Automatisering av kalibreringstjänst för elkvalitet instrument

1,510,5Aplitud[V]-0,500 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5-1-1,5tid[s]Bild 1. Flimmer med en frekvens av 10 Hz• Supply voltage dips and swellsTemporär minskning respektive ökning av spänning underrespektive över ett bestämt gränsvärde1,51Amplitud [V]0,500 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5-0,5-1-1,5tid [s]Bild 2. Dips and swellBo-Erik Nilsson 6(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

• Voltage interruptionEtt spänningsavbrott i en eller flera faser under en kortare ellerlängre period. I olika standarder definieras ett avbrott dåspänningen underskrider en viss nivå, t ex 1% av nominell nivå.Amplitud [V]2,521,510,50-0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5-1-1,5-2-2,5Bild 3. Voltage interruptiontid [s]• Transient voltageTransienter kan delas upp i två underkategorier1. Impulsiva transienter – En plötslig och kortvarig, ickeoscillerande ökning av spänning. Orsakas av bl. a. blixtnedslag.543Amplitud [V]2100 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06-1-2tid [s]Bild 4. Impulsiv transient2. Oscillatoriska transienter- spänningsökning som växlar polaritetsnabbt. Dessa svängningar är dämpade avtagande. En valig orsaktill oscillerande transienter är vid kopplingar avkondensatorbatterier och reaktorerBo-Erik Nilsson 7(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

543Amplitut [V]2100 0,005 0,01 0,015 0,02-1-2-3tid [s]Bild 5. Oscillatorisk transient• Supply voltage unbalanceObalans i ett 3-system uppträder då fasernas spänningsnivå inte ärlika, och/eller när vinklarna mellan de olika faserna inte är lika.1,51Amplitud [V]0,500 0,05 0,1 0,15 0,2-0,5Fas 1Fas 2Fas 3-1-1,5tid [s]Bild 6. Supply voltage unbalance• Voltage harmonicsStandarden IEC 61000-4-7 definierar övertoner (harmonics) påföljande sätt:f n Frekvens som är en heltals multipel av grundfrekvensen(50Hz) f 1 och ordningen n (heltal).f n = n * f 1(3.1)Bo-Erik Nilsson 8(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Frekvensen f n är superponerad på den fundamentala frekvensenf 1.1,51Amplitud [V]0,500 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05-0,5-1-1,5tid [s]Bild 7. Grundfrekvens (50Hz)och 3:e ordningens överton (150Hz)1,51Amplitud [V]0,500 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05-0,5-1-1,5tid [s]Bild 8. 10% av 3:e ordningens överton (150Hz) superponerad pågrundfrekvensen (50Hz)THD - Harmonic DistortionDen totala harmoniska distorsionen THD, som innefattar allaenskilda harmoniska komponenter, kan skrivas somTHD =H∑n=2⎛ G⎜⎝ Gn1⎞⎟⎠2( 3.2)Bo-Erik Nilsson 9(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

DärH = Högsta ordningstalet som omfattasG n= Harmoniska komponeneter (rms)G1= Grundfrekvensens komponent ( rms)De huvudsakliga bidragen till de lågfrekventa (f < 9 kHz)övertonerna är ordningarna 3, 5, 7, 9, 11,13.1,51Amplitud [V]0,500 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05-0,5-1-1,5tid [s]Bild 9. Övertoner med ordningarna 3, 5, 7, 9, 11,13 superponeradpå grundfrekvensen 50Hz.Dessutom finns det mer högfrekventa övertoner (f > 9 kHz).Interharmonic frequency – frekvens som inte är en heltalsmultipelav den fundamentala frekvensen.• Mains signalling voltage on the supply voltage [Bollen, 2000]En superponerad signal som används överföring av information idet publika distributionsnätet till kundernas fastigheter.Standarden EN50160 nämner tre olika typer av signaler:-Ripple control signals: Sinusformade signaler i frekvensområdet110-3000 Hz-Powe-line-carrier signals: Sinussignaler mellan 3–148,5 kHz-Mains marking signals: Superponerade korttids alternerande(transienter) sig på bestämda punkter på spänningskurvan.• Rapid voltage changesEn snabb ändring i rms värde mellan två stationära nivåer.• Measurement of underdeviation and overdeviation parametersBo-Erik Nilsson 10(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

4. Varför kalibrera instrument?Behovet av att kunna presentera kalibreringar på instrument som används videlkvalitetsmätningar har ökat. En anledning till detta är att olika gränser som har satts upp förolika störningar i en elleverans, t ex högsta tillåtna flimmernivå i spänningen till en kund, harbörjat användas mer och mer. För att verifiera om dessa gränser innehålls, och eventuelltdriva frågor juridiskt om ersättning, krävs att de resultat som presenteras är trovärdiga ochjuridiskt korrekta. Kalibreringar av instrument, med angivande av mätosäkerheter, blir då ennaturlig del för att uppfylla dessa krav.4.1 Alla mätresultat är fel!Att säga att ett värde är exakt är i princip omöjligt. Alla mätvärden avvikerfrån det exakta beroende på att det i alla mätningar finns olika begränsningar,felkällor och avvikelser. Dessa avvikelser beror på olikheter i instrument,omgivningstemperatur, kablar, matningsspänning, korttids-stabilitet,långtidsstabilitet bland annat.För att tydliggöra detta så kan en meternormal och dess spårbarhetslänkar seut som följer:InternationellanormalerNationella normalerHuvudnormalerArbetsnormalerMätdon i användningSom exempel kan spårbarhet till mätning av en sträcka baseras på olikanormaler:Internationella normaler = definitionen av en meterEn meter är den sträcka som ljuset tillryggalägger i absolutvakuum under 1/299792458 sekund.Nationella normalerRiksnormalen utgörs av två inbördes oberoendelaserutrustningar som är konstruerade för att realisera metern.Bo-Erik Nilsson 11(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Dessa normaler finns hos SP (Sveriges Provnings- ochForskningsinstitut).Huvud normalerNormaler som kalibreras mot den Nationella normalen.ArbetsnormalerNormaler som kalibreras mot huvudnormaler.I varje kalibreringssteg ned i en kalibreringskedja så ökar mätosäkerheten.Osäkerheten i ett resultat minskar ju längre ned i kedjan man kommereftersom mätosäkerheten i varje led måste adderas till den föregående. Dockblir en kalibrering spårbar tillbaka till den Nationella normalen. Detta medföratt alla mäter mot samma grundenhet.På motsvarande sätt som mätning av längd/sträcka, finns normaler ochkalibreringsverktyg för instrument som mäter olika elektriska parametrar,spänning, ström, frekvens (tid) mm.4.2 Frågan är hur mycket?Kalibrerad mätutrustning är spårbar och kalibreras oftast en gång per år motnågon högre standard (se föregående stycke). Detta är en tumregel och närmer historik om instrumentets prestanda och hur det varierar kan dettaintervall förlängas eller förkortas. Intervallet blir beroende på hur oftainstrumentet används och i vilken miljö samt vilka krav man har på sinmätning.Ett mått på hur bra ett instrument mäter är dess onoggrannhet, dvs. hur storspridning som kan förväntas i resultaten om en mätning upprepas flera gånger.Denna skall givetvis vara så låg som möjligt. Även mätosäkerheten skall varaså liten som möjligt.4.3 SpårbarhetKalibreringar och mätningar som utförs är spårbara till det internationellasystemet för måttenheter, SI. Spårbarheten är säkerställd genom en obrutenkedja av kalibreringar och jämförelse som knyter dem till relevantaprimärnormaler för SI enheter.Bo-Erik Nilsson 12(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

5. Kvalitetssystem ROP5.1 Allmän information om ROPRecord Of Performance (ROP) är en sammanställning av dokument sombeskriver mätsystemet i detalj och innehåller samtliga protokoll,kalibreringsbevis, och mätosäkerhetsberäkningar [STRI Rutin R-54].Innan ett nytt instrument mätsystem tas i drift på STRI skall en Record OfPerformance upprättas. På STRI finns en rutin för hur en ROP skall utformas(STRI Rutin R-54), där det framgår vilken information som den skall innehållaoch vem som ska ansvara för uppdatering mm.5.2 ROP - strukturAlla ROP har följande struktur:1. Teknisk specifikation2. Beskrivning av mätsystemet3. Utförda kalibreringar och resultat4. Mätosäkerhetsberäkning5. Kalibreringsinstruktioner6. Kalibreringscertifikat5.2.1 Tekniska SpecifikationerHär finns huvudinformationen om mätsystemet.• Tillämpliga kvalitetsprocedurer och standards• Mätområden• Omgivningsbetingelser• Systemets skalfaktor (om sådan finns)• Datum för senast utförda Performance Test/Check• Mätosäkerhetsberäkning5.2.2 Beskrivning av mätsystemetMätsystemet beskrivs genom följande information:• Fotografi av mätsystemet• Dimensioner (vid behov)• Kopplingsschema med praktiska tips om t ex jordning• Elektriskt schema• Beskrivning av ingående komponenter i mätsystemet5.2.3 Kalibreringsresultat• Spårbarhet• En sammanställning av resultaten från Acceptance Test (prov somutförs på ett mätsystem innan det accepteras för användning,inkluderande det första Performance Test), Performance Test (prov påett komplett mätsystem för att sammanställa aktuell skalfaktor) ochPerformance Checks (förenklat prov för att säkerställa att denBo-Erik Nilsson 13(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

