此外,系統(tǒng)采用微質(zhì)量流量傳感器采集數(shù)據(jù),反應靈敏、精度高、數(shù)據(jù)傳輸精確,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時傳輸。

       上殼和電機閥密封性檢測氣管路壓緊裝置中設置有氣缸壓緊燃氣表上殼,所以氣管路比較復雜。氣路系統(tǒng)的設計和管路的布置對整個裝置的動作控制起著十分重要的作用。系統(tǒng)既要檢測上殼又要檢測電機閥泄漏性,但由于質(zhì)量流量傳感器的單方向性,檢測線路中增加了儲氣罐,克服了上殼和電機閥分開檢測的不足。系統(tǒng)檢測過程按以下步驟進行。檢測上殼的泄漏性,此時電機閥打開,總控控制各個電磁閥,負壓氣源開始工作,上殼體和儲氣罐被抽為真空狀態(tài);自平衡,按照國家標準,3min內(nèi)如果殼體泄漏,表示微流量傳感器有數(shù)據(jù)采集,否則無;殼體和儲氣罐恢復到原始狀態(tài),等待電機閥檢測的判斷,如果判斷需要檢測電機閥的泄漏性,則只需關(guān)閉電機閥,控制各電磁閥,打開負壓氣源即可。如果電機閥有泄漏,氣體經(jīng)過微流量傳感器時就會有數(shù)據(jù)輸出,則系統(tǒng)最后恢復到原始狀態(tài)。

2.3軟件模塊

2.3.1上位機

       軟件系統(tǒng)的核心是上位機,即人機操作界面,主要分為系統(tǒng)管理、產(chǎn)品管理、檢測管理和統(tǒng)計分析四個部分。上位機能夠按照檢測的要求自組織模式,用戶可以根據(jù)需要設置流程中的動作、動作順序和參數(shù)等。系統(tǒng)初始化是每個模式的默認設置。模式建立完成后,上位機主要起到以下四方面的作用,實現(xiàn)與下位機的實時通信,實時顯示采集的數(shù)據(jù)和曲線;進行產(chǎn)品型號管理和所有測試參數(shù)的設置,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较挛粰C,并具有記憶功能;為了方便用戶對測試結(jié)果進行記錄分析,能夠?qū)ο挛粰C傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分析處理保存,并能夠建立檢測數(shù)據(jù)檔案,以便日后調(diào)用查詢,也便于綜合質(zhì)量管理和質(zhì)量跟蹤;上位機可以以報表的形式對自動保存的測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和匯總,實現(xiàn)結(jié)果分析,生成不合格原因的柱狀圖和餅狀圖。測方法能避免被測物與工作環(huán)境之間產(chǎn)生溫差,防止熱泄漏誤差的影響;每次檢測實現(xiàn)八個工位同時啟動,提高了效率。此外,系統(tǒng)采用微質(zhì)量流量傳感器采集數(shù)據(jù),反應靈敏、精度高、數(shù)據(jù)傳輸精確,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時傳輸。

2.3軟件模塊

2.3.1上位機

       軟件系統(tǒng)的核心是上位機,即人機操作界面,主要分為系統(tǒng)管理、產(chǎn)品管理、檢測管理和統(tǒng)計分析四個部分。上位機能夠按照檢測的要求自組織模式,用戶可以根據(jù)需要設置流程中的動作、動作順序和參數(shù)等。系統(tǒng)初始化是每個模式的默認設置。模式建立完成后,上位機主要起到以下四方面的作用,即:!實現(xiàn)與下位機的實時通信,實時顯示采集的數(shù)據(jù)和曲線;進行產(chǎn)品型號管理和所有測試參數(shù)的設置,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较挛粰C,并具有記憶功能;為了方便用戶對測試結(jié)果進行記錄分析,能夠?qū)ο挛粰C傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分析處理保存,并能夠建立檢測數(shù)據(jù)檔案,以便日后調(diào)用查詢,也便于綜合質(zhì)量管理和質(zhì)量跟蹤;上位機可以以報表的形式對自動保存的測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和匯總,實現(xiàn)結(jié)果分析,生成不合格原因的柱狀圖和餅狀圖。

2.4數(shù)據(jù)采集模塊

       系統(tǒng)的另一個功能是電機閥電參數(shù)檢測,包括開關(guān)閥啟動電流、工作電流和堵轉(zhuǎn)電流,以及開閥電阻和開閥電感檢測等。系統(tǒng)用到了電流儀表、電阻儀表、電感儀表和微流量傳感器等,所有儀表和傳感器的數(shù)據(jù)或通信信號都要通過總控進行處理。另外,整個系統(tǒng)中存在高低電壓電源,所以,電路中信號源與儀器儀表之間的連接導線和儀表內(nèi)部的配線會通過磁耦合形成干擾。因此,怎樣使數(shù)據(jù)之間和數(shù)據(jù)信號之間互不干擾,從而保證數(shù)據(jù)信號順暢正確的傳輸是系統(tǒng)設計的重點。對此,系統(tǒng)一方面采取正確接地的措施,將儀器儀表、信號源外殼和整個裝置外殼都接地,保持零電位,且信號線和儀器儀表等均加以屏蔽;另一方面,針對由電源引起的脈沖狀干擾對儀表的數(shù)字電路有較大影響,系統(tǒng)采取在電源線路上加裝高頻濾波器的措

施。兩者結(jié)合可有效抑制干擾。

3試驗驗證與系統(tǒng)功能評價

       實質(zhì)上,電機閥電流分為三個過程:啟動、工作和堵轉(zhuǎn),傳統(tǒng)的電流測試方法得到的是電機閥開閥或關(guān)閥到底的電流,即電機閥堵轉(zhuǎn)時的值,電流曲線為一條近似水平的直線。該系統(tǒng)測試利用電流表,不僅能得到堵轉(zhuǎn)電流,還可以采集到電機閥的啟動瞬間電流和過程電流。如果啟動瞬間電流過大,說明電機閥扭矩太大,檢測的產(chǎn)品是不合格產(chǎn)品。有了該項條件,電機閥的合格條件也隨之提高,使用起來也更加安全。系統(tǒng)設計調(diào)試完成后,在專業(yè)燃氣表生產(chǎn)線上進行了測試檢驗。通過對中科、寶通、土耳其等不同型號的合格與不合格燃氣表的實際測試表明,本文設計的系統(tǒng)操作簡單,檢測快捷、可靠,能夠方便而正確地檢測電機閥的泄漏和各項性能參數(shù);經(jīng)過檢測后的燃氣表電機閥安全性大大提高。

4結(jié)束語

       本文采取一系列有效的抗干擾措施,在IC卡智能燃氣表的生產(chǎn)線上設計了機械結(jié)構(gòu),集成了儀表傳感模塊,并根據(jù)實際需要設計了總控模塊和軟件模塊。實際應用表明,系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)和調(diào)試監(jiān)控的數(shù)據(jù)完全吻合,數(shù)據(jù)傳輸快速準確。燃氣事業(yè)在不斷地向前發(fā)展,家用燃氣表技術(shù)的改革也體現(xiàn)了大形勢下的必然趨勢。針對目前國內(nèi)燃氣表電機閥的使用狀況和存在的各種問題,還需要進一步分析研究,研制出更加完善的燃氣表檢測系統(tǒng)。