西门子TK出厂测试系统的应用

程林旺

摘要：简要的介绍了西门子TK测试系统，阐述了该系统的基本原理、使用状况、操作工艺流程、结合我国仪表行业现状对其进行改进等。展示了先进工业控制计算机与智能化仪表相结合完成智能仪表的出厂调校工作。

当今世界仪表行业发展日新月异，我公司自从引进西门子4033、4433系列变送器后，一直采用欧洲原厂已经经过补偿好的仪表、我们只是进行根据用户需要进行更改量程和合同校验。该系统需具有温度补偿准确、压力发生器加压精确、系统自动检测功能完善，且还具有较高的稳定性和可靠性，因此具有一定的实际使用意义。

一、TK系统的组成和基本原理

TK系统分别由TK检验测试系统和TK终端测试系统组成。TK检验测试系统主要由富士通EC500型工控计算机、四台REOCK-TSG630型压力发生器系统内置气泵一台、经过改进后增加外置气泵一套、滑轨卡槽十六套、及检验测试系统整合在一起的高低温箱和支持HART协议的十七孔插槽组成。TK终端测试系统主要由富士通EC600型工控计算机、一台DRUCK-TSG1155C型压力发生器、一台DRUCK-TSG1155D型压力发生器、一台DRUCK-TSG1155H型压力发生器、内置气泵一台、四个压力变速器接口、一套差压變送器卡槽和若干支持HART协议的接口组成。

上图为西门子TK终端测试系统外观设备组成图

TK检验测试系统的工作原理是每一组卡槽的四块仪表通过十七孔插槽进行通讯至工控计算机，传递仪表传感器和放大器的信息。工控计算机启动压力发生器后看其满程零点和一半量程是否超差，将得到的数据写入仪表，然后计算机启动高低温箱对仪表进行高低温补偿，将数据写入仪表后再对仪表进行自检看数据是否符合程序规定。

TK终端测试系统的工作原理是仪表通过支持HART协议的数据链向计算机传递信息，然后计算机检测仪表的每一个部件合格后，进行模/数、数/模转换进行虚拟线形测试计算内阻写入仪表、然后计算机启动压力发生器进行五点三行程线性测试，合格后计算机打出检测报告。

二、TK系统的工艺流程

TK检验测试系统的工艺流程是先由windows系统进入系统运行程序，进入程序后，出现确定对压力发生器进行归零的对话框后，手动将压力发生器调整零点后，按回车键结束归零后，进入系统菜单，选择TK MODUS选项，设置压力发生器的开关，差压变送器比自己量程略大的压力发生器，压力变送器设置较为复杂，由于要加压试漏所以不但要选比自己量程略大的发生器还要选择三倍于自己量程的压力发生器。选完压力发生器后选择标准模式，在选择工作方式压力变送器为P差压变送器为DP，将选定值保存后返回系统菜单。然后进入DEVICES IMPLENTATION选项设定仪表量程，保存后选择通讯选项，对仪表放大器进行通讯检测，合格后对结果进行保存并返回主菜单。然后选择LEAKAGE TEST选项对每一组卡槽进行试漏，看在加压过程中仪表是否泄漏，自动检测完成后返回系统菜单。选择COMPIETE TEST选项系统进入自动运行阶段，经过十几个小时的TK检测合格后在进行TK终端测试。

TK终端测试系统的工艺流程是先由windows系统进入终端系统运行程序选择PRESSURE CONTEOLLER –ZERO选项进入后出现请在两分钟后对压力发生器进行归零的对话框中选择确定，两分钟后在压力变送器接口和差压变送器卡槽通大气的情况下进行空气发生器归零，确定保存后返回主程序菜单。然后切出程序，在windows系统中选择终端系统文件发生器程序，根据不同系列不同量程的智能表创建系统文件，保存至C盘CAP文件夹后切回终端系统运行程序，选择CHOICE OF TEST ADAPTER选项选择进行终端测试的类型压力变送器为P差压变送器为DP，然后选择CHOICE OF THE PIACES选项选择参加终端测试智能仪表的台数，压力最多能做四台差压最多能做两台。然后进入COMPLETE TEST选项输入刚才创建的系统文件的文件号系统将进行自动检测和出厂测试。

三、结合我国实际情况对其进行的改进

1、在使用卡槽沿轨道推入高低温箱的过程中原来每台变送器都要分别的把连接的通讯用的航空插头分别的插入通讯器中，但是为了使卡槽固定必须使劲将卡槽向固定的气动活塞推，使其加压闭锁，在这过程中我们发现由于闭锁时振动过大，很容易导致航空插头松动，可是从外部看根本看不出来，进行自动运行时总是出现通讯失败的情况，经过一段时间的使用发现了上述问题。我们设想不用分别插入航空插头进行通讯，而是将每个卡槽内的四台变送器的通讯导线整合在一起，在卡槽头部加入了一个普通电脑用的十七孔插头，在气动活塞相对应的位置上按一个十七孔的插座，将接入计算机的通讯导线接入十七孔插座，这样一来在在推入闭锁的时候通讯用的插头和插座相连接，使其达到不中断通讯的目的。

2、在使用TK检验测试系统的过程中，发现160bar的变送器和别的变送器不能一起检测，而且160bar的变送器只能做前两个卡槽的八台变送器，查看说明书发现内置气泵分配的起源不平衡170bar的压力发生器气能不足，因为国外大量程的变送器很少用TK检验测试系统运行。可是在我国160bar的只能用TK测试系统进行运行，因为大量程的测试系统的精度等级达不到要求。这样一来设备的使用效率低，经济成本较高。我们经过试验将气泵的气源全部引入170bar的压力发生器完全能满足要求，但是只要气源分给另外一个压力发生器整个系统就就不能全部的运行160bar的变送器。为了提高效率，买入一台外置气泵供给1bar、6bar、32bar这三台压力发生器，内置气泵专供170bar压力发生器使用。这样一来使得设备的使用效率得到了提升，降低了一定的成本。

四、TK测试系统的优点和引入系统的经济性

TK测试系统的主要优点有：（1）线形测试精度高，在进行线性测试的时候压力发生器给的压力在微观角度来说呈类似于正弦曲线，因为压力发生器只能给出一个相对恒定的值，系统取其两个相对低点和一个相对高点对仪表的传感器进行检验，检验值在转换成电信号可以精确到小数点后七位，再将三个测定值平均得到的数是变送器的标准线性值，偏差一般在正负0.005ma之内远远小于0.1级。（2）温度补偿准确性强，系统温度补偿的区间是零下二十五度至零上八十度，每一度都进行线性测试将测试值写入仪表，这样比传统的补偿方式更加准确。（3）系统稳定性可靠性较高，引进设备一年多以来，基本上没发生过无法运行的情况。

引入系统的经济性：这套系统价格再加上技术改造的费用一共1600万，以前引进原厂补偿好的传感器放大器比现在每台多400元。

现在一天能做两组变送器，每组32台，一天刨除水电人工费用至少可以节省2万元，一年除去系统维护和星期日停电休息，工作日应不少于300天每年可以节省600多万，两年半就可收回成本，实现纯盈利。

参看文献：

[1]《自动检测技术及仪表控制系统》 化学工业出版社

[2]《工业仪表测量调校》 化学工业出版社

（作者单位：天津联维乙烯工程有限公司）