skalfaktor som bestämdes vid senaste Performance Test fortfarandegäller)5.2.4 MätosäkerhetsberäkningSystemets mätosäkerhet beräknas. En översikt av alla bidrag tillmätosäkerheten presenteras samt hur man har kommit fram till dessa värden.Beräkningar av mätosäkerheten presenteras (se avsnitt Beräkning avmätosäkerhet).Beräkningar av mätosäkerhet utförs enligt STRIs rutin R-19.5.2.5 KalibreringsinstruktionerDessa instruktioner beskriver med vilken periodicitet kalibrering skall utförassamt vem/vilka som skall utför kalibreringen.Kalibrering (Performance Test) skall utföras minst en gång per år förFluke 6100.5.2.6 KalibreringscertifikatHär skall samtliga relevanta kalibreringscertifikat och eller resultat frånkontroller sparas.5.3 Beräkning av mätosäkerhetVid varje kalibrering skall mätosäkerheten vid kalibreringen bestämmas.ISO/IEC 17025:2005 föreskriver i kapitel 5.10.4.1 Kalibreringsbevis att närdet är nödvändigt för tolkningen av kalibreringen, skall kalibreringsbevisetäven innehålla mätosäkerhet.Eftersom STRI är ackrediterade för viss provning, har man tagit fram en rutin”RUTIN R-19 Beräkning av mätosäkerhet” för dessa beräkningar.Det finns ett antal anvisningar och bestämmelser som STRI tar hänsyn till vidberäkning av mätosäkerhet. Gällande anvisningar och bestämmelser avseendemätosäkerhet är:• IEC 60060-2 samt IEC 60060-2, amendment 1• ISO: ”Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement”• EA-4/02 “Expression of the Uncertainty of Measurement inCalibration”• De svenska utgåvorna av EAL-R2, betecknande EAL-R2-Sv ochEAL-R2-S1-SvInnan kalibreringssystemets osäkerhet beräknas måste en felbudget tas fram.En felbudget för ett kalibreringssystem skall innehålla samtliga bidrag tillmätosäkerheten. Det finns tre olika typer av bidrag:• typ a (rektangulärfördelade),• typ U (normalfördelade)• standardavvikelse (slumpmässiga).För varje bidrag måste ett värde fastställas. Om det inte är möjligt att fastställaett värde med hjälp av resultat från en kalibrering, experiment, eller uppgifterBo-Erik Nilsson 14(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

från tillverkare skall en skattning göras. STRIs rutin R-19 innehållerrekommendationer för hur en skattning av bidrag utförs.Kalibreringssystemets mätosäkerhet beräknas enligt följande formel:U= k13⎛U⎞ ⎛ si ⎜ ⎟(5.1)⎝ ki⎠ ⎝ n2ir⎞∑a+ ∑⎜⎟ + ⎜ ⎟⎠22Kalibreringssystemets (FLUKE 6100) mätosäkerhet bestämdes till 0,4% förett konfidensintervall av 95% (k=2).Kalibreringens mätosäkerhet beräknas enligt följande formel:21 2⎛Ui⎞2U = k ∑a+ ∑ ⎜⎟i+ ( sr)(5.2)3 ⎝ ki⎠Mätosäkerheten för en mätning bestämdes till 0,4% för ett konfidensintervallav 95% (k=2).5.4 KalibreringsbevisVid varje kalibrering utfärdas ett kalibreringsbevis. Kalibreringsbeviset bestårav en Word mall, framtagen för varje instrument typ. Kalibreringsbeviset ärlänkat till ett Excel ark (13.3 Resultatfil - Excel) där samtliga data frånkalibreringen finns samlade för spårbarheten.Standarden ’SS-EN ISO/IEC 17025:2005 Allmänna kompetenskrav förprovnings- och kalibreringslaboratorier’ förskriver i avsnitt 5.10 Rapporteringav resultat hur resultaten från en kalibrering skall rapporteras.I avsnitt 5.10.1 Allmänt kan man läsa följande:Resultaten från varje provning, kalibrering eller serie av provningar ochkalibreringar utförda av laboratoriet skall rapporteras noggrant, entydigt ochobjektivt samt i enlighet med eventuella instruktioner i provnings- ellerkalibreringsmetoderna.Resultaten skall rapporteras, vanligtvis i en provningsrapport ellerkalibreringsbevis, och skall inkludera all information som kunden begär ochsom är nödvändig för att tolka provnings- eller kalibreringsresultaten och allinformation den berörda metoden kräver.Vidare finns ett minikrav i avsnitt 5.10.2 Provningsrapporter ochkalibreringsbevis vilken information ett kalibreringsbevis måste innehålla.• En titel (t ex ”provningsrapport eller kalibreringsbevis)• Laboratoriets namn och adress och platsen där provningarna och/ellerkalibreringarna genomfördes, om denna skiljer sig från laboratorietsadress.Bo-Erik Nilsson 15(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

En entydig identifikation av provningsrapportern eller kalibreringsbeviset(såsom serienummer), och en identifikation på varje sida för att säkerställa attsidan kan identifieras som en del av provningsrapporten ellerkalibreringsbeviset, och en entydig identifiering av slutet påprovningsrapporten eller kalibreringsbeviset.• Kundens namn och adress• Identifiering av metoden• Beskrivning av tillstånd hos, och entydig identifiering av, objekt somhar provats eller kalibrerats.• Ankomstdatum för provnings- eller kalibreringsobjektet, när detta ärkritiskt för validiteten och tillämpligheten av resultaten, och datum dåprovning eller kalibrering har utförts• Referenser till provtagningsplan och rutiner som laboratoriet ellerandra organ har tillämpat, där dessa är relevanta för validiteten ellertillämpligheten av resultaten.• Provnings- och kalibreringsresultat och tillhörande måttenheter, då såär tillämpligt.• Namn, funktion och signatur(er) eller likvärdig identifikation avperson(er) som har utfärdat provningsrapporten ellerkalibreringsbeviset.• Då det är relevant, ett uttalande om att resultaten enbart gäller för deprovade eller kalibrerade föremålen.I avsnitt 5.10.3 Provningsrapporter finns det även krav på att rapporten skallinnehålla information för tolkning av resultaten.• Då så är relevant, ett uttalade om överensstämmelse med krav och/ellerspecifikationer eller avvikelse ifrån dessa• I tillämpliga fall, ett uttalande om skattad mätosäkerhet. Information omosäkerhet är nödvändig i provningsrapporter när det är relevant förvaliditet och tillämpligheten av provningsresultat, då kundensinstruktioner så kräver, eller när mätosäkerheten kan ha betydelse föröverensstämmelse med specifikationsgräns.• Synpunkter och tolkningar, då det är lämpligt eller behövs.Avsnitt 5.10.4 Kalibreringsbevis• Förhållanden (t ex miljöförhållanden) under vilka kalibreringarna hargenomförts och som har en inverkan på mätresultaten• Mätosäkerhet och/eller ett uttalande om överrensstämmelse medidentifierade metrologiska specifikationer eller delar av dessa• Fakta som påvisar att mätningarna är spårbara• Kalibreringsbevis skall enbart återge storheter samt resultat frånfunktionsprovningar. Om ett uttalande om överrensstämmelse med enspecifikation görs, skall detta verifiera vilka avsnitt i specifikationensom uppfylls och vilka som inte uppfylls. När ett uttalande omöverrensstämmelse görs, skall hänsyn tas till mätosäkerheten.Utifrån ovanstående krav som regleras i standarden så skapades ettkalibreringsbevis som får fungera som mall för kommande kalibreringar.Mallen implementerades sedan i själva kalibreringsprogrammet. Word mallenBo-Erik Nilsson 16(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

laddas automatiskt av programmet och en uppdatering av länkarna till dentemporära Excel filen (se avsnitt 13.4) sker.5.5 KalibreringsbevisVid varje kalibrering, intern som extern, utfärdas ett kalibreringsbevis med ettindividuellt nummer. Kalibreringsbeviset skapas utifrån en mall, specifik förvarje instrumenttyp. Kalibreringsbeviset innehåller uppgifter om kalibreringenför spårbarhet såsom:Kundinfo:Kalibreringsobjekt: Instrumenttyp, Serienummer, FirmwareKund: Namn, Adress, PostadressKontaktperson: Namn, e-post, Telefon, Mobil, FaxDatum för kalibreringenSTRI’s projektnummerKalibreringsförutsättningar:RumstemperaturPlats för kalibreringenKalibreringsmetod och vilka relevanta standarder som användsSammanfattning:Sammanfattning av utförd kalibrering av PQ-instrumentet. I textform anges ominstrumentet uppfyller kraven enligt mätinstrumentets specifikationer.Resultat:Tabeller med resultat från de olika kalibreringarna vilka innehåller pålagdspänning/ström och uppmätta värden från de olika kanalerna.Använda referensmätsystem:STRIs referensmätsystem för elkvalitet/spänning/transient/flimmer/strömkalibrering, PQ-kalibrator Fluke 6100A.Spårbarhet:Alla mätningar som utförs av STRI är spårbara till det internationella systemetför måttenheter, SI. Spårbarheten är säkerställd genom en obruten kedja avkalibreringar och jämförelser som knyter dem till relevanta primärnormaler förSI enheter.MätosäkerhetFör varje mätning (kalibrering) presenteras en mätosäkerhet. Den utvidgademätosäkerheten är den kombinerade standardosäkerheten i mätningenmultiplicerad med täckningsfaktorn 2. Täckningsfaktorn 2, dvs. k=2 motsvararvid en normalfördelning ungefär ett 95% konfidensintervall. Dessutomredovisas vilka standarder och förordningar som är använda vid beräkningarnaav den utvidgade mätosäkerheten.Bo-Erik Nilsson 17(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

6. Utrustning och programvaraDet system som skall användas vid kalibreringen utgörs i huvudsak av enreferensgenerator FLUKE 6100A. Referensgeneratorn kan generera godtyckligakurvformer i ström och spänning med en bandbredd mellan 0-6 kHz.Kalibratorn kan styras manuellt via frontpanelen eller automatiserat med hjälpav en PC via en GPIB interface. I arbetet ingår att studera förutsättningarna fören automatisering av kalibreringen med externa styrprogram via ett inbyggtGPIB interface på FLUKE 6100A.En PC med PCMCIA kort och kabel med GPIB-interface.Som utvecklingsmiljö inköptes för projektets räkning LabVIEW 8.0Professional.Det PQ-instrument som användes i projektet är ett av STRIs Dranetz-BMIDranetz-BMI PowerXplorer PX5. Detta instrument användes även vid en förstamanuell kalibrering. Denna kalibrering har varit referens för tidsåtgången vid enkalibrering som ej är automatiserad. Samma instrument används senare somjämförelse vid en automatiserad kalibrering.6.1 ReferensgeneratornReferensgeneratorn används vid kalibrering av olika mätinstrument ochmätvärdesomvandlare (strömtänger, strömtransformatorer mm). För kalibreringav elkvalitetsinstrument kan kalibratorn förutom olika amplituder även skapaoregelbundna kurvformer i spänning och ström, övertoner, interharmonics,fluktuerande övertoner, flimmer, dippar och stegvisa spänningsökningar.Referensgeneratorn (se bilaga 2) har två utgångar på frontpanelen.Spänningskanalen kan lämna en spänning mellan 0-504 Volt DC och 1-1008Volt AC i frekvensområdet 1-6 kHz.Från strömutgången levereras 0-21 Ampere i frekvensområdet 0-6 kHz.Strömkanalen kan även lämna en spänning mellan 0-10 Volt AC. Spänningenpå strömkanalen används för kalibrering av strömingångarna påmätinstrumenten. Strömmen mäts indirekt via en strömtång där strömmenomvandlas till en spänning, som registreras av instrumentet.Referensgeneratorn kan addera upp till 100 övertoner simultant till denfundamentala frekvensen. Den högsta frekvensen är den 100: e övertonen vidgrundfrekvensen 60 Hz (6 kHz).6.2 GPIBGPIB är en förkortning av General Purpose Instrumentation Bus (IEEE488).Interfacet (HP-IB) utvecklades av Hewlett-Packard 1965 och standardiserades1975 (IEEE488). Syftet med bussen är att sammankoppla test ochBo-Erik Nilsson 18(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

