由于微處理器在工業(yè)測(cè)控中的應(yīng)用，價(jià)格比下降，因此出現(xiàn)了以微處理器為高精度智能化壓力變送器，這就要求壓力變送器須具有高精度的性能指標(biāo)。為提高測(cè)量精度，采用軟硬件相結(jié)合的方法，對(duì)壓力傳感器和傳感器的參數(shù)進(jìn)行了大量的檢測(cè)，形成了一張軟件補(bǔ)償表，用以判斷傳感器的精度是否達(dá)到要求。本論文正是為滿足這種需求，建立了以工控機(jī)為主的變送器測(cè)試系統(tǒng)。

  一、制度結(jié)構(gòu)。

  發(fā)射機(jī)測(cè)試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，主要包括DPI520系列標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器3個(gè)，2700系列數(shù)字萬(wàn)用表1個(gè)，PLC(PLC)C200H1個(gè)，智能溫控器1個(gè)，繼電器組及變送器、傳感器陣列等部件。因?yàn)檫@些智能儀表都有RS232通信口，而普通工控機(jī)只有2個(gè)232通信口，為了增加串口，我們采用了MOXA公司的C168H系列的一拖八多串口卡。

  二、系統(tǒng)的運(yùn)作方式和功能。

  其工作原理是：利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面，將需要檢測(cè)的變送器或傳感器組設(shè)置好，通過(guò)PLC對(duì)選定的變送器或傳感器進(jìn)行溫度、壓強(qiáng)的設(shè)定和順序檢測(cè)，將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。通常，在使用壓力傳感器之前，需要對(duì)其進(jìn)行溫漂補(bǔ)償和非線性校正，傳統(tǒng)的方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值測(cè)試幾個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力下的輸出值來(lái)選擇補(bǔ)償用的電阻，這樣，補(bǔ)償后的整體精度就不高。為了獲得高精度的全溫度補(bǔ)償效果，需要大量測(cè)量各溫度下傳感器的參數(shù)，通過(guò)公式計(jì)算補(bǔ)償電阻的大小，以提高傳感器的精度和可靠性。該測(cè)試系統(tǒng)的功能之一是，一次ZUI多測(cè)試64個(gè)傳感器，并計(jì)算出相應(yīng)的補(bǔ)償電阻阻值，還可計(jì)算出傳感器的非線性、重復(fù)性、滯后等特性，根據(jù)這些特性得到傳感器的精度，并判斷其是否滿足要求。

  伴隨著智能變送器的出現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行溫度漂移補(bǔ)償和非線性校正的方法也從原來(lái)單純的模擬電路調(diào)節(jié)改為軟件調(diào)節(jié)。其主要原理是，當(dāng)生產(chǎn)變送器時(shí)，計(jì)算變送器在不同溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓力下的輸出，并將其形成補(bǔ)償參數(shù)預(yù)存于變送器的程序存儲(chǔ)器中，在實(shí)際應(yīng)用中，程序會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度和壓力自動(dòng)調(diào)用補(bǔ)償參數(shù)，從而完成補(bǔ)償過(guò)程。該系統(tǒng)的功能之二是可以對(duì)ZUI上的64個(gè)變送器進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)相關(guān)處理后可獲得所需的補(bǔ)償參數(shù)。采用該系統(tǒng)，一方面可提高傳感器的生產(chǎn)效率和檢測(cè)率，另一方面可對(duì)傳感器和變送器進(jìn)行補(bǔ)償，使其精度提高。

  三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。

  因?yàn)橄到y(tǒng)需要多種人機(jī)交互界面來(lái)設(shè)置和監(jiān)控大量的參數(shù)，我們選擇了MicrosoftVisualC++6.0來(lái)開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是Windows2000，充分利用它強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和穩(wěn)定性。軟件設(shè)計(jì)主要包括人機(jī)接口設(shè)置，多串口通信，數(shù)據(jù)庫(kù)處理等。人-機(jī)接口的設(shè)置主要是使用VC++中的控制程序，數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算相應(yīng)的參數(shù)，比較簡(jiǎn)單這里不做介紹，下面著重介紹多串口通信的程序設(shè)計(jì)。

