两线制工业仪表的快速巡回检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种两线制工业仪表的快速巡回检测装置，利用ＨＡＲＴ总线协议数字通信技术，多通道切换和高精度数据采集技术，配套专用的上位机检测软件，实现对两线制仪表的批量化巡回检测，简化生产过程，降低劳动强度，方便故障的排查和维护；系统中包括了智能仪表数字通信接口部分，可通过总线与被测量仪表进行数字通信，实现数据双向传输，对智能仪表的智能功能进行测试和初步诊断；装置连接方式灵活，可根据检测仪表数量多少自行配置；为改进工艺和提高质量提供决策，优化产品的生产过程，提高生产效率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种仪表检测设备，特别涉及一种两线制工业仪表的快速巡回检测装置。
技术介绍
目前市场上的工业自控系统用仪表，既有传统的模拟型仪表又有数字化的智能仪 表，模拟型仪表以4 20mA两线制为主，仍占有一定的市场份额；数字化的智能仪表通常 符合某种现场总线规范，目前应用最广的是HART现场总线协议，因为其保留了传统的4 20mA模拟信号，同时又叠加了数字通信方式，因此可以在不改变原有系统结构的条件下实 现对模拟仪表的替代。可见目前主流的智能或非智能型仪表都具有4 20mA的模拟输出 功能，其回路连接如图l所示。因而考虑设计一种对两类仪表都能够进行检测的装置和方 法来简化仪表的生产制造过程。 仪表在生产过程中，各种信息及其输出信号都需要在出厂前预设和调校，同时也 需要对产品性能指标进行检验，把好产品质量关，使产品达到企业或者国家的标准。调校、 检验和相关的老化测试是仪表生产过程的重要环节，决定了整机的性能。通常的检验设备 包括有高精度数字万用表、采样/负载电阻、信号源(压力、温度等)。这样一些检验设备 一次只能对一台仪表进行操作，如图2所示。为实现批量化生产，仪表厂商目前广泛采用的 方法是将多台仪表连接成独立的回路，通过传统的手动拨动机械开关选择到需要的单台仪 表，手工记录相关的测量数据，进行人工检测。虽然极少数采用了测量仪器的数字输出功能 来记录数据，被检仪表的通道切换仍旧采用手动来完成，劳动强度大，效率难以提高。其系 统功能框图如图3。 HART协议智能仪表的生产调校和检验装置还比较简单，与传统的装置相比仅是增 加了简单的RS-232或RS-485通信模块来对检测数据的采集；底层的通道切换仍旧采用的 是机械开关手工切换，是单台仪表检验的方式，效率较低，没有充分发挥出智能特性。 传统的检测方式是测试人员手动选择测试仪表，读取仪表示数，手工记录和处理 数据，其缺点是误差大、测试时间长、效率低、分析处理数据工作繁杂；而自动测试系统具有 精度高、数据采集快速高效、分析处理能力强等特点，大大提高了测试的精度和效率，降低 了测试人员的工作强度。
技术实现思路
本技术是针对现在工业自控系统用仪表批量生产检测设备和方法存在的不 足，提出了一种两线制工业仪表的快速巡回检测装置，可实现对仪表的功能和性能作批量 在线测试，自动切换模拟开关来进行检测通道的选择，自动测试并报告出测试产品类型及 其单元模块中的失效性(电流输出失效，通信失效等)，以及性能指标是否符合标准，分拣 产品故障，所得到的数据可保存下来进行分析，为改进工艺和提高质量提供决策，优化产品 的生产过程，提高生产效率。 本技术的技术方案为一种两线制工业仪表的快速巡回检测装置，包括数个 被检仪表、自动测试装置、上位机，自动测试装置中限流保护电路、负载采样电阻、与每个被 检仪表串联连接到自动测试装置中电源模块的24V正负端子上形成的数个二线制工业仪 表回路，自动测试装置还包括模拟开关选通控制模块、数字输出模块、AD采集模块、HART 通信模块以及总线扩展接口 ，上位机通过数字接口分别与自动测试装置中数字输出模块、 AD采集模块、HART通信模块连接，上位机输出信号通过数字输出模块到模拟开关选通控制 模块，用于选通二线制工业仪表回路中的一路，上位机输出信号到AD采集模块，模拟开关 选通控制模块选通回路信号经过AD采集模块将采集信号送入上位机，上位机发出命令给 HART通信模块，HART通信模块将数字信号转换后通过模拟开关选通控制模块叠加到回路 负载采样电阻上，各个模块电源端接所述电源模块。 所述的HART通信接口包括数字接口模块，输入滤波模块，调制解调模块，输出整 形模块，电压调整模块，实现HART物理层的连接；数字接口传送过来的数字信号，经调制解 调模块，输出整形模块转换为符合HART物理层规范的Bel1202正弦信号叠加到4 20mA模 拟回路中；从回路中返回的HART信号经过输入滤波模块，调制解调模块转换为数字信号， 由数字接口模块与上位机通信。 所述的AD采集模块包含了电源调整，信号处理，AD转换，光电隔离，USB通信接口 ， 模拟开关选通控制模块包含译码器、多路模拟开关等，配合数字输出模块输出的地址信号， 实现模拟开关通道选择。 