mätutrustning och utväxla data emellan dessa via en styrdator (controller).Omkring 1987 reviderades standarden (IEEE488.2)Med bussen kan upp till 15 enheter sammankopplas. Instrumenten (ochstyrdatorns interface) har egna unika adresser kan sedan styras från en PC.Bild 10 Två olika uppkopplingar avGPIB-bussen (serie och stjärna)En uppsättning standardiserade kommandon finns för kommunikationen medinstrumentet. Dessa kommandon är till för att kontrollera instrumentets statusoch register.. Nedan följer några exempel på kommandon och desstillämpningar.*IDN? Identification queryInstrumentet svarar med tillverkare, modell, serienummer och firmwarenummer.*CLS Clear status command: Basically resets any errorsNollställer alla errors.*RST ResetNollställer instrumentet till ett definierat tillstånd och tar bort de kommandonsom finns i lagrade i bufferten i instrumentet.Fler kommandon finns beskrivna i manualen (FLUKE 6100A).För styrningen av parametrar till instrumentet används SCPI kommandon (se6.3)6.3 SCPIUngefär samtidigt som revisionen av IEEE488.2 föreslogs en fortsattstrukturering nivåerna av mjukvara för GPIB interfacet. Med StandardCommands for Programmable Instruments (SCPI) skapades ett enhetligtkommando språk, som förstås av alla instrument som har liknande funktionerimplementerade. SCPI är strikt hierarkiskt i en trädstruktur och börjar med ettså kallat root kommando. Strukturen utvecklas beroende på vilka kommandonoch funktioner som skall användas.Bo-Erik Nilsson 19(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Ovanstående trädstruktur visar hur parametern ström ställs in. Trädstrukturenföljs från ROOT via UNIT till MHARmonics och Voltage.Detta ger följande SCPI-kod som skickas till instrumentet:UNIT:MHAR:VOLTFöljande kod exempel visar koden för ett fall där en sinusformad signal medfrekvensen 50Hz och spänningsnivån 220V RMS skapas.*RSTUNIT:MHAR:VOLT ABSSOUR:PHAS1:VOLT:RANGE 23,336SOUR:PHAS1:VOLT:MHAR:HARM1 220SOUR:FREQ 50SOUR:PHAS1:VOLT:STAT ONOUTP:STAT ONKodNollställ alla parametrarAbsolut enheten i voltOmrådet för spänning 23-336 VHarm1 220 - 1:a ordningens fundamentala överton 220VFrekvensen 50HzMöjliggör spänning på utgångarnaSlå på spänning på utgångarnaPseudokodBo-Erik Nilsson 20(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

7. LabVIEWSom plattform för programmeringen så inköptes LabVIEW 8.0. LabVIEW äret grafiskt programmeringsverktyg till skillnad från textbaseradprogrammering som i t ex C/C++. I LabVIEW kan man snabbt skapaanvändargränssnitt och applikationer. LabVIEWs utvecklingsmiljö består avtvå delar, ’Front panel’ och ’Block diagram’. Applikationerna består avgrafiska ikoner som plockas in i ’Block diagram’ och sammanbinds.Bild 11. Block diagram i LabVIEWAlternativt infogas de grafiska objekten i ’Front panel’ och sammanbinds i’Block diagram’. LabVIEW innehåller en stor mängd av färdiga ikoner medolika funktionalitet och det finns även möjlighet att skapa egna objekt ochspara dessa. LabVIEW är ett program som lämpar sig väl inom mät- ochapplikationstillämningar.För att illustrera hur ’Blockdiagram’(Bild 11) och ’Front Panel’ (Bild 12)används visas nedan ett enkelt exempel, två sammanfogade strängar.Bo-Erik Nilsson 21(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Bild 12. Front Panel i LabVIEWBo-Erik Nilsson 22(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

8. MetodInnan konstruktionen av programmet tog sin början gjordes en genomgång avvilka krav som skulle ställas på programmet. Följande krav kunde identifierasfrån början:• Identifiering av de krav för kalibreringscertifikat som specificeras istandarden ISO/IEC 17025:2005• Identifiering av de parametrar som skall kalibreras, vilka specificeras istandarder IEC 61000-4-7 för ’harmonics’ och IEC61000-4-15 för’flicker’• Beräkning av mätosäkerheten i mätsystemet• Skapa ROP• Utifrån gällande standarder skapa ett program för kalibreringeno Läsa SCPI kod från text filo Läsa parametrar som behövs vid kalibreringeno Generera kalibreringscertifikat automatiskto Utföra mätosäkerhetsberäkning automatiskto Spara kalibrerade parametrar till fil för spårbarhetens skullo Skapa ett grafiskt användargränssnitt (GUI) som är enkelt ochanvändarvänligt (självinstruerande)o Kontrollera uppvärmningstiden av kalibratorn (1 timme) för attnå temperaturstabilitet före kalibreringProgrammet skulle även vara så självinstruerande som möjligt. Helst med såfå inställningar som möjligt, gärna tvingande så att inga fel kan begås avoperatören.9. GUI –Design 1LabVIEW tillhandahåller i den grafiska miljön en modul för fliksystem.Tanken var att dynamiskt styra programmet via ett fliksystem. Programmetskulle innehålla 6 stycken flikar (kundinfo, uppkoppling, uppvärmning,kalibreringsstatus, konvertering av mätdata och inmatning av mätdatamanuellt). Programmet skulle fungera som en ’Wizard’ och endast visa deflikar som var aktuella, samt ’enabla’ dessa efter behov.Designen förkastades på grund av styrningen av flikar inte kunde kontrolleras iden utsträckning som var önskvärt. Dessutom var inte det grafiska utseendettillfredsställande. Programmet var rörigt och svår att överblicka och följa.Det är möjligt att denna väg ändå är framkomlig via styrning via ’propertynodes’ (styrning av egenskaper för ett objekt).Bo-Erik Nilsson 23(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

10. GUI – Design 2För att underlätta för användaren är det önskvärt med en ’Wizard’ i programmetsom styr vilka val som kan/skall göras. En ’Wizard’ styrs genom de val somgörs, t ex nästa i dialogrutor. Detta är i princip en form av en tillståndsmaskin.10.1 The Coke mashineEtt exempel på detta hittades i diskussionsforumet på LabVIEWs hemsida,nämligen en varuautomat av typen läskmaskin. En läskmaskin lämnar ju inteifrån sig varan innan full betalning har gjorts, det vill säga rätt tillstånd haruppnåtts. För att översätta detta till kalibreringsprogrammet så skall inte självakalibreringen starta innan vissa tillstånd har uppnåtts. Innan kalibreringen fårstarta så måste inställningarna vara gjorda och en fastställd uppvärmningstidpasserat. Därför sker navigeringen i programmet med hjälp av ’Start’, ’Stop’,’Next’ och ’Back’, som ändrar tillståndet i programmet.10.2 GUIKravet på programmet är att det skall vara lätt att använda utan många ochkomplicerade inställningar. För att underlätta för användaren finns en ledtext förde operationer och inställningar som måste göras innan kalibreringen kanstartas.Programfönstret delades därför upp i tre delar. En botten del för navigering iprogrammet som innehåller knapparna ’Start’, ’Stop’, ’Next’ och ’Back’. Denövre delen delades upp i två delar med hjälp av en subpanel. Den vänstra delenanvänds för inmatning av inställningar som måste göras. De olikainställningarna visas dynamiskt efter hand de skall anges, samtidigt som olikahjälptexter visas i den högra delen.Den högra delen används för att presentera hjälptexter vid de olikainställningarna och konfigureringarna. I den högra delen visar även hurprogrammet fortskrider genom uppvärmningsfasen och kalibreringsfasen. Underuppvärmningsfasen visas genom att en klocka som räknar upp tiden tills enförutbestämd tid (en timme) har passerat och ett nytt tillstånd inträder. Även enuppskattad total tid för kalibreringen beräknas som ett hjälpmedel föroperatören. Under kalibreringsfasen visas också en klocka som angerkvarvarande tid för kalibreringen. I ett separat fönster visas den aktuella SCPIkoden som skickas till kalibratorn under kalibreringen. Detta kan motiveras föratt underlätta för den som utvecklar SCPI kod för styrning kalibratorn.11. DesignmetodikDesignmetodiken som användes i projektet är den så kallade ’Bottom-Up’.Metodiken innebär att programmet först designas från den lägstafunktionsnivån. När sedan funktionerna är klara så byggs de ihop i större ochBo-Erik Nilsson 24(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

större block till ett fungerande program. Man kan se det som en pyramid sombyggs underifrån.Standarden 17025:2005 studerades för att få en uppfattning om vilka krav somställs på ett kalibreringsprogram. Även innehållet i ett kalibreringscertifikatfinns definierat i standarden.Förutom de krav som finns i standarder diskuterades de önskemål omfunktionalitet som fanns från STRIs. Därefter identifierades de funktioner somprogrammet skulle innehålla, varefter programmets struktur och slutgiltigafunktionalitet och moduler implementerades i LabView-miljön.Alla dessa funktioner implementerades sedan i en tillståndsmaskin som utgörgrunden i programmet.Programmet kan beskrivas med följande fyra sekvenser.Filerna som används i programmet finns bifogade i bilaga 5.Bo-Erik Nilsson 25(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