  3.1封裝的串口類別。

  在微軟的VisualC++類(MFC)中，沒(méi)有提供通用串口通信代碼，而使用32位WindowsApl函數(shù)來(lái)操作串口又是非常繁瑣的。在該系統(tǒng)中，由于大量的數(shù)據(jù)傳輸采用串口方式，因此串口操作尤為頻繁。在VC6.0下，我們主要采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，用Cserialport來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)常用的串口類Cserialport來(lái)封裝相關(guān)的屬性和方法，增加了對(duì)串口的透明度，提高了串口傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，屏蔽了底層的細(xì)節(jié)，方便了對(duì)串口的編程實(shí)現(xiàn)，它可以讀取、寫入和監(jiān)視一個(gè)串口的運(yùn)行情況，將發(fā)生的事件傳遞給主機(jī)。

  要操作串口，我們?cè)赟erialport.cpp源文件中定義了一系列函數(shù)：例如Initport(用于對(duì)串口進(jìn)行初始化并設(shè)置串口屬性)函數(shù);Startmonitoring(用于啟動(dòng)和停止線程)、Restartimonitoring(初始化)、Stopmonitoring()函數(shù);ReceiveChar()和WriteToport()()函數(shù)。

  3.2實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議。

  本系統(tǒng)中所使用的智能儀表，由于廠家不同，所使用的協(xié)議也不同，因此在軟件設(shè)計(jì)方面存在某些的困難。通過(guò)面向?qū)ο蟮姆椒ǎ瑢⒅悄軆x表的某些共性特征(例如：端口號(hào)、儀表序號(hào)、下位機(jī)地址、功能描述等)抽象出來(lái)，把歸納的共性特征組合成一個(gè)智能儀表基本類Commen類，并定義一組標(biāo)準(zhǔn)的儀表訪問(wèn)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，以虛函數(shù)的形式給出，再對(duì)每個(gè)實(shí)際的儀表進(jìn)行派生，使之與自身匹配。各智能儀表均采用各廠家提供的通信協(xié)議。

  3.3實(shí)現(xiàn)多線程串口通信。

  因?yàn)镮PC要和4臺(tái)以上的智能儀表通信，并且要長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定地運(yùn)行，它是整個(gè)變送器檢測(cè)系統(tǒng)的中樞組，它對(duì)可靠性、魯棒性的要求很高，所以整個(gè)數(shù)據(jù)采集的驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ诟鱾€(gè)串口讀寫協(xié)調(diào)就顯得尤為重要。在開(kāi)始串口數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序前，根據(jù)儀器實(shí)際連接情況對(duì)儀器進(jìn)行配置，設(shè)置各串口連接的儀器種類和數(shù)量，以及基本的串口通信參數(shù)，并進(jìn)行存儲(chǔ)。驅(qū)動(dòng)器主線程的任務(wù)是主控機(jī)交互界面操作和各串口操作線程的啟動(dòng)和協(xié)調(diào)，并采用Windows消息機(jī)制進(jìn)行線程間通信。

  四、結(jié)論。

  利用多串口擴(kuò)展控制器，組成壓力變送器檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)試變送器及傳感器的參數(shù)，計(jì)算其電阻阻值，并將補(bǔ)償參數(shù)下載到變送器程序存儲(chǔ)器中，從而提高變送器的精度和可靠性。串口數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)(OOP)方法，抽象出通用串口類和儀器基類;利用Windows多線程和消息機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了多串口的通訊和同步。在淄博先行測(cè)控公司穩(wěn)定運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率，為高性能智能變送器的生產(chǎn)提供了可靠保障。