所述自动测试装置可包括数个子系统，每个子系统包含独立的电源模块、负载采 样电阻模块、通道选择模块，子系统间通过总线扩展接口连接，构成主从结构系统。 本技术的有益效果在于本技术两线制工业仪表的快速巡回检测装置， 实现对多台仪表的连续自动检测，发挥智能仪表智能化的特点，简化生产过程，降低劳动强 度，方便故障的排查和维护；系统中包括了智能仪表数字通信接口部分，可通过总线与被测 量仪表进行数字通信，实现数据双向传输，对智能仪表的智能功能进行测试和初步诊断；能 够对被测试仪表的性能参数进行准确测量，能对仪表的检验结果进行判定；装置连接方式 灵活，可根据检测仪表数量多少自行配置；根据应用的不同，不需更改硬件系统，基于PC的 检测软件可根据应用而改变。为改进工艺和提高质量提供决策，优化产品的生产过程，提高 生产效率。附图说明图1是现有技术两线制仪表的回路连接图； 图2是现有技术单台仪表测试连接示意图； 图3是传统的批量测试系统示意图； 图4是本技术两线制工业仪表的快速巡回检测装置结构示意图； 图5是本技术两线制工业仪表的快速巡回检测装置主从结构的硬件系统连接示意图； 图6是本技术快速巡回检测检测装置实施例的机械结构示意图； 图7是本技术两线制工业仪表的快速巡回检测装置的一个实施例的主箱框4 图8是本技术两线制工业仪表的快速巡回检测装置一个实施例的从箱框图。具体实施方式图1是两线制工业仪表的回路连接图，24V电源101 、仪表102以及负载电阻103 串接在一起，形成4 20mA的电流环回路； 图2是单台仪表测试连接示意图，电源201、被测仪表202，负载电阻203形成串联 回路，高精度万用表206并联到负载电阻203的两端用来测量负载电阻上的电压，负载电阻 203在此起到采样电阻的作用，采集该电阻两端的信号可实现对环路电流的测量；PC上位 机软件205发送HART命令，通过HART通信接口 204转换后加载到负载电阻203的两端，将 HART信号叠加到回路电流上，与被检仪表202进行通信。 图3是传统的批量测试系统的示意图，被检仪表301与传统测试装置302中的电 源307、负载采样电阻309串联，形成了多个仪表回路，测试人员通过手动拨动机械开关308 将采样电阻309两端的信号与测量用高精度万用表303、以及HART通信模块304接通，测 试人员通过读取高精度万用表读数，将其记录在记录纸306上；HART通信在PC机上的软件 305与被检仪表301之间进行，HART通信模块304作为他们之间的物理连接，通信的相关数 据也通过测试人员读取上位机软件上的数据记录到记录纸306上； 图4是本技术自动巡回检测装置的系统示意图，主要分为3个部分外接仪表 部分401、自动测试装置402以及基于PC的上位机测试系统软件部分403。外接的被测试 仪表404，通过线缆与自动测试装置402连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两线制工业仪表的快速巡回检测装置，包括数个被检仪表、自动测试装置、上位机，自动测试装置中限流保护电路、负载采样电阻、与每个被检仪表串联连接到自动测试装置中电源模块的２４Ｖ正负端子上形成的数个二线制工业仪表回路，其特征在于，自动测试装置还包括模拟开关选通控制模块、数字输出模块、ＡＤ采集模块、ＨＡＲＴ通信模块以及总线扩展接口，上位机通过数字接口分别与自动测试装置中数字输出模块、ＡＤ采集模块、ＨＡＲＴ通信模块连接，上位机输出信号通过数字输出模块到模拟开关选通控制模块，用于选通二线制工业仪表回路中的一路，上位机输出信号到ＡＤ采集模块，模拟开关选通控制模块选通回路信号经过ＡＤ采集模块将采集信号送入上位机，上位机发出命令给ＨＡＲＴ通信模块，ＨＡＲＴ通信模块将数字信号转换后通过模拟开关选通控制模块叠加到回路负载采样电阻上，各个模块电源端接所述电源模块。

【技术特征摘要】
一种两线制工业仪表的快速巡回检测装置，包括数个被检仪表、自动测试装置、上位机，自动测试装置中限流保护电路、负载采样电阻、与每个被检仪表串联连接到自动测试装置中电源模块的24V正负端子上形成的数个二线制工业仪表回路，其特征在于，自动测试装置还包括模拟开关选通控制模块、数字输出模块、AD采集模块、HART通信模块以及总线扩展接口，上位机通过数字接口分别与自动测试装置中数字输出模块、AD采集模块、HART通信模块连接，上位机输出信号通过数字输出模块到模拟开关选通控制模块，用于选通二线制工业仪表回路中的一路，上位机输出信号到AD采集模块，模拟开关选通控制模块选通回路信号经过AD采集模块将采集信号送入上位机，上位机发出命令给HART通信模块，HART通信模块将数字信号转换后通过模拟开关选通控制模块叠加到回路负载采样电阻上，各个模块电源端接所述电源模块。2. 根据权利要求1所述的两线制工业仪表的快速巡回检测装置，其特征在于，所述的 HAR...

【专利技术属性】
技术研发人员：操永波，姜祥真，陈俊杰，
申请(专利权)人：上海工业自动化仪表研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]