12. Kalibreringsprogrammet12.1 BakgrundEtt av målen med arbetet var att göra kalibreringsprogrammet så enkelt sommöjligt för användaren att hantera. Om möjligt ska användaren inte behövanågra kunskaper om hur programvaran fungerar. Det ska inte heller krävasnågra konfigureringar eller inställningar för att klara av att utföra en kalibreringav ett PQ-instrument. De inställningar som trots allt krävs, val av instrumenttyp, kalibrering eller test måste vara enkla att utföra och då fel kan göras måsteen felkontroll göras. Programmet ska vara självinstruerande med tydligainstruktioner. Det skall även finnas en ’on-line’-hjälp att tillgå.Hur löser man detta?12.2 WizardFör att förenkla för användaren användes en ”wizard” för att stega igenom deolika stegen i programmet. En tillståndmaskin användes för ändamålet. Medhjälp av knapparna START, STOP, NEXT och BACK så kan man navigeragenom programmet och göra de inställningar som behövs.Programmet visar knappar och dialogrutor vartefter som de behövs iprogrammet. I bild 13 så ser man t ex startknappen i den nedre delen avprogramfönstret. Startknappen är endast aktiv och synlig vid start avprogrammet för att när tillståndet ändras döljas och bli inaktiv (bild 14). Påsamma sätt kommer även hjälptexten i den högra delen i programfönstret attändras dynamiskt (se bilaga 6 – Användarhandledning), beroende på vilkainställningar som skall göras i programmet.12.3 AnvändargränssnittetAnvändargränssnittet är enkelt uppbyggt. Det består av tre delar iprogramfönstret, se även avsnitt 10.Del 1 – En rad i botten av programfönstret som innehåller knapparna förnavigationen i programmet.Bo-Erik Nilsson 26(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Bild 13. Steg 1, Start av kalibreringsprogrammetDel 2 – Vänstra delen i fönstret.Denna del innehåller de inställningar som måste göras för att programmet skallkunna köras.• Test av data kommunikation mellan PC och kalibrator. Testen visar omuppkopplingen mellan PC och kalibrator via GPIB är korrekt och felfri.Om kommunikationen inte fungerar så fås en röd lampa, och om demfungera tänds en grön lampa.• Val av ’Test’ eller ’Kalibrering’. I normalfallet väljs ’Kalibrering’. Viden kalibrering körs hela programmet. Vid en ’Test’ kommer t ex intekalibreringscertifikatet att skrivas ut.• Sökväg till ’Info’-filen. Denna fil innehåller all information ominstrumentet som behövs vid en kalibrering. Vilka typer och hur mångakanaler instrumentet innehåller, mätosäkerhet, sökväg till enkalibreringsfil som innehåller SCPI koden för aktuell instrumenttyp.Övrig information om instrumenttypen finns även i filen. Varjeinstrumenttyp har en egen info-fil.Bo-Erik Nilsson 27(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Bild 14. Steg 5, Skapa en katalog för lagring av kalibreringsdataDel 3 – Högra delen i programfönstret.Högra delen innehåller hjälptext för inställningarna i den vänstra delen. Dessauppdateras automatisk när man trycker på ’Next’ eller ’Back’ och ändrartillståndet. I den här delen av fönstret kan man även följa de delar i programmetsom inte påverkas av användaren. Instrumentet behöver 1 timmes uppvärmningför att uppnå stabilitet innan kalibreringen kan starta. Uppvärmningsförloppetkan följas med en progress bar och en klocka som räknar ned. Ävenkalibreringsförloppen kan följas i den högra delen, där det även här finns enprogress bar och en klocka som anger vid vilken tid kalibreringen förväntas varaklar.Bo-Erik Nilsson 28(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Bild 15. Kalibrering pågårEn fullständig beskrivning av de olika kalibreringsstegen finns ibilaga 6 - Användarhandledning12.4 MätosäkerhetsberäkningProgrammet kan även göra mätosäkerhetsberäkningar på resultaten, se avsnitt 5.3.Mätosäkerheten samt kalibreringspunkterna hämtas från ’Info-filen’ . Ett min respektivemaxvärde beräknas och resultaten från kalibreringen jämförs med dessa. Om ett resultat liggerutanför de förutbestämda felgränserna kommer kalibreringsresultaten att efterföljas av enasterix.12.5 ResultatfilerSamtliga data från kalibreringen sparas i en Excel fil. Rådata, beräknade medelvärden,mätområden mm sparas i filen. Fördelen med detta är att Excel filen innehåller alla datasamlat på ett och samma ställe och är lätt överblickbart. De olika resultaten ligger under olikaflikar, vilket underlättar länkningen av resultaten till kalibreringscertifikatet. Analysresultatenkontrolleras mot den beräknade mätosäkerheten och om något av värdena ligger utanförspridningsgränserna så kommer resultatet att markeras med en asterix.Bo-Erik Nilsson 29(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

12.6 KalibreringscertifikatKalibreringscertifikatet, en Word mall, skall finnas framtaget för varje separat instrumentinnan kalibreringen startas. Mallarna kommer ursprungligen från ett och sammakalibreringscertifikat, och innehåller all information om kunden såsom Företagets namn,adress, telefon nummer osv. Även information om instrument finns med på certifikatet.Givetvis så finns även resultaten från kalibreringen med och hämtas från Exel-filen medanalysdata. Dessa data länkas in och certifikatet kan sparas på valfri plats.Bo-Erik Nilsson 30(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

13. Filer som programmet använder vi kalibreringEn målsättning vid programmeringen har varit att hålla ned antalet filer somprogrammet skall hantera vid kalibreringen. Programmet använder sig av femolika filer vid en kalibrering. Två filer för att läsa in information tillkalibreringen (info-fil och styrfil), två resultatfiler i Excel format (varav en ärtemporär) samt en Wordmall.Om programmet i framtiden kommer att hantera många olika typer avinstrument kan man överväga att skapa en databas för att hantera de olika filernasom behövs i programmet. I LabVIEW finns stöd för databashantering.13.1 Info-filInfo-filen är en textfil som innehåller allmän informations dels och en del förstyrningen av kalibreringen av ett specifikt mätinstrument.Den allmänna informationen om instrumentet anges i fritext. Information omnär och vem som skapat filen samt när den uppdaterades sist finns här,tillsammans med information av typen ’hur instrumentet hanterar resultat’. Iexemplet med PQ-instrumentet PX5 så framgår det att instrumentet använder ettminneskort (Compact flash). Info filen beskriver också att inmatningen avresultat från instrumentet sker i efterhand.Den andra delen innehåller de styrparametrar som behövs vid kalibreringen avinstrumentet.Ett exempel för PX5-instrumentet finns att beskåda i bilaga 4./* * * * * Felgränser * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *// Spänning (1,25 %)Uerr 0.0125// Ström (1,25 %)Ierr 0.0125// Flicker (PST 5 %)PSTerr 0.05// Triggning vid spänningsökning 140 % 90 graderTriggning Pass;Fail//* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *Exempel ur Info-filen som visar felgränserna som används vidmätosäkerhetsberäkningen.All text som inte ligger bakom ett / tecken kommer att läsas in avstyrprogrammet. Det går alltså att fritt att skriva beskrivande kommentarer ifilen. Den inledande fritexten måste också ligga bakom ett / tecken.Eftersom programmet läser in all text som finns i filen innan den sortera bortden kod som är avmarkerad, måste även eventuella tomma raderbortkommateras.Bo-Erik Nilsson 31(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Följande parametrar används vid kalibreringen av elkvalitetsinstrumentetPX5.InstrumentVilken instrument typ som kalibreras.PathSökvägen till styrfilen som innehåller SCPI kodenResultat_modeInformation om hur mätresultatet skall återrapporteras till programmet. Fyraolika alternativ finns (Automatiskt, importera fil, manuell inmatning avresultat under tiden kalibreringen fortskrider eller manuell inmatning avresultat efter avslutad kalibrering).KanalerVilka kanaler som instrumentet är bestyckat med. Används inte ikalibreringen av PX5 utan finns för framtida behov för att identifiera vilkakanaler som skall sökas i en resultat fil från andra PQ-instrument.Felgränser (Uerr, Ierr, PSTerr, Triggning)För varje parameter som kalibreras finns felgränser fastställda (se ROP).Dessa används vid kontrollen av mätosäkerhetsberäkningarna för attkontrollera om instrumentet uppfyller specifikationerna.Mätpunkter (U, I, Flicker, Triggning)För t ex spänning så används sju olika intervall vid kalibrering avspänningsnivå (20, 30, 60, 120, 240, 350, 512 V). För att genomföra enmätosäkerhetsberäkning används mätpunkter och felgränser för att beräknamin- och maxgränser.13.2 StyrfilStyrfilen består av SCPI kod (se avsnittet om SCPI kod). Även denna fil är entextfil där information om kalibreringen kan skrivas genom avkommatering.Filen innehåller generella SCPI-koder tillsammans med olika parametrar somstyr kalibratorn.//********* Spänning ********************************// U=20, 30, 60, 120, 240, 350, 512 V*RSTUNIT:MHAR:VOLT ABSSOUR:PHAS1:VOLT:RANG 11,168SOUR:PHAS1:VOLT:MHAR:HARM1 20,0SOUR:FREQ 50SOUR:PHAS1:VOLT:STAT ONOUTP:STAT ONWAIT 180//Exempel ur styrfilen med SCPI kod. Ovanstående kod visar inställningen förspänning 20V, 50Hz RMS som läggs ut på spänningskanalen.Bo-Erik Nilsson 32(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

