防护类仪表自动批量校准技术的研究

佘顺武　（大庆油田技术监督中心）

防护类仪表自动批量校准技术的研究

佘顺武（大庆油田技术监督中心）

防护类仪表是本安系统中的不可或缺的组成元件[1]，在工业生产中得到了广泛应用；但该类仪表常规校准技术自动化程度不高，生产厂家或计量检测机构都是对单个仪表进行测量，存在工作效率低、劳动强度大、数据处理繁琐等问题。利用多路信号发生器、AI模块和工控机同时对多台仪表进行信号发送、采集和数据计算处理，与通讯系统预留输出接口，实现了校准原始记录自动存储和校准证书自动打印。目前，防护类仪表批量校准装置已研发成功，填补了检测行业空白，大大节省了校准时间和劳动力，节能降耗效果明显。

防护类仪表；安全保持器；批量校准技术；研究

引言

防护类仪表中的安全保持器是1种安装在安全场所的本质安全型防爆仪表的关联设备，它是介于现场设备与控制室设备之间的1个限能电路。当本安防爆系统的本安仪表发生故障时，安全保持器能够将控制室供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆危险气体的火花，又不能产生足以引爆危险气体的仪表表面温度，从而消除了引爆源，确保现场设备、人员和生产的安全。

要保证安全保持器的计量性能准确可靠，须对此类仪表进行定期校准。目前，国内生产厂家和校准机构仍然采用单台逐件校准方式[2]（图1）进行。随着油田对安全的逐渐重视，安全保持器在油田应用越来越广泛，其校准工作量也越来越大；而单台逐件校准方式由于存在工作效率低、劳动强度大的缺点，已不适应校准工作需求。为此，研制了1台自动化程度高，同时校准数量多，校准过程遵循Q/ SY DQ 1020—2004《安全保持器的校准方法》的自动批量校准装置，实现了对安全保持器校准过程、数据处理和证书打印的批量化和自动化。

1　防护类仪表自动批量校准装置工作原理及其构成

防护类仪表自动批量校准装置是1套安全类仪表校准系统，其工作原理（图2）是：由标准信号发生器给安全保持器输入24路标准电流信号，多路输出直流稳压电源给被校准仪表供电，PLC采集24台被校准的安全保持器的输出信号，工控机对24路输入和输出电流信号自动进行基本误差、回程误差的计算和数据处理，生成校准原始记录，并将校准结果上传至证书打印系统。

图1　安全保持器常规校准流程

图2　安全保持器批量校准原理

安全保持器批量校准系统由直流电源供给、数据输入、数据采集、数据处理、数据传输与通讯5部分组成。

1）直流电源供给：多路输出直流稳压电源给被校准仪表供电。

2）数据输入：输入AC220×（1±0.1）V，50Hz；输出4～20 mA（24路输出，互相全隔离）；显示方式为单路或多路可选，支持循环显示；可设定校准时间，定点定时校准。

3）数据采集：信号源逐一向被校准仪表输入4～20 mA恒定的电流信号，电流大小依次为4、8、12、16、20 mA，再由从高到低的顺序反向输入信号给被校准仪表。被校准仪表输出的信号送给PLC中的AI模块，再由校准软件系统进行数据处理。不完成上一个环节，则不能进行其他环节的操作（人为终止除外），如果完成此环节，则信息流自动进入下一个环节。自动采集（环境条件信息可手动填写）校准过程中的被检样品数据，并根据选择的校准方法自动进行数据处理及判别。

4）数据处理：利用组态王软件进行数据处理。首先要进行检测点结果的误差处理，误差的计算遵循安全保持器校准方法的规定。其次进行回程误差的处理，回程误差处理是正反行程的误差相减除以仪表的量程，同样要遵循安全保持器校准方法的规定。所有数据的处理利用有效的地址直接生成安全保持器的原始记录。信息调入功能可根据待检样品的名称等自动选择所执行的校准规程及校准方法（也可手工选择）。在校准过程中能随时查看校准规程及装置流程，可根据校准情况开启或关闭信号源、读取数据等。

5）数据传输与通讯：将检定数据及处理结果通过IP地址传输给信息系统服务器，即可实现证书的自动打印，无需人工记录原始数据，杜绝了人工参与计算带来的误差。

2　现场应用及经济效益

防护类仪表批量校准装置研制成功后，在大庆油田技术监督中心油气水计量检定站安装并投入使用，进行了大量的试验。装置的检测数据见表1。

人工校准1台安全保持器的标准时间大概为30 min，其中包括机器预热、接线、调试仪表、拆线等。如果使用批量校准装置，提前给安全保持器等仪表预热，不但节省了预热时间和大量的接线拆线时间，而且1次可以校准多台仪表。若装置运行，不到40 min就可以校准24台安全保持器，极大地提高了工作效率，减少了劳动强度。

表1　防护类仪表批量校准装置自动检测数据

3　结束语

通过开展防护类仪表自动批量校准技术的研究，实现了安全保持器自动批量校准、装置的校准系统软件与计量检测综合信息管理系统的数据交互。防护类仪表批量校准装置的研发应用，填补了安全类仪表批量校准领域的空白，提高了校准效率及质量，提升了防护类仪表校准的自动化水平。通过运行实践证明，使用此装置大大节省了校准时间和劳动力，节能降耗效果明显，为其他检测仪表提供了可行性的研究方案，应用前景十分广阔。

[1]吉林化学工业公司仪表厂.安全栅:JJG（化）8—1989[S].北京:化学工业部,1990:123-133.

[2]大庆油田有限责任公司.安全保持器的校准方法:Q/SY DQ 1020—2004[S].大庆:大庆油田有限责任公司,2004:1-3.

（编辑李发荣）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.06.006

佘顺武，工程师，2015年毕业于中国石油大学（电气工程及其自动化专业），从事计量、标准化管理工作，E-mail：sheshw0459@cnpc.com.cn，地址：黑龙江省大庆市让胡路区西宾路552号技术监督中心标准化研究所，163453。

2016-01-19