SCPI kod är textbaserad kod som skickas till kalibratorn via GPIB gränssnittet.Koden, som är text strängar, programmeras separat för varje instrumentberoende på vilka parametrar som skall kalibreras.13.3 Resultatfil - ExcelVid en kalibrering genereras en del data som kan sparas på olika sätt. För attminimera antalet filer och underlätta underhållet av filsystemet skapades ettExcel dokument – en arbetsbok som innehåller samtliga data från kalibreringen.Detta medför att man får en överblick över samtliga data från kalibreringen.Arbetsboken innehåller ett blad för varje mätresultat från det instrument somkalibreras. Spänning, ström, flimmer och triggning på spännings ändring finnssparade på var sitt blad i arbetsboken. Även uppgifter som kunddata sparas påett separat blad i arbetsboken.För att uppnå god spårbarhet och samtidigt få möjlighet att vid ett senare tillfällekontrollera om något fel i SCPI koden funnits vid kalibreringen, sparas även denkod som körts på ett separat blad i arbetsboken. En tidstämpel finns med för attse när den aktuella SCPI koden har exekverats.För att i framtiden även kunna utvärdera mätresultat automatiskt så sparas ävenen tids stämpel vid varje till eller frånslag av t ex spänning i kalibratorn.Denna resultatfil sparas i den katalog som skapats för kalibreringen. Excel filensparas i den mapp som skapades i början av kalibreringen enligt mönstret K06-002. Där K06 är Kalibreringscertifikat år 2006 och 002 är ett löpnummer för detaktuella året. Excel filen får namnet K06-002.xlsFördelen med att samla alla mätresultat i en och samma fil är att spårbarhetenblir lättare, bättre överblick över kalibreringen samt en mindre administration.13.4 Temporär Excel filFör att lagra samtliga rådata på ett sådant sätt att de inte riskeras att förändras,sparas ovan beskrivna Excel fil. För att länka data till Word så skapas dessutomen temporär Excel fil som är en kopia av resultat filen. Filen skapas i denkatalog som mallen för kalibreringsbeviset ligger i. För att kunna länka tillWord, så måste Excel filen som programmet länkar från skapas på samma ställevarje gång. Denna fil tas bort av programmet vid kalibreringen slut.13.5 Länkning till WordMallen för kalibreringsbeviset ligger i samma katalog som den temporära Excelfilen som innehåller data från kalibreringen. Efter att länkningen är klar sparaskalibreringsbeviset i den skapade katalogen för kalibreringsbeviset. Användarenfår sedan bryta länkningen manuellt genom att i Word gå in i’Redigera/Länkar/Bryt länk’ och avmarkera samtliga länkningar.Bo-Erik Nilsson 33(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Kalibreringenrapporten lagras som ett Word dokument. Kalibreringsbevisetbestår av en Word mall, specifik för varje instrumenttyp. Word mallen startasautomatiskt från programmet när kalibreringen är klarBo-Erik Nilsson 34(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

14. KalibreringscertifikatEnligt kravspecifikationen för examensarbetet så var det önskvärt attkalibreringscertifikatet skulle genereras automatiskt.Detta gjordes i flera steg1. Ett kalibreringscertifikat togs fram. Detta certifikat skapades vid denförsta kalibreringen som gjordes manuellt. Efter att certifikatet godkäntsav kvalitetsansvarig så fick certifikatet fungera som mall för kommandekalibreringar av PQ instrument. Mallen sparades i mappen medinstrumentinfofiler i mappen PX5.2. Försök att länka in resultaten från kalibreringen gjordes men ett problemuppdagades då resultat filen sparades i olika kataloger vid varjekalibrering.3. För att lösa detta så skapades en temporär Excel fil vid varje kalibrering(excelmall_PX5.xls). Även excelmall_PX5.xls sparas i mappen PX5Samtliga data som skrevs till den första Excel filen skrevs även till dentemporära filen.4. Kalibreringscertifikatet länkades istället till den temporära Excel filenexcelmall_PX5.xls). Resultatet av denna manöver ger att Excel filenK06-002.xls hålls utanför fil hanteringen och kopieringen av data. Omett fel skulle uppstå vid kopieringen så kommer data från kalibreringenatt finnas sparat i mappen för kalibreringscertifikat. Därifrån kan sedanett nytt certifikat skapas manuellt.5. Efter att kopieringa av data är klart kommer Word mallen automatiskt attstartas av programmet. Word dokumentet kommer då att fråga om manvill uppdatera länkarna, och efter att ha svarat ja så sker det också.6. Användaren får sedan spara dokumentet i mappen förkalibreringscertifikatet. Programmet kommer sedan att uppmanaanvändaren att bryta länkningen via en meddelande ruta.7. Efter att certifikatet sparats så tar programmet bort filenexcelmall_PX5.xls automatiskt.Kvalitetsansvarig granskar och godkänner sedan certifikatet innan det skickas till kund.Bo-Erik Nilsson 35(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

15. Exempel med Dranetz-BMI PowerXplorer PX5Som exempel för att visa att automationsgraden kan ökas väsentligt såkalibrerades ett instrument av typen Dranetz-BMI PowerXplorer PX5, försthelt manuellt och sedan med det automatiserade styrprogrammet.Följande parametrar kalibrerades:SpänningSpänningen kalibrerades vid sju olika punkter inom intervallet 0-512 V.Punkterna var: 20; 30; 60; 120; 240; 350; 512 V.StrömStröm kalibrerades även den vid sju olika punkter i intervallet 0-2,8 A.Punkterna var 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 2,8 A.Triggning på spänningsökningFör att kontrollera att instrumentet triggar på en momentan spänningsökning(swell) så lades en momentan spänningsökning av 140% av det nominellavärdet på vid 90 grader av sinuskurvan.FlickerFlicker kalibreras enligt de instruktioner som finns i standarden 61000-4-15. Itabell 15 i standarden så finns det beskrivet för ett 230 V 50 Hz system, testspecifikationen för flicker klassificering.Test spefication for flickermeter classifierRektanguläraändringar perminutFrekvens[Hz]Spänningsändring∆V/V[%]1 0,0083 2,7242 0,0167 2,2117 0,0583 1,45939 0,3250 0,906110 0,9167 0,7251620 13,50 0,4024000 33,33 2,400För varje fall av flicker skall nivåerna för PST vara 1,00 +/-0,05 enligtstandarden.15.1 Manuell kalibreringKalibratorn Fluke 6100A och Dranetz-BMI PowerXplorer PX5 kopplades uppoch en kalibrering genomfördes. Ingångarna på Dranetz-BMI PowerXplorerPX5 instrumentet parallell kopplades på både spännings- ochBo-Erik Nilsson 36(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

strömingångarna, vilka sedan kopplades in på respektive utgång påFluke 6100.De parametrar som kalibrerades ställdes in via kalibratorns frontpanel. Eftervarje inställning så gjordes en manuell avläsning av Dranetz-BMIPowerXplorer PX5 och resultatet från varje kanal nedtecknades på papper.Därefter ställdes nästa parameter in på kalibratorn osv. tills samtligaparametrar kalibrerats.Därefter kontrollerades att de uppmätta värdena låg innanför mätosäkerhetensom räknats fram eller de toleranser som finns fastlagda i standarder.15.2 Tidsåtgång vid manuell kalibreringTidsåtgången för en manuell kalibrering var 16 timmar inklusiveuppkoppling. I tiden för kalibreringen så inkluderar intemätosäkerhetsberäkning eller utfärdande av kalibreringsbevis. En total tid förhela kalibreringen inklusive utfärdande av kalibreringsbevis kan skattas till 20timmar.15.3 Automatiserad kalibreringUppkopplingen mellan Fluke 6100 och Dranetz-BMI PowerXplorer PX5genomfördes på samma sätt som ovan. Dessutom ansluts GPIB porten på Fluke6100 till en PC via ett PCMCIA (Personal Computer Memory CardInternational Association) kort. Kalibreringsprogrammet startas och de initialainställningarna och inmatningarna av uppgifter görs. Kalibrerings cykelngenomförs nu helt automatiskt och kräver ingen närvaro av operatören.När kalibreringen är klar så har data från kalibreringen sparats på ett minneskortav typen Compact Flash. Tyvärr så är inte data på minnekortet åtkomligt vianågot extern program, det är av binär typ och databas format. Resultaten måsteutvärderas i ett program från tillverkaren av PX5 - Dranetz_BMI. Resultatetfrån programmet Dranview (bilaga 4) skrivs sedan i LabVIEW programmet.Beräkningar av mätosäkerhet sker sedan automatiskt och resultatet sparas sedanförst i en Excel fil för att sedan importeras till mallen för kalibreringsbevis.Kalibreringsbeviset är nu klart att granskas och sparas innan det skickas tillkund.15.4 Tidsåtgång vid automatiserad kalibreringNågra moment tillkommer i kalibreringen, då återkopplingen från instrumentettill programmet inte kunde göras automatiskt. Utvärderingen av mätresultat ochinmatningen av resultaten tillbaka till programmet tar dock lite tid men trots detså kan en avsevärd tidsbesparing göras. Den totala tiden från uppkoppling tillsdet att ett färdigt kalibreringsbevis finns utskrivet blir totalt 2 timmar.Bo-Erik Nilsson 37(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

16. ResultatAv de mål som sattes upp för examensarbetet så får man anse att på det storahela så är samtliga mål uppnådda.Målsättning och avgränsning för examensarbetet är följande:• Automatisering av kalibrering• Automatisering av kalibreringscertifikat• Eventuell automatisering av mätosäkerhetsberäkning• Utföra en kalibrering och kontrollera alla steg i kalibreringsprojektetsamt kontrollera tidsåtgången vid en kalibreringEtt kalibreringscertifikat skapas automatiskt av kalibreringsprogrammet. Ikalibreringscertifikatet finns anmärkningar om resultatet inte uppfyllerspecifikationen då mätosäkerhetsberäkningarna är gjorda. Programmet harförenklat kalibreringen och drivit upp automatiseringsgraden. PX5 instrumentetsaknar kommunikationsgränssnitt som lämpar sig bra för automatisering.Leverantören av instrumentet säljer en egen mjukvara för utvärdering avmätresultat. Data som genereras under en kalibrering är av typen binär,komprimerad databas. Därför måste utvärderingen av resultat göras i Dranetz-BMI DranView och skrivas in manuellt i kalibreringsprogrammet.Trots kommunikationsproblemet med PX5 så uppnås ändå en stor tidsbesparingvid en kalibrering.Momenten vid en manuell är:• Framtagning av utrustning• Uppkoppling av densamma• Manuell kalibrering av instrumentet genom inmatning avkalibreringsparametrar via frontpanelen på FLUKE 6100A• Avläsning och nedskrivning av resultat för varje kalibrerad parameteroch kanal• Mätosäkerhetsberäkning på för varje kalibrerad parameter och kanal• Utfärdande av kalibreringscertifikat• Arkivering av resultat och rådata• Nedkoppling och borttagning av utrustningTidsåtgång vid manuell kalibrering: 20 timmarMomenten vi automatiserad kalibrering är:• Framtagning av utrustning• Uppkoppling av densamma• Start av kalibreringsprogram och inställning av kalibreringsfiler ochkataloger för lagring av kalibreringsdata• Utvärdering av mätresultat i DranView• Inmatning av resultatet i kalibreringsprogrammet• Nedkoppling och borttagning av utrustningBo-Erik Nilsson 38(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Tidsåtgång vid automatiserad kalibrering: 2 timmarMan kan dock konstatera att kalibreringstjänsten lämpar sig väl för automation.Om dessutom instrument har interface som tillåter utbytande av data så attkommunikation kan ske, så kan automationsgraden ökas ytterligare.17. Kvarstående momentUnder utvecklingen av programmet så förbereddes fyra olika mode förinmatning av resultat vid kalibreringen. I exemplet med PX5 så användes enmodell med inmatning av resultat i efterhand.De kvarvarande modena är:• Automatiskt med återkoppling från det kalibrerade instrumentet• Manuell imatning efterhand, pararmeter för parameter, för instrumentutan lagringsmöjligheter av resultat, t ex enklare handhållna instrument• Inläsning från minneskort, där resultatfilerna är av den typen att dettastödsKvar att utveckla är SCPI kod för övertoner till FLUKE 6100A. Dessa filer kansedan implementeras i och kombineras med andra styrfiler för styrning avFLUKE 6100A. En prototyp finns men behöver vidare utveckling.18. Förslag till fortsatt arbeteFör andra typer av instrument så behöver styrfiler med de aktuella parametrarnaför instrumentet skapas vid första kalibreringen. Även en ny Info fil kommer attbehöva skapas för det aktuella instrumentet. Styrfilen och info filen för PX5 kanfungera som mall.STRI har egna mätinstrument av olika typer som idag kalibreras externt, t exmultimetrar. Dessa skulle kunna kalibreras internt av STRIs egna personal.Detta kräver att SCPI kod för styrningen av FLUKE tas fram, eventuellttillsammans med en viss vidareutveckling av programvaran PQ-calib. Dessahandhållna instrument kan inte automatiseras men en viss tidsbesparing kanuppnås genom att lägga ut parametrarna på utgångarna på kalibratorn med ettvisst tidsintervall, och avläsning av resultatet sker och dokumenteras.LabVIEW plattformen är utmärkt för att skapa applikationer inom mätteknik.Egna program för kommunikation med voltmetrar etc. Det finns ett stort stödför drivrutiner till interface som gör utvecklingen av nya applikationer snabb.Trots att LabVIEW som programspråk var nytt för mig gick det fort att upprättakommunikation mellan instrument och PC. Jag är övertygad at STRI kommeratt ha mycket nytta av LabVIEW i framtiden för applikations utveckling bådeinom T- och R-avdelningen.Bo-Erik Nilsson 39(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

19. ReferenserInternet adresserNational Instruments 2006-01-05, http://www.ni.comNational Instruments, NI Developer Zone 2006-01-05,http://zone.ni.com/zone/jsp/zone.jspNordpool, 2005-12-12, http://www.nordpool.com/LitteraturLars Bengtsson (2004), LabVIEW från början, Lund: Studentlitteratur,ISBN 691-44-03798-8Math H.J. Bollen (2000), Understanding Power Quality Problems, New York:Institute of Electrical and Electronics Inc. ISBN 0-7803-4713-7Electrical Power Standard (2003), Fluke 6100A User ManualISO/IEC 17025 (2005), Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-7:Testing and measurement techniques – General guide on harmonics andinterharmonics measurements and instrumentation, for power supply systemsand equipment connected theretoCEI/IEC 61000-4-7 (2002), Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-7:Testing and measurement techniques – General guide on harmonics andinterharmonics measurements and instrumentation, for power supply systemsand equipment connected theretoCEI/IEC 61000-4-15 (2003), Electromagnetic compability (EMC) Part 4:Testing and measurment techniques -Section 15: Flickermeter – Functionaland design specificationsCEI/IEC 61000-4-30 (2003), Electromagnetic compability (EMC) Part 4-30:Testing and measurment techniques – Power quality measurment methodsArtiklarM. Häger, K. Ahlgren, U. Grape , Power Limits and Responsibility Sharingthe Swedish Transmission and Distribution SystemBo-Erik Nilsson 40(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

20. BilagorBilaga 1 - Bilder från elkvalitets analys i 220 V vägguttag under ett dygn. Analyserat medSentinel Advanced Power Quality Monitor.Bilaga 2 - Kalibreringssystemet – signalgeneratorBilaga 3 - Info-fil PX5Bilaga 4 - Resultat från kalibrering med Dranetz-BMI PowerXplorer PX5Bilaga 5 - Filer ingående i programmetBilaga 6 - Användarhandledning PQ-CalibBo-Erik Nilsson 41(41) 2006-08-11Bnn04001@student.mdh.se

Kalibreringssystemet 1(2) Bilaga 1.Kalibreringssystemet består av ett referensinstrumentFluke 6100A Electrical Power Standard. Kalibratorn har två stycken utgångar,en för spänning och en för ström.Spänningsutgång där en eller flera avföljande parametrar kan läggas utsamtidigt• AC (1 V -1008 V sinus)(16 Hz - 850 Hz)• DC (0 V - 504 V)• Övertoner (Maximalt 100st inklusive den 1: a fundamentala frekvensen)• Flicker• Dip/Swell (min 0%, max 140% av nominella värdet)• Fas vridning (±180°, ±π radianer)• Interharmonics 16 Hz – 9 kHzStrömutgången där en eller flera av följande parametrar kan läggas ut samtidigt• AC (0 A – 80 A)• DC (0 A – 10 A)• Övertoner (Maximalt 100st inklusive den 1: a fundamentala frekvensen)• Flicker• Dip/Swell (min 0%, max 140% av nominella värdet)• Fas vridning (±180°, ±π radianer)• Interharmonics 16 Hz – 9 kHzDessutom kan från strömkanalen en spänning tas ut• 0,05 V – 10 V (16 Hz – 850 Hz) AC• 0,05 V – 5 V DCInstrumentet kan styras från front panelen eller externt från PC via ett GPIB(General Purpose Instrumentation Bus) IEEE 488.2.Instrumentet stöder standarden för instruktionsuppsättning enligt standardenIEE 488.2 och använder dessutom SCPI (Standard Commands forProgrammable Instruments).IEE 448.2 definierar ett antal Mandatory Common Commands och OptionalCommon Commands med en metod för Standard Status Reporting.SPCI är en utökning av IEE 488.2. De obligatoriska kommandona i IEEE 488.2 stöds i SCPI .

Tabell General Parametric SpecificationsVoltage/Current amplitude setting6 digitsresolutionRange of fundamental frequencies16 Hz to 850 HzLine frequency locking45 Hz to 65.9 Hz at usersdiscretionFrequency accuracy50 ppmFrequency setting resolution0.1 HzWarm up time to full accuracy1 hour or twice the time sincelast warmed upSettling time following change to the1.4 second [2]outputNominal angle between voltage phases 120°.Nominal angle between voltage and0°current of a phasePhase angle setting ± 180°, ± π radians [1]Phase angle setting resolution 0.001°, 0.00001 radians [1]Maximum number of voltage harmonics100 including the1 st (fundamental frequency)Maximum number of current harmonics2(2) Bilaga 2.100 including the 1 st (fundamentalfrequency)[1] Switching between phase set in degrees, phase set in radians and back may not beconsistent because of calculation rounding errors.[2] Settling time (TS ) of 21A and 80A ranges depends on RMS output as a proportion offull range and can be calculated from: TS = %FR2x 80 seconds

Elkvalitet – Dygnsanalys1(2) Bilaga 2.Frekvens

2(2) Bilaga 2.

1(3) Bilaga 3.Översiktsdiagram500400Volt300200100A Vrms (medel)500Volt4003002001000B Vrms (medel)500Volt4003002001000C Vrms (medel)500Volt4003002001000D Vrms (medel)15:002006-04-05Onsdag15:05 15:10 15:15 15:20 15:25 15:30Händelse #1 vid 2006-04-05 15:05:28,000AVrms, BVrms, CVrms, AVrms, BVrms, CVrms Spänning Journaltrigg. Normal till mycket låg

2(3) Bilaga 3.Översiktsdiagram15Amp1050A Irms (medel)15Amp1050B Irms (medel)15Amp1050C Irms (medel)15Amp1050D Irms (medel)15:252006-04-05Onsdag15:30 15:35 15:40 15:45 15:50Händelse #1 vid 2006-04-05 15:05:28,000AVrms, BVrms, CVrms, AVrms, BVrms, CVrms Spänning Journaltrigg. Normal till mycket låg

3(3) Bilaga 3.Översiktsdiagram1.0751.0501.0251.000A VPST1.0751.0501.0251.000B VPST1.0751.0501.0251.000C VPST16:202006-04-05Onsdag16:40 17:00 17:20 17:40 18:00 18:20 18:40 19:00Händelse #1 vid 2006-04-05 15:05:28,000AVrms, BVrms, CVrms, AVrms, BVrms, CVrms Spänning Journaltrigg. Normal till mycket låg

LabVIEW filer i programmet1(4) Bilaga 4.DatabehandlingNamn: CheckLimmit.viBeskrivning: Kontrollerar om kalibrerat värde ligger inom felgränser vidkalibrering. Ett case för varje instrument.Inparametrar: Path, KlusterUtparametrar: KlusterNamn: ControlError.viBeskrivning: Kontrollerar om mätvärdet ligger inom fastställda gränser.Gränserna (Error) hämtas från styrfilInparametrar: 2-dim Array, 2-dim Array, 2-dim ArrayUtparametrar:2-dim ArrayNamn: Man_Inp_from_Instrument.viBeskrivning: Läser från infofil vilket instrument som kalibreras. Ett case förvarje instrument typ.Inparametrar: Path, ErrorUtparametrar: Kluster, ArrayNamn: PX5_manuell_after.viBeskrivning: Dialog ruta för inmatning av resultat från extern program.Inparametrar: ErrorUtparametrar: Kluster, Array, ErrorExcelNamn: Row Col To Range Format.viBeskrivning: Konverterar numeriskt rad och kolumn i excel till textområde(C1R1 ->A1)Inparametrar: Numeriskt, NumerisktUtparametrar: SträngGPIBNamn: IDN_Test.viBeskrivning: Testar kommunikation mot kalibratorn via GPIB. Skickar IDN?kommando. Läser från instrumentet. Kontrollerar om fel returneras fråninstrumentet.Inparametrar: -Utparametrar: Bool, BoolNamn: IDN_Timer_4.viBeskrivning: Timer för nedräkning av uppvärmningstiden. Skickar IDN?kommando till instrumentet samt läser svar. Om inget svar fårs tre gånger såreturneras ett error. Visar den beräknade kalibreringstidenInparametrar: NumeriskUtparametrar: Bool

HelpNamn: help1.viBeskrivning:Inparametrar:Utparametrar:2(4) Bilaga4Namn: test_help.doc.htmBeskrivning:Inparametrar:Utparametrar:Dessutom ingår bilder och en .xml filfilelist.xmlimage001.jpgimage002.jpgKalibreringNamn: Clean_SCPI.viBeskrivning: Tar bort kommaterad text ur filerna vid inläsningInparametrar: PathUtparametrar: ArrayNamn: RunCalib.viBeskrivning: Kalibreringsfilen. Exekverar SCPI kod som skickas till kalibratornInparametrar: Numerisk, Numerisk, PathUtparametrar: Bool, Kluster, Array, ErrorNamn: RunTest.viBeskrivning: Test filen som kör SCPI kod utan att det skapas någrakalibreringsbevis eller loggfiler. Endast för utvärdering av SCPI-kodInparametrar: PathUtparametrar: 2-dim Array, Bool, 2-dim ArrayLedtextFöljande filer fungerar endast som informationsfiler och innehåller endasttext. Filerna tar varken inparametrar eller utparametrar.D:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_0.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_1.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_10.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_3.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_4.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_5.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_5_2.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_6.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_8.viD:\Bobbo\projektet2\Ledtext\Ledtext_9.vi

3(4) Bilaga 4MätresultatNamn: Result_mode_indicator.viBeskrivning: Läser värde på mode från infofil. Översätter text till numerisk.Inparametrar: StringUtparametrar: NumerisktPX5Namn: Write Excel File_cluster_PX5_ver2.viBeskrivning: Skriver ett kluster med resultat till olika blad i en Excel filInparametrar: Path, Kluster, Array, Error, PathUtparametrar: Path, ErrorStränghanteringNamn: Count_total_time.viBeskrivning: Läser från SCPI kod. Söker efter kommandot WAIT xx.Adderar tiden efter WAIT.Inparametrar: PathUtparametrar: String, NumeriskNamn: Identify time_string2.viBeskrivning: Läser från SCPI –fil och sorterar ut koden som bestämmer tiden.Väntar sedan den tid som finns efter WAIT.Inparametrar: StringUtparametrar: -Namn: read_from_ini.viBeskrivning: Söker i infofilen efter det värde som String har och returnerar detvärde som står efter Stringvärdet.Inparametrar: Path, StringUtparametrar: String, BoolNamn: Undersub_adress.viBeskrivning: Dialog ruta för inmatning av adressuppgifter och dyl.Inparametrar: -Utparametrar: 2-dim ArrayRunappNamn: runapp_modified.viBeskrivning: Fil som startar valfri fil eller programInparametrar: Path, ErrorUtparametrar: Error

4(4) Bilaga 4MainNamn: main.viBeskrivning: Main fil. Tillstånds maskin som laddar de olika filerna iprogrammet.Inparametrar: -Utparametrar: -D:\PQ-calib\PQ-calib.lvproj

Infi fil PX51(2) Bilaga 5/*********************************************************************/* Definitionsfil för Dranetz_BMI PowerXplorer PX5 ver. 2.0/* Filen skapad: 2006-03-22/* Senast uppdaterad: 2006-03-26/*/* Filen innehåller instrumentets setup, som kanaler, felgränser ochmätpunkter vid kalibreringen/* Filens innehåll laddas vid programstart/*/********** Allmän informationa om instrummentet **********************/*/* Här finns det plats att fylla på med mer information om instrumentet./*/* Instrumentet använder minneskort för att lagra kalibrerade data./* Resultatet måste läsas in manuellt i efterhand./* Kontroll av mätdata med avseende på felgränser och toleranser kan dågöras automatiskt./*/*/* 4 Spänningskanaler(A-D) samt 4 strömkanaler(A-D)/* Flicker mäts endast på 3 spänningskanaler - A,B,C/* PST skall vara 1,00 +/- 0,05/***********************************************************************//* * * * * Instrument * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *Instrument PX5/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */* * * * * Data som läses in till kalibreringen * * * * * * * * * * * *// Sökväg till Styrfil/Path D:\PQ-calib\Instrumentinfo_filer\PX5\Styrfil_Fluke_ver4.txtPath D:\PQ-calib\Instrumentinfo_filer\PX5\Styrfil_Fluke_ver2.txt//* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *//* * * * * Resultat mode * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *// Välj: Automatic, Import_file, Manuel_online, Manuel_after,/Resultat_mode Manuel_after//* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *//* * * * * Kanaler som används av PX5 * * * * * * * * * * * * * * * * */Kanaler Date;Event;Duration;Channel 1 average;Channel 2 average;Channel 3average;Channel 4 average;Channel 5 average;Channel 6 average;Channel 7average;Channel 8 average//* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *//* * * * * Felgränser * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *// Spänning (1,25%)Uerr 0.0125// Ström (1,25%)Ierr 0.0125

2(2) Bilaga 5.// Flicker (PST 5%)PSTerr 0.05// Triggning vid spänningsökning 140% 90 graderTriggning Pass;Fail//* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *//* * * * * Mätpunkter * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */ Spänning [V]U 20.00;30.00;60.00;120.0;240.0;350.0;512.0// Ström [A]I 0.1000;0.2500;0.5000;1.000;2.000;2.500;2.800// Flicker [PST](Rektagulära ändringar per minut)/Flicker 1;2;7;39;110;1620;4000PST 1// Triggning vid spänningsökning 140% 90 graderTriggning 140;90//* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */********** SLUT *******************************************************

AnvändarhandledningPQ-Calib

1. Inledning............................................................................................................................. 22. Uppkoppling....................................................................................................................... 33. Inställningar........................................................................................................................ 53.1 Test Instrument Communication.................................................................................. 53.2 Val av kalibreringsmode .............................................................................................. 73.3 Val av Info-fil............................................................................................................... 83.4 Val av katalog för lagring av kalibreringsresultat...................................................... 103.5 Inmatning av kunduppgifter ....................................................................................... 113.6 Inmatning av uppgifter om STRI och instrument ...................................................... 124. Kalibrering ....................................................................................................................... 135. Kalibreringscertifikat ....................................................................................................... 155.1 Inmatning av resultat.................................................................................................. 155.2 Kontroll av mätosäkerhet ........................................................................................... 165.3 Skriv data till resultat fil............................................................................................. 175.4 Kalibreringscertifikat ................................................................................................. 185.5 Brytning av länkar mellan Word och Excel............................................................... 195.6 Avsluta/Start om kalibrering ...................................................................................... 205.7 Kalibreringen klar ...................................................................................................... 20Användarhandledning PQ-Calib 1(20)

1. InledningDenna användarhandledning beskriver hur en kalibrering av ett el-kvalitetinstrument utförs. I är denna handledning redovisas exempel för en kalibreringav ett el-kvalitet instrument av typen Dranetz_BMI PowerXplorer PX5.Kalibreringen kan delas upp i fyra olika steg.Steg 1-UppkopplingVisar de olika stegen hur en uppkoppling mellan kalibratorn och PQinstrumentetutförs.Steg 2-InställningarDel två Inställningar beskriver vilka inställningar som måste göras iprogrammet för att kunna kalibrera ett instrument. Inställningarna görs i ettinledande skede efter uppkopplingen av instrumenten.Steg 3-KalibreringI Kalibreringsdelen körs instrumentet och kalibratorn automatiskt. Vid startav kalibreringen kommer en uppvärmningscykel och kalibreringen att körasautomatiskt efter varandra.En total tid inklusive uppvärmning för hela kalibreringen beräknas och visasför användaren under uppvärmningsförloppet. Även sluttiden förkalibreringen beräknas.En progress-bar och en klocka som räknar ned kvarvarande tid avuppvärmnings cykeln visas.Steg 4-KalibreringscertifikatEfter slutförd kalibrering utvärderas resultaten från PQ-instrumentet ochmatas in i programmet för automatisk rapportgenerering. Ettkalibreringscertifikat genereras automatiskt utifrån de uppgifter som matats invid kalibreringens början. Certifikatet sparas på lämpligt ställe ochanvändaren bryter länkningen till Excel-dokumentet certifikatet.All navigering i programmet sker genom fyra knappar: Stop, Start, Back ochNext.Även några dialogrutor för att välja filer och katalog för att sparar filer ikommer också att användas i programmet.Användarhandledning PQ-Calib 2(20)

2. UppkopplingKalibratorn Fluke6100 koppla s upp mot en PC. Kalibratorn anslut via GPIBanslutningen på baksidan. Anslutningen finns inringad på Bild 1. Den andraänden av kabeln anslut via ett PCMCIA-kort till en PC .Bild 1. GPIB anslutningen inringadPQ-instrumentet kopplas in enligt Bild 2 och 3. Som exempel används här ettinstrument av typen PX5. Samtliga kanaler för spänning respektive strömparallellkopplas (strömingången på PX5 mäter en spänning från enströmtång). Spänningen ansluts i de övre uttagen i kalibratorn (se Bild 4).Strömmätningen ansluts till de nedre uttagen på kalibratorn (se Bild 4). Förströmmätning så måste även spänning anslutas till PQ-instrumentet somreferens.Användarhandledning PQ-Calib 3(20)

Bild 2. PX5 uppkopplad för spänningsmätning på samtliga kanalerBild 3. PX5 uppkopplad för strömmätning på samtliga kanalerAnvändarhandledning PQ-Calib 4(20)

Bild 4. Dator och kalibrator uppkopplade för kalibrering.3. Inställningar3.1 Test Instrument CommunicationNär programmet startas så möts användaren av följande startsida. Innankalibreringscykeln startas så finns det möjlighet att kontrollera attuppkopplingen via GPIB. Via knappen ’Test Instrument Communication’ såkan kommunikationen kontrolleras.Om grön lampa lyser vid tryckning på knappen så fungerar kommunikationensom den skall med kalibratorn Fluke6100.Om röd lampan lyser vid tryckning så fungerar inte kommunikationen.Kontrollerar anslutningarna och tryck på knappen igen.Användarhandledning PQ-Calib 5(20)

Bild 2. Startsida för kalibreringenEfter kontrollen (som inte är obligatorisk) trycker man knappen Start för attpåbörja kalibreringen.Användarhandledning PQ-Calib 6(20)

3.2 Val av kalibreringsmodeHär finns det två olika alternativ att välja mellan, Test och Kalibrering.TestKalibreringUtvärderingsmode. Används för utveckling av filermed SCPI-kod för styrning av kalibratornFluke6100. Genererar inga kalibreringscertifikateller resultatfiler (Excel).Kalibrering kommer att genomföras.Kalibreringscertifikat och resultat filer kommer attskapas automatiskt utifrån de inställningar somanvändaren kommer att mata in senare iprogrammet (Avsnitt 2.5 och 2.6)Bild 3. Val av kalibreringsmodeEfter val av kalibreringsmode så kommer man vidare till nästa steg genom atttrycka Next.Användarhandledning PQ-Calib 7(20)

3.3 Val av Info-filValet av info fil görs genom att välja i katalog strukturen rätt fil. I detta fall såväljs filen genom att i mappen PX5 välja filen Info_PX5_ver2.txt.Info filen innehåller samtliga parametrar som behövs vid kalibreringen.Det är därför viktigt att rätt fil väljs till rätt instrument!Bild 4. Val av InfofilNär rätt Info-fil valts kommer programmet automatiskt att läsa in vilken styrfilsom programmet skall använda för styrningen av kalibratorn Fluke6100.Dessa filer kan sparas på valfri plats t ex på en nätverks disk varför en exaktsökväg inte kan beskrivas här.Bild 5 visar hur programmet automatiskt har valt rätt styrfil för kalibreringen.Se rapport (examensarbete) R06.xxx, för närmare beskrivning av info- ochstyrfilen!Användarhandledning PQ-Calib 8(20)

Bild 5. Infofil och styrfil valdGå vidare med Next.Användarhandledning PQ-Calib 9(20)

3.4 Val av katalog för lagring av kalibreringsresultatEfter valet av Info fil och styrfil så måste också en katalog skapas på valfriplats t ex på en nätverksdisk. Katalogen skall ha namnet efter det löpnummersom kalibreringscertifikatet skall ha. Detta medför att ett kalibreringsnummermåste tas ut ur rapportdatabasen före kalibrering.Bild 6. Val av katalog för resultatfiler och kalibreringscertifikat.Om ingen katalog finns så skapar man en ny. Om katalogen redan finns såväljs den. Eventuellt kommer man att få en fråga om att katalogen redan finnsoch om man vill skriva över den. Det går utmärkt då eventuella filer somredan finns i katalogen inte kommer att på verkas.Gå vidare med Next.Användarhandledning PQ-Calib 10(20)

3.5 Inmatning av kunduppgifterKalibreringscertifikatet innehåller data om kunden och instrumentet. Dessauppgifter som här fylls i kommer automatiskt att överföras tillkalibreringscertifikatet vid kalibrerings slut.Bild 7. Inmatning av kunddataOm ingen uppgift finns om t ex mobiltelefon så använd ett mellanslag eller ettbindesträck istället i stället.OBS!Programmet accepterar inte några tomma fält. Om ett fält lämnas tomtkommer programmet att ladda om inmatningsrutan och samtliga fältmåste skrivas in en gång till!Programmet kommer att upprepa detta tills samtliga fält är ifyllda.Användarhandledning PQ-Calib 11(20)

3.6 Inmatning av uppgifter om STRI och instrumentFör inmatningen av uppgifter om STRI och instrumentet så gäller samma som iavsnitt 2.5 ovan. Inga tomma fält accepteras utan använd mellanslag istället omuppgifter saknas.Bild 8. Inmatning av uppgifter om STRI och instrumentGå vidare med Next.Användarhandledning PQ-Calib 12(20)

4. KalibreringNu kan instrumenten lämnas tills kalibreringen är klar.Efter att samtliga val av infofiler, skapat katalog för kalibreringen ochinmatningar är gjorda så startar nu kalibreringscykeln. Kalibrering kommer nuatt fortgå automatiskt.För att kalibratorn skall uppnå temperaturstabilitet så körs först enuppvärmningssekvens på 1 timme. I Bild 9 kan man i den nedre högra delen sehur denna process fortskrider, dels genom en klocka som räknar neduppvärmningstiden, dels genom en progress bar som visar förloppet grafiskt.Bild 9. Uppvärning av Fluke 6100I övre högra delen visas den beräknade kalibreringstiden inklusiveuppvärmningstid. Även en beräknad sluttid för kalibrering inklusiveuppvärmningstid visas.Användarhandledning PQ-Calib 13(20)

I det högra fönstret i Bild 10 så visas kalibreringen efter attuppvärmningsfasen är klar. I fönstret så visas den SCPI-kod som för tillfälletkörs av kalibratorn Fluke6100. Som tidigare för uppvärmningsfasen så finnsäven här en klocka som visar kvarvarande tid på kalibreringen, samt enprogress-bar för en grafisk presentation av förloppet.Bild 10. KalibreringsfasenKalibreringsprogrammet kommer nu att fortsätta köra alla kommandon istyrfilen tills det är klart. Vill man avbryta programmet måste man avslutaprogrammet via menyraden File/Exit. Programmet avslutas.Användarhandledning PQ-Calib 14(20)

5. KalibreringscertifikatNär att kalibreringen är klar skall resultatet som registrerats avinstrumentet (PX5) matas in manuellt. Det finns ingen kommunikation somåterkopplar resultaten från instrumentet tillbaka till programmet. Resultatetfrån kalibreringen av PX5 måste utvärderas iDranetz_BMI: s egna program ’Dranview’. Efter utvärdering av resultatenmatas värden in i programmet som därefter utför beräkningar på mätosäkerhetoch skapar kalibreringscertifikat.5.1 Inmatning av resultatNedan visas bilden där inmatningen av resultaten sker.Tabellerna för spänning och ström innehåller de nominella värdena sominstrumentet har kalibrerats med (värden som kalibratorn har lagt på sinautgångar).Bild 11. Inmatning av uppmätta data från kalibreringenI den översta tabellen ’Tabell URMS’ matas resultaten frånspänningsmätningen in, och i den andra tabellen ’Tabell IRMS’ matasresultaten från ström mätningen in.I den tredje tabellen ’Tabell Flicker’ matas resultaten från flickermätningen in.Längst ned finns en radioknapp. Om instrumentet triggade påspänningsändringen (efter dip) korrekt på samtliga kanaler så markerar manAnvändarhandledning PQ-Calib 15(20)

detta genom att klicka på den med musmarkören. Gå vidare med OK ochNext.5.2 Kontroll av mätosäkerhetEfter inmatning av de utvärderade resultaten görs en automatisk kontroll avmätfel. Om ett resultat ligger utanför den kalkylerade totala mätosäkerheten såkommer resultatet att märkas med en asterix * i kalibreringscertifikatet. Dettamedför att en anmärkning måste skrivas manuellt i certifikatet.Bild 12. Behandling av mätdataGå vidare med Next.Användarhandledning PQ-Calib 16(20)

5.3 Skriv data till resultat filSamtliga data från kalibreringen sparas i en Excel fil för spårbarheten. Fileninnehåller samtliga mätdata från kalibreringen (spänning, ström, flicker ochtriggning på späningsändring). Dessutom alla inmatade adressuppgifter, samtligSCPI kod inklusive en tidstämpel som körts under kalibreringen samt en flik förSTAT On/Off som visar när de olika parametrarna lades ut på portarna påkalibratorn.Bild 13. Skapa Excel dokumentGå vidare med Next för att skapa ett kalibreringscertifikat.Användarhandledning PQ-Calib 17(20)

5.4 KalibreringscertifikatEn Word mall för kalibreringscertifikatet öppnas automatiskt. En fråga om manvill uppdatera länkarna genereras av Word. För att resultaten från kalibreringenskall importeras till Word så svara ’Ja’. Uppdateringen av länkarna tar en litenstund, förloppet kan beskådas av den progress-bar som visas.Kalibreringscertifikatet sparas som i den skapade mappen med sammalöpnummer som angivits för kalibreringscertifikatet.OBS!Det är viktigt att välja ’spara som’ så att dokumentet sparas som ett nyttkalibreringscertifikat och inte som en ny mall för kalibreringscertifikat.Kontrollera kalibreringscertifikatet så att allt är korrekt. Eventuellakorrigeringar, t ex fel i adresser osv, kan nu göras om nödvändigt.Användarhandledning PQ-Calib 18(20)

5.5 Brytning av länkar mellan Word och ExcelEftersom kalibreringscertifikatet är länkat till en temporär Excel fil måstelänkningen brytas mellan Word och Excel. Om detta inte görs kommerkalibreringscertifikatet att fråga om man vill uppdatera länkningen nästa gångman öppnar kalibreringscertifikatet.Länkningen bryts genom att med kalibreringscertifikatet öppnat i Word gå in imenyn via:Redigera/Länkar/Bryt länk. Markera samtliga länkar med hjälp av att hålla enshift tangenten och klicka på den översta och den sista länken så att samtligalänkar blir blåmarkerade. Knappen Bryt länk bryter sedan länkarna mellan Wordoch Excel.Bild 14. Efter skapandet av kalibreringscertifikatEn påminnelse att man måste bryta länkarna kommer att visas i enmeddelanderuta som man måste kvittera (Bild 14).Gå vidare med Next.Användarhandledning PQ-Calib 19(20)

5.6 Avsluta/Start om kalibreringKalibreringen är nu avslutad. Om fler kalibreringar skall utföras så startasprogrammet om genom att svara OK och kalibreringscykeln startas om. Om intefler kalibreringar skall utföras så avslutas programmet via Stop.Bild 15. Kalibreringen klar5.7 Kalibreringen klarOm ’STOP’ väljs kommer programmet att avslutas. Resultatet frånkalibreringen finns i den mapp som skapades tidigare (2.4 Val av katalog förlagring av kalibreringsresultat).I katalogen finns förutom kalibreringscertifikatet även en resultatfil (Excel)som innehåller det data som genererats under kalibreringen. Under de olikaflikarna i Excelfilen finns resultaten från kalibreringen, exekverad SCPI-kodsamt adress och kunduppgifter.Kalibreringscertifikatet är nu klart för utskrift.Användarhandledning PQ-Calib 20(20)